硫酸是一種用途廣泛的化工原料，在我國(guó)市場(chǎng)內(nèi)的需求量較高，由于我國(guó)對(duì)硫酸產(chǎn)品有著相應(yīng)的安全管理，以人工生產(chǎn)的控制方式已無(wú)法滿足現(xiàn)今的生產(chǎn)需求，因此，自動(dòng)化儀表設(shè)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(shè)備的正常運(yùn)行，較高的故障率也會(huì)影響硫酸生產(chǎn)的穩(wěn)定及產(chǎn)品質(zhì)量。并且日益嚴(yán)格的環(huán)保排放政策，也對(duì)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(duì)儀表選型提出了更高的要求。

 

1  溫度檢測(cè)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(cè)元件。因測(cè)量設(shè)備是直接對(duì)介質(zhì)予以接觸，大部分安裝在有壓設(shè)備上，因此，保護(hù)套管的選型、長(zhǎng)短及安裝方法較為重要。

 

       煙氣制酸系統(tǒng)要測(cè)準(zhǔn)溫度，正確地選擇套管是關(guān)鍵。保護(hù)套管選用應(yīng)根據(jù)介質(zhì)工況、正�；蛞馔馇闆r下的溫度范圍、維護(hù)保養(yǎng)方便等因素進(jìn)行綜合考慮。不同介質(zhì)對(duì)保護(hù)套管的腐蝕程度不同；同一介質(zhì)在不同溫度、流速下對(duì)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(cè)溫，單純采用不銹鋼保護(hù)套管，是無(wú)法阻止腐蝕現(xiàn)象的，通常采用不銹鋼保護(hù)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(jì)插入深度選擇過(guò)長(zhǎng)，會(huì)因流體沖刷導(dǎo)致抖動(dòng)折斷溫度計(jì)，所以在滿足測(cè)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(hù)套管或加厚套管來(lái)增加強(qiáng)度。在安裝形式上，優(yōu)先選擇法蘭式，因?yàn)槁菁y安裝形式，會(huì)出現(xiàn)滲酸導(dǎo)致螺紋銹蝕無(wú)法拆卸現(xiàn)象。

 

       煙氣測(cè)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(hù)套管，仍會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，建議選用不銹鋼加外襯聚四氟乙烯形式，法蘭安裝；轉(zhuǎn)化工段采用不銹鋼材質(zhì)，由于煙氣管徑較粗，溫度計(jì)會(huì)較長(zhǎng)，使用久會(huì)出現(xiàn)高溫下彎曲、抖動(dòng)折斷現(xiàn)象，tuijian選擇錐形套管或加厚套管增加強(qiáng)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)，隨著泵循環(huán)輸送含固液體的流動(dòng)沖刷，溫度及壓力測(cè)量的聚四氟乙烯保護(hù)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)性停車檢修會(huì)影響生產(chǎn)開車率，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)此類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(yuǎn)傳智能壓力變送器。在對(duì)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(xiàn)象，通過(guò)檢查認(rèn)為膜片材質(zhì)不適用于測(cè)量介質(zhì)，確認(rèn)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(xiàn)象。但要注意，在微壓測(cè)量時(shí)，由于壓力測(cè)量膜片襯聚四氟乙烯，會(huì)影響測(cè)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(qiáng)，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(xiàn)密封面泄漏現(xiàn)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(xiǎn)發(fā)生。

 

3  風(fēng)量檢測(cè)儀表的選型

       在一期工程硫酸項(xiàng)目中，SO2 風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量使用的是熱式流量計(jì)，運(yùn)行平穩(wěn)，只是需要根據(jù)工況定期清理傳感器上附著的酸泥，防止附著物影響溫度測(cè)量和反應(yīng)速度。需要注意的是，如果使用熱式流量計(jì)測(cè)量煙氣流量，因?yàn)閮x表參數(shù)中需要設(shè)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(fù)荷影響產(chǎn)生變化，因此，如何設(shè)定合適的煙氣密度會(huì)對(duì)測(cè)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(jì)的選用要注意工況。

 

4  液位檢測(cè)儀表的選型

       在黃金冶煉煙氣制酸中，普遍使用的液位測(cè)量?jī)x表分別為超聲波液位計(jì)、遠(yuǎn)傳磁翻板液位計(jì)以及雷達(dá)液位計(jì)等。因硫酸生產(chǎn)需要采取密閉工藝，無(wú)法準(zhǔn)確地體現(xiàn)以及控制液位，有較大的可能會(huì)產(chǎn)生溢流現(xiàn)象，從而對(duì)環(huán)境造成污染以及缺水導(dǎo)致設(shè)備損壞的情況發(fā)生。通常設(shè)計(jì)在重要區(qū)域采用雷達(dá)液位計(jì)，其抗酸霧、蒸汽干擾的能力較強(qiáng)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(jì)置于套管上。在安裝過(guò)程中，需要對(duì)雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量盲區(qū)予以嚴(yán)格注意，盡量繞開此位置，若條件無(wú)法允許避開，可將雷達(dá)液位計(jì)的安裝高度及角度合理調(diào)整，根據(jù)設(shè)備的回波率，滿足可接受的#大限度值。

