طراحی و ساخت کارخانه اسید تر WSA

اخیرا در بین صنایع و تولید کنندگان، روشی جایگزین روش های سنتی شده است که نتایجی از جمله آلودگی کمتر و افزایش راندمان و بهره وری را در پی دارد که به این روش روش سبز میگویند. گازهای خروجی از کارخانجات تولید اسید سولفوریک که غالبا گازهای SO2 و SO3 هستند، باعث بروز مشکلاتی برای سلامتی انسان و محیط زیست خواهند بود. از جمله مواردی که تولیدکنندگان مبتنی بر روش سبز باید به آن توجه کنند جلوگیری از انتشار گاز SO2 (دی اکسید گوگرد) است. صنایعی که از روش پیرومتالوژی برای تولیدات خود استفاده میکنند نیز میتوانند با احداث کارخانه اسیدسولفوریک این کار را انجام دهند.

شرکت های مطرحی در زمینه تولیدات محصولات شیمیایی از روش سبز برای تولیدات خود استفاده میکنند که در میان آن ها میتوان از شرکت زم شیمی پارس نام برد. اسمارت کاتالیست نیز تولیدات خود را مبتنی بر این روش انجام میدهد.

سابق بر این کارخانجات اسید سولفوریک به روش جذب تک مرحله ای یا تک جذبی ساخته میشدند، اما در سال های اخیر با توجه به بالا رفتن قیمت مواد اولیه، در جهت حفظ محیط زیست، کاهش آلودگی ها و آلاینده های کارخانجات هم چنین اصلاح فرآیند تولید و ارتقا سطح بهره وری، تولیدکنندگان با آگاهی به سمت روش فرآیند تماس از طریق جذب دو مرحله ای روی آوردند. روش های تشخیص کارخانه های اسید سولفوریک تک جذبی و دو جذبی را میتوانید در قسمت دانشنامه سایت مطالعه کنید.

فرآیند کلی تولید در کارخانجات اسید سولفوریک

کارخانجات تولید اسیدسولفوریک از 4 قسمت مجزا تشکیل شده اند.

1. واحد ذوب گوگرد
2. واحد احتراق و سوزاندن گوگرد و تولید گاز SO2
3. تبدیل گاز SO2 به SO3 به وسیله کانورتور
4. واحد جذب SO3 و ترکیب با آب و تولید اسید سولفوریک

واحد ذوب گوگرد

همانطور که بیان شد؛ گوگرد ماده اولیه ساخت اسید سولفوریک است. گوگرد جامد را میتوان از کارخانجات پتروشیمی یا واحدهای تهیه گاز خریداری کرد. در ادامه برای استفاده باید به حالت مذاب درآید. بدین منظور در انبار گوگرد دو حوضچه مستقل برای اینکار در نظر گرفته شده است. گوگرد مذاب از حوضچه های ذوب توسط یک خط دو جداره که در جداره خارجی بخار و در جداره داخلی گوگرد جریان دارد به سمت مخازن ذخیره هدایت میشود.

مخازن ذخیره شامل حوضچه هایی است که از پایین به صورت چپ و راست با یکدیگر در ارتباط اند. پس از آن گوگرد مذاب از داخل یک خط لوله به سمت مشعل های گوگرد سوز میرود. فشار بالای حاکم در مشعل باعث میشود که گوگرد مذاب در بهترین شرایط سوخته و عملا هیچ گوگردی قبل از سوخته شدن از کوره خارج نشود.

واحد احتراق گوگرد و تولید گاز SO2

در این واحد با وجود بلوورها هوا در کل سیستم جریان پیدا میکند. فیلترهای نصب شده در قسمت مکش بلوورها باعث حذف هرگونه گرد و غبار میشود. از پکینگ های موجود در برج خشک کننده هوا در راستای افزایش سطح تماس بین هوا و اسید استفاده میشود. در ادامه الکتروپمپ با مکش اسید از سیرکوله و با کمک دستگاه های مبدل حرارتی، اسید را به دمای مناسب رسانده و سپس آن را به برج خشک هدایت میکند. اسید پس از دست دادن رطوبت به سمت کوره احتراق گوگرد میرود. این کوره از سه لایه آجر تشکیل شده که دو لایه آن آجر عایق و یک لایه آجر نسوز است. در کوره، گوگرد با هوا می سوزد و گاز SO2 تولید میکند.

