硫酸是一種用途廣泛的化工原料，在我國市場(chǎng)內的需求量較高，由于我國對硫酸產(chǎn)品有著(zhù)相應的安全管理，以人工生產(chǎn)的控制方式已無(wú)法滿(mǎn)足現今的生產(chǎn)需求，因此，自動(dòng)化儀表設備在硫酸生產(chǎn)中起到了較好的作用。在硫酸生產(chǎn)的過(guò)程中，因其具有的高腐蝕性，直接影響了很多儀表設備的正常運行，較高的故障率也會(huì )影響硫酸生產(chǎn)的穩定及產(chǎn)品質(zhì)量。并且日益嚴格的環(huán)保排放政策，也對硫酸的生產(chǎn)控制過(guò)程有了更深的要求，因此，提高生產(chǎn)自動(dòng)化率也對儀表選型提出了更高的要求。

 

1  溫度檢測元器件的選型和改進(jìn)

       在硫酸生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì )使用到較多的熱電偶、熱電阻等檢測元件。因測量設備是直接對介質(zhì)予以接觸，大部分安裝在有壓設備上，因此，保護套管的選型、長(cháng)短及安裝方法較為重要。

 

       煙氣制酸系統要測準溫度，正確地選擇套管是關(guān)鍵。保護套管選用應根據介質(zhì)工況、正�；蛞馔馇闆r下的溫度范圍、維護保養方便等因素進(jìn)行綜合考慮。不同介質(zhì)對保護套管的腐蝕程度不同；同一介質(zhì)在不同溫度、流速下對套管的腐蝕程度也不同。凈化、干吸工段的酸性液體介質(zhì)測溫，單純采用不銹鋼保護套管，是無(wú)法阻止腐蝕現象的，通常采用不銹鋼保護套管加外襯聚四氟乙烯的形式。另外，由于液體流速較高，如果溫度計插入深度選擇過(guò)長(cháng)，會(huì )因流體沖刷導致抖動(dòng)折斷溫度計，所以在滿(mǎn)足測溫需要的情況下，插入深度要盡量短，甚至必要情況，要選擇錐形保護套管或加厚套管來(lái)增加強度。在安裝形式上，優(yōu)先選擇法蘭式，因為螺紋安裝形式，會(huì )出現滲酸導致螺紋銹蝕無(wú)法拆卸現象。

 

       煙氣測溫，在凈化工段，由于煙氣還含有一定水分，單純采用不銹鋼保護套管，仍會(huì )出現腐蝕現象，建議選用不銹鋼加外襯聚四氟乙烯形式，法蘭安裝；轉化工段采用不銹鋼材質(zhì)，由于煙氣管徑較粗，溫度計會(huì )較長(cháng)，使用久會(huì )出現高溫下彎曲、抖動(dòng)折斷現象，tuijian選擇錐形套管或加厚套管增加強度。

 

       要注意的是，在硫酸生產(chǎn)凈化工段中液體介質(zhì)通常含有較多煙氣洗滌產(chǎn)生的顆粒雜質(zhì)，隨著(zhù)泵循環(huán)輸送含固液體的流動(dòng)沖刷，溫度及壓力測量的聚四氟乙烯保護層會(huì )經(jīng)常磨損損耗，造成不銹鋼套管接觸介質(zhì)而被腐蝕，產(chǎn)生的突發(fā)性停車(chē)檢修會(huì )影響生產(chǎn)開(kāi)車(chē)率，造成經(jīng)濟損失。因此，對此類(lèi)儀表一次件要選用耐磨材質(zhì)并且定期點(diǎn)檢及時(shí)處理。

 

2  壓力儀表的選型和改進(jìn)

