前言

烟气超温后果

硫酸装置在运行过程中，一吸塔出口烟气会出现超温现象。当温度升高后，后续的转化热平衡被打破，导致转化三、四段的温度持续居高不下，尤其在高温负荷或高气浓条件下运行时尤为显著。若转化温度长时间处于高温状态，触媒的启燃温度将升高，不利于装置的正常运行，同时触媒的使用寿命也会缩短。此外，若一吸塔出口烟气温度持续上升，将对塔内的除雾器造成不可逆的损害。通常情况下，纤维除雾器在85℃以下可长时间稳定运行，但若温度超过150℃，则会迅速被烧坏，失去除雾功能。若烟气中含有酸雾，随着温度的升高，设备的腐蚀率也会相应增加。

一、烟气超温的原因分析

随着硫酸工业的持续发展，热能利用率的持续提升，传统的一吸塔逐渐被高温吸收塔替代，用以利用更多的吸收热能。对高温吸收塔出口烟气温度的控制也更为关键，出口烟气超温的主要原因有以下几点：

第一、循环酸温的影响：循环酸温度是调控出口烟气温度的关键参数。硫酸进入填料层后，与烟气直接接触，在吸收三氧化硫的同时，也吸收烟气中的热量。若接触面积足够大且接触时间足够长，烟气中的富余热量将被硫酸完全吸收，从而达到温度平衡。在理想状态下，我们可以认为，出填料层的烟气温度几乎等同于入填料层的硫酸温度。若一吸上塔酸温较高，出塔烟气温度也会相应升高。对于高温热回收塔而言，为了充分利用高热值的热量，一级酸温通常控制得较高，而二级酸温则在控制出口烟气温度方面起到关键作用。通过热能计算（此计算方式可通过下载“数字硫酸APP”中参数查询获得），高温热回收塔出口烟气温度同时受一级酸温和二级酸温的共同影响。因此，当二级酸温较高时，高温吸收塔出口烟气温度也会随之升高。

第二、循环酸量及酸浓的影响：如前文所述，硫酸与烟气接触时间需足够长，这就要求确保一定规模的循环酸量。循环酸量是影响吸收效率的关键参数。通常，循环酸量通过上塔和下塔的酸浓差或酸的喷淋密度来确定。传统一吸塔的酸浓差一般为0.2-0.4%，喷淋密度为15-25m³/m²·h。若酸流量偏低，吸收效率将下降，同时出口烟气温度会升高。对于高温吸收塔，为了充分利用热量，酸浓度差通常维持在0.4%的上限或更高，但其吸收效率仅能达到约90%，且烟气温度无法有效控制。因此，引入了二级吸收工艺，即一级吸收后的烟气再通过一定量的二级酸吸收，这样既保证了吸收效率，又降低了烟气温度。由于高温吸收塔内酸温过高以及稀释器出口硫酸中混有空气，导致硫酸浓度测量存在困难，进而引起测量结果偏高，出现吸收率下降和烟气温度上升的现象。因此，精确的酸浓度测量是降低烟气温度偏高的关键保障。礼正来公司的高温酸浓分析仪能够有效解决高温环境下酸浓度测量的难题。

（高温酸浓分析仪）

第三、分酸器和填料的影响：前文提到，硫酸与烟气接触的面积需足够大。要确保这一条件，首先必须保证酸分布的均匀性，这需要借助高效的分酸设备，使酸均匀覆盖在填料表面。目前，分酸器能够实现高达46个点位/平方米的分布密度。其次，为了进一步增大接触面积，需依赖填料的作用，目前填料的比表面积可达140平方米/立方米，确保酸在填料表面流通并与烟气充分接触。

因此，分酸器和填料是影响烟气出口温度的关键因素。若酸分布不均，会导致出口烟气温度升高；而填料的选型不当、破损或坍塌等问题，同样会引起塔出口烟气温度的上升。

第四、其他原因：接触时间还受烟气流速的影响，若流速过快，则不利于硫酸的吸收（包括能量吸收），因此塔径的选择至关重要，同时也需精确控制气量；进塔烟气的温度过高，会导致出塔烟气温度超标；转化率分配不均，若一转转化率偏高，一吸塔吸收能力超出上限，吸收不完全，同样会导致出塔烟气温度超标。