前言

硫磺制酸装置越来越大型化，一旦因酸浓、酸温、水分控制不准，或操作不当造成设备腐蚀、系统漏气，都会引起系统酸雾增多，造成尾气酸雾排放超标、大气环境污染等。

一、生产过程中酸雾产生的原因分析

1.1干燥塔水分超标影响

湿空气进入干燥塔干燥后，若干燥效率达不到指标，含少量水分的干空气（>0.1g/Nm₃）进入焚硫炉内，随着烟气一同进入转化器中与SO₃反应生成硫酸蒸气，在烟气管线或冷热换热器遇冷形成酸雾。

1.2冷热换热器管腐蚀穿孔影响

冷热换热器换热管容易被冷凝酸腐蚀，造成转化气体短路，高三氧化硫浓度烟气进入后段，增加了二吸塔的负荷，若泄漏量较大，二吸塔吸收SO₃不完全，大量的SO₃带入尾吸系统而无法完全吸收，造成尾气烟囱冒烟，酸雾超标。

1.3 系统中烟气温度变化的影响

在硫磺制酸过程中，当烟气温度过高时，会导致酸温升高，液面上的SO₃、 H2O及H₂SO₄蒸汽平衡分压增高，推动力减小，SO₃的吸收效率降低，导致大量的酸雾形成。当烟气温度降低时，尤其是低于硫酸蒸气的露点温度以下时，会发生露点腐蚀‌，因硫酸蒸汽会在低于其露点的部位凝结成冷凝酸进而腐蚀设备。

1.4吸收酸温度的影响

当吸收酸温升高时，液面上的SO₃、H₂O及H₂SO₄蒸汽平衡分压增高，吸收推动力减小，吸收率降低，气相中的SO₃和水蒸气更容易结合生成酸雾。因此，高酸温会进一步加剧酸雾的生成。所以，酸温越低，吸收率越高，但并不是酸温越低越好，如酸温过低，有可能使局部温度低于露点，而SO3与水反应是放热反应，会放出大量的热而导致局部温度升高，但如果整体吸收酸温度过低，部分区域仍可能低于露点温度，使得SO₃未能完全转化为硫酸而是形成酸雾，这些酸雾会随气流带走，无法有效被吸收，从而还会降低吸收效率。‌

1.5吸收酸浓度的影响

吸收酸的浓度直接影响SO₃吸收效率和酸雾形成。当酸浓过高时，吸收推动力下降，气相中的SO₃难以被吸收，导致SO₃浓度升高，而SO₃易与水蒸气结合形成酸雾。同样，当酸浓过低时，而气相中的水蒸气含量增加，导致SO₃吸收不完全，容易与SO₃结合形成酸雾。

1.6硫磺内有机物多，造成一段进口水分升高的影响

硫磺内含有一定量的有机物，有机物燃烧后产生水分，有资料报道[1]，原料硫磺中的有机物质量分数每增加0.1%，炉气中的ρ( H2O)就增加0.2575g/m³。因此，可造成一段进口水分与酸雾增多。酸雾含量的计算公式为：

参数说明：

[H₂O]：代表干燥塔后气体水分含量（ppm）

K：代表工艺常数（典型值0.1~0.5）

α：代表斜率系数（约0.02~0.05）

临界点‌：当水分>50 ppm时，酸雾显著上升（指数增长）　　

酸雾含量与水分简图如下所示。

二、生产过程中酸雾的控制

2.1实时监测干燥塔水份

为了控制干燥塔的水分，将干燥塔至焚硫炉段保持一定的压力（建议0.02 MPa至0.05 MPa之间‌），防止外界湿空气渗入，同时定期检测管道法兰、阀门密封性，重点排查干燥塔出口至风机段泄漏点。此外，在干燥塔出口安装在线湿度分析仪，及时调整工艺参数等。

2.2预防冷热换热管腐蚀穿孔

选择耐硫酸腐蚀的材料是预防换热管腐蚀的关键。例如，可以选用哈氏合金，这种材料对硫酸具有良好的耐腐蚀性，尤其适用于高温和高浓度硫酸环境。另外，还需控制冷凝酸的形成，提高换热管温度，确保换热管的温度高于酸露点温度，避免冷凝酸的生成。此外，及时排出冷凝酸，避免其在换热器内积聚腐蚀设备等。

2.3 合理控制系统中烟气温度

合理控制烟气温度是减少酸雾产生和设备腐蚀的关键。通常需要将烟气温度控制在合适的范围内，避免过高或过低。例如，在吸收塔进口处，烟气温度应略高于硫酸的露点温度，为了防止露点腐蚀影响烟道、吸收塔及相关设备的寿命。

2.4 合理控制吸收酸温度

维持酸温稳定，优化吸收效率，需调节干燥及吸收塔酸冷却器循环水量及水温，可确保吸收酸温处于安全范围内。通常干燥塔循环酸的酸温经过酸冷却器后，一般不超过60℃，一吸塔和二吸塔的酸温经过酸冷却器后，通常控制在70℃左右，此温度范围内可以有效减少酸雾的形成。

2.5 合理控制吸收酸浓度

想要SO₃吸收速度快，吸收完全、产生酸雾要少，需时常对酸浓进行控制和检测，使其浓度控制在98.3%。因当酸浓大于98.3%时，吸收推动力下降，吸收率下降。而酸浓小于98.3%时，吸收易生成酸雾冒白烟，浓度越低，吸收SO₃越不完全。所以，浓度过高或过低会都会导致液面上的（PSO₃、PH₂SO₄、PH₂O）平衡分压增高，易形成酸雾，阻碍吸收过程。只有当酸浓为98.3%时，液面上的PSO₃、PH₂SO₄、PH₂O最低，吸收效率最高。

2.6 定期维护和检查除雾器

除雾器在硫磺制酸中起着关键的作用，通过定期检查和维护除雾器，可以及时发现和解决除雾器运行过程中存在的问题，确保除雾器高效运行，降低酸雾，防止尾气超标排放，保护环境，同时也有助于提高生产系统的稳定性和设备的使用寿命。

2.7控制硫磺质量

表１为有机物对参数影响对照表，实际生产中需控制硫磺中水分含量及酸度，水分过高会促进SO₃转化为酸雾，而酸度超标将加速设备腐蚀。

需限制烃类含量和其他杂质，有机物燃烧不完全会产生碳黑污染系统，并导致尾气SO₂产生波动。

表1 有机物对参数影响对照表

参考文献：

[1] 汤桂华, 硫酸生产对原料硫磺的质量要求[J]. 硫磷设计, 1999, 13-17.