一种用于高浓度烟气制酸转化触媒的冷态升温方法与流程

本发明涉及硫酸生产，尤其涉及一种用于高浓度烟气制酸转化触媒的冷态升温方法。

背景技术：

1、在铜冶炼烟气制酸行业中，为满足不同转化效率的要求，“两转两吸”工艺主要采用“3+1”四段转化器布局或“4+1”五段转化器布局。不论采用何种配置，转化系统的开工预热都是确保系统顺利启动和生产达标的的关键环节。然而，现有的预热技术方案存在多方面缺陷，严重制约了生产效率和经济性。

2、系统在冷态开工时，所有设备和触媒均处于常温，必须使用外部热源进行预热。早期普遍采用的预热方案是将开工预热炉产生的高温热气通过单一管道直接引至系统最前端的触媒层入口（即第一层）。这种“前端单点注入”模式存在显著弊端：高温热气虽顺流而下，但需依次通过多层触媒层及中间换热设备，热量在传递过程中逐层衰减，到达末端床层时温度已大幅降低，导致后端触媒升温困难，预热周期延长，热能利用率不足，天然气能耗较高。

3、另外，热量集中从首段输入，容易造成首段床层升温过快而末端床层严重滞后，各层之间的温差过大，从而引发转化器壳体及内部构件产生较大的热应力，导致设备变形、法兰连接处泄漏风险增加；同时，为弥补末端升温不足，操作人员往往被迫提高热风入口温度，这会加剧首段触媒的热冲击，缩短其使用寿命，并可能造成局部过热而烧损内部支撑件。此外，单一的注入路径缺乏调节手段，无法根据各层实际温度灵活分配热量，预热过程的可控性较差，容易导致整个系统升温不均衡，延长开车准备时间。

4、上述问题亟待解决。

技术实现思路

1、本发明公开了一种用于高浓度烟气制酸转化触媒的冷态升温方法，旨在解决现有技术中存在的技术问题。

2、本发明采用下述技术方案，包括：s1、烟气分流：系统开工阶段启动开工预热炉产出高温烟气，通过分流装置将所述高温烟气分为第一股烟气以及第二股烟气，其中，初始分流比例设定为所述第二股烟气占所述高温烟气的30%； s2、分路输送：所述第一股烟气送入第一层转化器入口，流经所述第一层转化器内部对触媒换热升温，所述第二股烟气经保温旁通烟道送至第二层转化器入口； s3、混合调温：所述第一股烟气经过所述第一层转化器到达第二层转化器，与所述第二股烟气在所述第二层转化器入口前汇流，形成混合烟气，调节流量配比，其中，所述混合烟气温度控制在400摄氏度～500摄氏度之间，所述第二股烟气占所述混合烟气的0～70%；s4、稳定升温：所述混合烟气通入所述第二层转化器，依次流经第三层转化器、第四层转化器、第五层转化器，同时监测各层转化器入口处的温度，当达到二氧化硫催化起燃温度后，通入冶炼二氧化硫烟气。

3、可选的，在烟气分流之前，方法还包括：对所述开工预热炉的炉膛以及全部烟道吹扫，其中，吹扫的时间超过五分钟；所述开工预热炉的冷态状态下启动时采用小燃料供给、低热输出、低速梯度升温的点火烘热方式。

4、可选的，所述混合调温包括：实时监测所述第二层转化器入口处的混合烟气温度，采用比例积分微分连续无极调节方式，计算混合烟气温度升高与第二股烟气分流比例之间的关系，连续调节所述第一股烟气与所述第二股烟气之间的流量配比，其中，所述第二股烟气单次调节的占比变动不超过5%。

5、可选的，所述稳定升温包括初始升温期、第一次恒温平台期、差异化升温期、第二次恒温平台期以及最终升温期；所述初始升温期经过第一次恒温平台期、差异化升温期、第二次恒温平台期，直至最终升温期，多层转化器温度逐渐升高。