در رابطه با بلوورها، میتوان گفت از جمله تجهیزاتی هستند که در مرحله سوزاندن گوگرد نقش مهمی را ایفا میکنند. نسبت به گذشته کارخانه های اسید سولفوریک در مقیاس های بزرگ تری‌اند و این مسئله به تنظیمات بلوورهای تکی فشار وارد کرده و باعث ایجاد مشکل در مکش هوا شده است. به همین دلیل کارخانه ها به سمت استفاده از بلوورهای دوگانه رفته اند.

بلوورها دستگاهی هستند که بصورت سری عمل کرده و هوا را در کل سیستم جریان میدهند. در نهایت باقیمانده را از ونت نهایی واحد خارج میکنند. شرکت Howden از جمله شرکت هایی است که این دستگاه را به صورت single و dual ارائه میدهد. در قسمتی از مقاله این شرکت میخوانیم:

ترجمه متن مقاله بلوورها در شرکت Howden:

در سالهای اخیر صنعت اسید سولفوریک متوجه تغییرات زیادی بوده است. بیشترین روند تغییر برای بهبود بهره‌وری انرژی و پایین نگه داشتن هزینه های تولید است، در حالی که با تقاضای رو به رشد اسید سولفوریک مواجه هستیم. هاودن برای غلبه بر این چالش با هدف انجام عملیات با کارایی بالا و محدودیت های مقیاس، نسل بعدی بلوورهای کارخانه اسید سولفوریک فوق العاده بزرگ را در مدل SF-22 طراحی کرده ‌است.

تبدیل گاز SO2 به SO3

تبدیل گاز دی اکسید گوگرد (SO2) به تری اکسید گوگرد (SO3) به وسیله کانورتور اتفاق می‌افتد. کانورتور از 4 لایه مجزا گریدهای کاتالیست پنتا اکسید وانادیوم که از پایین به بالا قرار گرفته تشکیل شده است. در لایه اول کاتالیست SC38، در لایه دوم و سوم از کاتالیست SC48 و در لایه چهارم از کاتالیست SC48 یا SC69 استفاده می­شود.

واحد جذب SO3

در این قسمت از تجهیزات زیر استفاده میگردد:

• برج جذب میانی و نهایی
• برج خنک کننده
• مخزن سیرکولاسیون و ذخیره اسید
• مجموعه مبدل های حرارتی
• سیستم اندازه گیری غلظت و سطح اسید
• سه دستگاه الکتروپمپ برج جذب، دو دستگاه الکترو پمپ بارگیری

بررسی 3 نوع کارخانه اسید سولفوریک

• کارخانجات اسید سولفوریک گوگرد سوز

در این حالت، گوگرد با درصد خلوص بالا از طریق افزایش دما و گرمای غیر مستقیم به حالت مایع در آورده میشود. پس از آن گوگرد مایع به درون کوره احتراق هدایت میشود، گوگرد در مجاورت با هوای خشک و گرم سوخته و گاز حاصل از آن تبدیل به اسید سولفوریک میشود.

• کارخانجات بازیافت اسید

در این کارخانه ها بازیافت، از طریق جداسازی اسید سولفوریک مصرفی به گاز دی اکسید گوگرد SO2 و آب H2O انجام شده و مجددا اسید تازه تولید میشود. روش دیگر این کارخانجات تبدیل گازهای سولفیدی استفده شده به اسید سولفوریک است.

• کارخانجات بازیافت گازهای تولید شده از ذوب

از طریق فرآیند ذوب فلزات معدنی مانند مس، روی، نیکل و آهن میتوان دی اکسید گوگرد تولید کرد. در ادامه از گازهای دی اکسید گوگرد ناشی از فرآیند ذوب به روش پیرومتالوژی نیز میتوان اسید سولفوریک تولید کرد. گاز SO2 از قسمت پاکسازی وارد برج خشک کننده میشود. در برج خشک کننده با به حداقل رساندن رطوبت و افزایش دما شرایط برای ترکیب با کاتالیست مهیا میشود. در طی این فرآیند پس از تبدیل so2 به so3 با انجام مرحله جذب تری اکسید گوگرد جدا و اسید سولفوریک تولید میشود.

تجهیزات مورد نیاز در خط تولید