       壓力儀表通常選用遠傳智能壓力變送器。在對硫酸介質(zhì)接觸的隔膜壓力變送器時(shí)曾經(jīng)使用 316L 材質(zhì)膜片，使用一段時(shí)間后就發(fā)生腐蝕不銹鋼法蘭及膜片，并且會(huì )產(chǎn)生漏酸現象，通過(guò)檢查認為膜片材質(zhì)不適用于測量介質(zhì)，確認后，將隔膜壓力變送器更換為不銹鋼襯聚四氟乙烯膜片，用聚四氟乙烯隔離腐蝕介質(zhì)，后再未發(fā)生腐蝕現象。但要注意，在微壓測量時(shí)，由于壓力測量膜片襯聚四氟乙烯，會(huì )影響測量精度和變化速度，如果精度有更高要求，可選用哈氏合金 C 或鉭材質(zhì)膜片，耐腐蝕能力更強，但價(jià)格更貴。另外，由于稀硫酸輸送管道普遍為玻璃鋼材質(zhì)或鋼襯 PO 管道，法蘭面在實(shí)際安裝時(shí)大多不夠平整，容易出現密封面泄漏現象，將密封墊更換為加厚型 PTFE；全部接液面法蘭更換為整體聚四氟乙烯包裹方式，從而能夠有效降低漏液、腐蝕的風(fēng)險發(fā)生。

 

3  風(fēng)量檢測儀表的選型

       在一期工程硫酸項目中，SO2 風(fēng)機出口風(fēng)量使用的是熱式流量計，運行平穩，只是需要根據工況定期清理傳感器上附著(zhù)的酸泥，防止附著(zhù)物影響溫度測量和反應速度。需要注意的是，如果使用熱式流量計測量煙氣流量，因為儀表參數中需要設定介質(zhì)密度，而生產(chǎn)過(guò)程中煙氣主要成分 SO2 濃度會(huì )受生產(chǎn)負荷影響產(chǎn)生變化，因此，如何設定合適的煙氣密度會(huì )對測量精度產(chǎn)生很大的影響。所以，在煙氣濃度變化大的位置，熱式流量計的選用要注意工況。

 

4  液位檢測儀表的選型

       在黃金冶煉煙氣制酸中，普遍使用的液位測量?jì)x表分別為超聲波液位計、遠傳磁翻板液位計以及雷達液位計等。因硫酸生產(chǎn)需要采取密閉工藝，無(wú)法準確地體現以及控制液位，有較大的可能會(huì )產(chǎn)生溢流現象，從而對環(huán)境造成污染以及缺水導致設備損壞的情況發(fā)生。通常設計在重要區域采用雷達液位計，其抗酸霧、蒸汽干擾的能力較強且安裝較方便。其安裝方法為在槽蓋上方打孔后，安裝帶有法蘭的套管，并將液位計置于套管上。在安裝過(guò)程中，需要對雷達液位計的測量盲區予以嚴格注意，盡量繞開(kāi)此位置，若條件無(wú)法允許避開(kāi)，可將雷達液位計的安裝高度及角度合理調整，根據設備的回波率，滿(mǎn)足可接受的#大限度值。

 

5  酸濃分析儀的選型

       現今，我國硫酸生產(chǎn)中酸濃度的測量方法通常采取電磁感應法測量硫酸的電導率，合并溫度換算成酸濃度。但由于硫酸的電導率和濃度并不是完全的線(xiàn)性關(guān)系。因此，在不同的濃度區間就要選用不同的酸濃儀表。92% ～ 99% 的硫酸濃度范圍，一期使用的梅特勒 - 托利多和 E+H 的酸濃儀，多年運行都很正常。在孟莫克熱回收系統（HRS）中，因硫酸濃度控制范圍極小，在 98.5% ～ 99.7% 內，只能選用 MECS 硫酸熱回收專(zhuān)用的 56 型變送器和 222 環(huán)形電導傳感器。

 

       在發(fā)煙硫酸工序中，100% ～ 110% 的酸濃測量，已經(jīng)不適合采用測電導率換算酸濃的儀表了，使用光學(xué)測量方法的MPR E-Scan 在線(xiàn)發(fā)煙硫酸濃度儀，通過(guò)測量過(guò)程流體的折射率來(lái)?yè)Q算酸濃值，測量精度高，無(wú)須現場(chǎng)校準，維護量小，性能穩定。

 

6  調節閥的選型和改進(jìn)