6、可选的，所述初始升温期：在所述开工预热炉的炉膛温度稳定在200摄氏度后，采用高火加热方式，升高所述开工预热炉的负荷，将所述开工预热炉的出口温度提高至500摄氏度。

7、可选的，所述第一次恒温平台期：分别实时监测第二层转化器、第三层转化器、第四层转化器以及第五层转化器内的温度，当每层转化器温度相差不超过10度时，调节所述保温旁通烟道开度至最大，在每层转化器温度相差超过20度之后，再采用比例积分微分连续无极调节方式，调节所述保温旁通烟道的开度；所述保温旁通烟道开度最大的状态需至少形成三次。

8、可选的，所述差异化升温期：在所述恒温平台期持续4小时之后，将所述开工预热炉的负荷提升至70%以上，至所述开工预热炉的出口温度以平稳速率升高至650摄氏度后，将保温旁通烟道的开度调至最大；所述开工预热炉的出口温度以平稳速率升高至650摄氏度的过程在四小时内完成。

9、可选的，所述第二次恒温平台期：所述稳定升温持续至第40小时，所述第一层转换器中的触媒达到二氧化硫氧化反应的起燃温度，在所述第一层转换器处接入预设浓度的二氧化硫烟气；控制所述开工预热炉的负荷在40%-50%之间。

10、可选的，所述最终升温期：当所述第一层转化器内的触媒在二氧化硫烟气燃烧放热达到供热温度后，停止输送所述开工预热炉的高温烟气，关闭所述开工预热炉的输送烟道以及所述保温旁通烟道，阻断高浓度二氧化硫烟气窜入预热支路形成气流短路。

11、本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果中的至少一个：

12、在本发明实施例中，s1、烟气分流：系统开工阶段启动开工预热炉产出高温烟气，通过分流装置将所述高温烟气分为第一股烟气以及第二股烟气，其中，初始分流比例设定为所述第二股烟气占所述高温烟气的30%； s2、分路输送：所述第一股烟气送入第一层转化器入口，流经所述第一层转化器内部对触媒换热升温，所述第二股烟气经保温旁通烟道送至第二层转化器入口； s3、混合调温：所述第一股烟气经过所述第一层转化器到达第二层转化器，与所述第二股烟气在所述第二层转化器入口前汇流，形成混合烟气，调节流量配比，其中，所述混合烟气温度控制在400摄氏度～500摄氏度之间，所述第二股烟气占所述混合烟气的0～70%；s4、稳定升温：所述混合烟气通入所述第二层转化器，依次流经第三层转化器、第四层转化器、第五层转化器，同时监测各层转化器入口处的温度，当达到二氧化硫催化起燃温度后，通入冶炼二氧化硫烟气。将高温第二股烟气和经第一转化器后的第一股烟气按需混合，通过优化热源配置与传递路径，有效提升了系统升温效率，能耗量明显下降，调节第一股烟气的比例，使首段触媒温度逐渐升高，降低首段触媒的热冲击，增加其使用寿命。

1.一种用于高浓度烟气制酸转化触媒的冷态升温方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于高浓度烟气制酸转化触媒的冷态升温方法，其特征在于，在烟气分流之前，方法还包括：

3.根据权利要求1所述的一种用于高浓度烟气制酸转化触媒的冷态升温方法，其特征在于，所述混合调温包括：

4.根据权利要求1所述的一种用于高浓度烟气制酸转化触媒的冷态升温方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的一种用于高浓度烟气制酸转化触媒的冷态升温方法，其特征在于，所述初始升温期：

6.根据权利要求4所述的一种用于高浓度烟气制酸转化触媒的冷态升温方法，其特征在于，所述第一次恒温平台期：

7.根据权利要求4所述的一种用于高浓度烟气制酸转化触媒的冷态升温方法，其特征在于，所述差异化升温期：

8.根据权利要求4所述的一种用于高浓度烟气制酸转化触媒的冷态升温方法，其特征在于，所述第二次恒温平台期：

9.根据权利要求4所述的一种用于高浓度烟气制酸转化触媒的冷态升温方法，其特征在于，所述最终升温期：