 

5  酸濃分析儀的選型

       現(xiàn)今，我國(guó)硫酸生產(chǎn)中酸濃度的測(cè)量方法通常采取電磁感應(yīng)法測(cè)量硫酸的電導(dǎo)率，合并溫度換算成酸濃度。但由于硫酸的電導(dǎo)率和濃度并不是完全的線性關(guān)系。因此，在不同的濃度區(qū)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(yùn)行都很正常。在孟莫克熱回收系統(tǒng)（HRS）中，因硫酸濃度控制范圍極小，在 98.5% ～ 99.7% 內(nèi)，只能選用 MECS 硫酸熱回收專用的 56 型變送器和 222 環(huán)形電導(dǎo)傳感器。

 

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

 

6  調(diào)節(jié)閥的選型和改進(jìn)

       制酸自控系統(tǒng)中使用的調(diào)節(jié)閥較多，在調(diào)節(jié)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及閥門類型。凈化工段流通介質(zhì)為 14%以下稀硫酸的調(diào)節(jié)閥，通常選擇氣動(dòng)薄膜襯氟單座調(diào)節(jié)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(qiáng)腐蝕性，上閥蓋采用波紋管密封形式以防止泄漏對(duì)設(shè)備或人員造成傷害，波紋管選用耐腐蝕性強(qiáng)、彈性好、抗拉伸性能好的氟橡膠材料。

 

       需要注意的是，在系統(tǒng)中，有一些加水調(diào)節(jié)閥，通常情況下，這些閥門不需要考慮防腐選型，但根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在給酸性容器補(bǔ)加水的這些閥門，往往容易出現(xiàn)因停車檢修時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，酸霧回流，冷凝酸造成閥芯、閥座等內(nèi)件腐蝕，因此在這些閥門的選擇上也要考慮防腐要求。

 

       在轉(zhuǎn)化工段煙道上的調(diào)節(jié)閥大多為蝶閥，流通介質(zhì)為含SO2 高溫?zé)煔�，口徑一般都較大（DN800-DN2200），閥門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(jù)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，閥體盡量不要選擇鋼板焊接形式的，雖然成本低，但強(qiáng)度不足，長(zhǎng)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(jié)構(gòu)。選型中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體之間要有散熱結(jié)構(gòu)，避免高溫縮短執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用壽命。在安裝形式上，不要讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)在閥體正上方垂直安裝，因?yàn)殚y桿盤根煙氣泄露會(huì)比較常見(jiàn)，煙氣會(huì)直接向上熏烤腐蝕執(zhí)行機(jī)構(gòu)，會(huì)很快造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)損壞，并且煙氣有毒，人員還很難靠近維護(hù)；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，#好讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)水平、平躺形式安裝，盤根煙氣泄露，不易腐蝕執(zhí)行機(jī)構(gòu)，維護(hù)人員也方便避讓有毒煙氣。

 

7  自動(dòng)裝酸機(jī)的選型

       硫酸作為工業(yè)�；�品，儲(chǔ)存及運(yùn)輸管理都非常嚴(yán)格，使用人工控制進(jìn)行車輛裝酸，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(jì)和襯四氟自動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成的自動(dòng)裝酸機(jī)系統(tǒng)，減少了崗位人員數(shù)量，提高了裝酸效率，防止了裝酸冒槽的安全風(fēng)險(xiǎn)。但在使用實(shí)踐中要注意，電磁流量計(jì)測(cè)量的是體積流量，而用戶習(xí)慣使用重量計(jì)量，這樣就需要在批量控制儀中設(shè)定硫酸密度，銷售的 93% 和 98% 濃硫酸其密度是隨溫度變化的，當(dāng)車皮裝載量大時(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(qū)和季節(jié)，如果使用重量計(jì)量裝酸，需要經(jīng)常對(duì)設(shè)定的密度進(jìn)行調(diào)節(jié)或補(bǔ)償。

 

8  結(jié)語(yǔ)

       結(jié)合自動(dòng)化儀表設(shè)備對(duì)酸濃的準(zhǔn)確測(cè)量以及遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且相關(guān)人員對(duì)硫酸生產(chǎn)控制系統(tǒng)和參數(shù)予以調(diào)節(jié)和改進(jìn)，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行有效控制，提高生產(chǎn)工藝的需求適應(yīng)能力，充分達(dá)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(fù)雜，且介質(zhì)的腐蝕性較強(qiáng)，因此在選擇和安裝儀表時(shí)，需要嚴(yán)格把關(guān)，通過(guò)對(duì)日常維護(hù)、儀表的穩(wěn)定以及準(zhǔn)確計(jì)量予以加強(qiáng)，才能提高硫酸產(chǎn)品的質(zhì)量。