       制酸自控系統中使用的調節閥較多，在調節閥選型上既要考慮流通介質(zhì)的溫度、壓力及腐蝕性，還需考慮工藝要求選擇合適的流量曲線(xiàn)及閥門(mén)類(lèi)型。凈化工段流通介質(zhì)為 14%以下稀硫酸的調節閥，通常選擇氣動(dòng)薄膜襯氟單座調節閥。閥體材料采用 WCB+F46，閥芯和閥座采用 2Cr13 不銹鋼外襯F46，填料使用 PTFE�？紤]到稀酸的強腐蝕性，上閥蓋采用波紋管密封形式以防止泄漏對設備或人員造成傷害，波紋管選用耐腐蝕性強、彈性好、抗拉伸性能好的氟橡膠材料。

 

       需要注意的是，在系統中，有一些加水調節閥，通常情況下，這些閥門(mén)不需要考慮防腐選型，但根據實(shí)際經(jīng)驗，在給酸性容器補加水的這些閥門(mén)，往往容易出現因停車(chē)檢修時(shí)間過(guò)長(cháng)，酸霧回流，冷凝酸造成閥芯、閥座等內件腐蝕，因此在這些閥門(mén)的選擇上也要考慮防腐要求。

 

       在轉化工段煙道上的調節閥大多為蝶閥，流通介質(zhì)為含SO2 高溫煙氣，口徑一般都較大（DN800-DN2200），閥門(mén)形式建議選用雙偏心形式，填料要選擇耐 400℃以上高溫柔性石墨填料。根據經(jīng)驗教訓，閥體盡量不要選擇鋼板焊接形式的，雖然成本低，但強度不足，長(cháng)期使用會(huì )受熱閥體變形，閥板卡別，盡可能使用鑄造式的結構。選型中，執行機構和閥體之間要有散熱結構，避免高溫縮短執行機構使用壽命。在安裝形式上，不要讓執行機構在閥體正上方垂直安裝，因為閥桿盤(pán)根煙氣泄露會(huì )比較常見(jiàn)，煙氣會(huì )直接向上熏烤腐蝕執行機構，會(huì )很快造成執行機構損壞，并且煙氣有毒，人員還很難靠近維護；根據經(jīng)驗，#好讓執行機構水平、平躺形式安裝，盤(pán)根煙氣泄露，不易腐蝕執行機構，維護人員也方便避讓有毒煙氣。

 

7  自動(dòng)裝酸機的選型

       硫酸作為工業(yè)�；�品，儲存及運輸管理都非常嚴格，使用人工控制進(jìn)行車(chē)輛裝酸，誤差大、效率低。通過(guò)多年使用30 套 E+H 的 NXF581 批量控制儀及鉭電極襯四氟電磁流量計和襯四氟自動(dòng)調節閥組成的自動(dòng)裝酸機系統，減少了崗位人員數量，提高了裝酸效率，防止了裝酸冒槽的安全風(fēng)險。但在使用實(shí)踐中要注意，電磁流量計測量的是體積流量，而用戶(hù)習慣使用重量計量，這樣就需要在批量控制儀中設定硫酸密度，銷(xiāo)售的 93% 和 98% 濃硫酸其密度是隨溫度變化的，當車(chē)皮裝載量大時(shí)，每天氣溫溫差影響的硫酸密度變化所帶來(lái)的裝酸誤差是主要的影響誤差因素，因此，在溫差大的生產(chǎn)地區和季節，如果使用重量計量裝酸，需要經(jīng)常對設定的密度進(jìn)行調節或補償。

 

8  結語(yǔ)

       結合自動(dòng)化儀表設備對酸濃的準確測量以及遠程監控，并且相關(guān)人員對硫酸生產(chǎn)控制系統和參數予以調節和改進(jìn)，能夠對系統進(jìn)行有效控制，提高生產(chǎn)工藝的需求適應能力，充分達到了黃金冶煉煙氣條件下的自動(dòng)生產(chǎn)，可較好地確保各循環(huán)槽液態(tài)的平衡性。硫酸的生產(chǎn)工藝較為復雜，且介質(zhì)的腐蝕性較強，因此在選擇和安裝儀表時(shí)，需要嚴格把關(guān)，通過(guò)對日常維護、儀表的穩定以及準確計量予以加強，才能提高硫酸產(chǎn)品的質(zhì)量。