硫黃制酸裝置低溫余熱回收系統利用當φ（H2SO4）99%以上時，對金屬腐蝕性低的特性，采用耐腐蝕專用不銹鋼系列，其要求是：在硫酸生產過程中，將硫酸濃度嚴格控制在微小范圍內φ（H2SO4）（99.05~99.51%）。

低溫余熱回收系統是通過在特定的H2SO4溫度和濃度下，來平衡熱量回收，保持裝置運行壽命的。硫酸裝置在運行過程中，進入低溫余熱回收系統的煙氣溫度和SO3濃度基本不受裝置負荷影響，因此低溫余熱回收系統的各溫度是穩定的。但是該系統又是SO3吸收塔，其出口φ（H2SO4）為99.5%，為保證低溫余熱回收系統SO3的吸收效率，則需要在一級上塔循環硫酸進行加水稀釋，控制循環硫酸φ（H2SO4）在99.05~99.2%。在此過程中為了保障低溫余熱回收塔的安全，為保證一級SO3出口煙氣酸霧合格，必須把一級循環酸濃度控制在φ（H2SO4）≥99%且φ（H2SO4）≤99.2%。

因此低溫余熱回收系統的一級循環酸濃度的準確、穩定關系著低溫余熱回收塔系統的安全和長周期穩定運行。

一級循環酸濃度測量的重要性

1.低溫余熱回收系統的硫酸濃度調整是通過加水實現的，加水量設計是采用自動控制，其過程變量也是一級循環上塔硫酸濃度。因此一級循環上塔酸濃在低溫余熱回收系統中既是保護裝置的安全儀表，也是測量儀表。當一級循環酸濃無法準確測量時，由于生產負荷的變化，難免會造成一級酸濃低于φ（H2SO4）99.00 %，加速腐蝕，造成余熱回收塔壁、蒸發器、換熱器、泵和一級分酸器腐蝕嚴重。

2、當余熱回收系統自動加水失去過程控制變量時，則會增加操作人員工作強度，若負荷變化時無法及時調整一級循環硫酸濃度，將導致一級循環酸濃度偏離工藝允許值。

3、當無法準確獲得一級循環酸濃度時，為了減少設備的腐蝕，通常將酸濃控制較高，則又會影響酸霧超標，腐蝕系統后端設備。

4、當無法準確獲得一級循環酸濃度時，為了保障裝置安全運行，則需要每天多次手動分析循環酸濃度，增加分析員工作量和安全風險，工藝控制參數誤差增大。

基本情況介紹

該客戶為四川某大型磷化企業，有兩套400Kt/a硫黃制酸裝置，一級吸收均采用的余熱回收系統。在稀釋器出口，選用了兩套羅斯蒙特電導率傳感器和56E變送器，組合測量硫酸濃度。由于測量的一級循環硫酸是稀釋后的硫酸（溫度180℃、壓力0.1MPa），為了實現快速將水與硫酸混合均勻，該稀釋器采用壓縮空氣霧化脫鹽水增強擾動的技術。導致電導率傳感器測量含有空氣介質的硫酸，使得余熱回收系統從投用到改造前所的一級循環酸濃度測量值與實際偏離大，且測量數據波動大（見圖2）.因此測量的結果無法用于保障裝置安全聯鎖和加水自動控制的要求。

原因分析

低溫余熱回收一級循環硫酸工藝參數控制

溫度：180~190℃；

壓力：0.1~0.2MPa；

流量：800~1000m3/h；

濃度：99.05~99.15%；

空氣含量：硫酸量8~10%。

硫酸濃度分析儀取樣安裝位置：一級循環硫酸主管道進塔水平管位置；

由于主管道進塔后是分酸器，所以取樣位置的壓力基本為分酸器液位靜壓。所選用的56E變送器內置有120℃內φ（H2SO4）96~100%電導率對應的硫酸濃度曲線，可輸出硫酸濃度或電導率。

那又是什么原因導致測量數據的波動呢？

分析原因見下表：

具體原因說明：由于稀釋器采用壓縮空氣霧化脫鹽水增強擾動的技術，導致從稀釋器出來的循環硫酸含有空氣介質。而現采用的電導率傳感器不能準確測量含有空氣介質的硫酸濃度。當含有空氣介質的硫酸通過電導率傳感器時，由于空氣不導電，此時測量的電導率非常低，并且不穩定。由于硫酸濃度越高電導率越低，測量值則比實際偏大且波動大，故無法準確測量。

解決措施

要解決一級循環硫酸濃度準確測量問題，分離出所含空氣介質是關鍵。因此需要針對一級循環硫酸的特性設計一套能穩定高效分離出硫酸中所含空氣的設備。

禮正來科技針對當前一級循環硫酸濃度測量的難題，研制了HAS110高溫濃硫酸分析儀。實現了一級循環硫酸內所含空氣介質全部分離，并設計有分析流量穩定器，以此減小分析介質流量不穩定對測量結果的干擾。（見圖3）

禮正來科技本著為生產企業節約成本，充分利用客戶原有的正常測量儀表：電導率傳感器和56E變送器，將其應用在HSA110A高溫濃硫酸分析儀上，不僅幫助用戶減少采購成本，同時也實現現有設備價值的最大化。

禮正來科技根據高溫濃硫酸電導率對應硫酸濃度曲線研發了XA96-100硫酸濃度折線函數儀，已在生產現場經過三個月穩定運行，數據（見圖4）.改造后的一級循環酸濃儀已實現安全聯鎖控制保護裝置免受腐蝕，為自動加水提供準確穩定的過程變量，實現加水自動控制。

高溫濃硫酸分析儀技術特點：

采用穩定空氣分離技術，配備電導率傳感器，折線函數儀，組成的高性能低溫余熱回收系統專用分析儀表。適用于測量一級循環酸濃、循環泵出口酸濃、加熱器出口酸濃、預熱器出口酸濃。解決了因當前高溫濃硫酸分析儀故障引發的問題。實現了快速準確為稀釋器加水自動控制提供過程測量，保護了低溫余熱回收系統免受低濃度硫酸腐蝕。

技術參數表

高溫濃硫酸分析儀的應用效果

硫黃制酸裝置低溫余熱回收系統在2022年12月更換了一級循環硫酸高溫濃硫酸分析儀。投用后一級循環硫酸濃度測量準確、數據穩定、測量值反應快速、沒有出現傳感器處硫酸泄漏同時也沒有維護工作。

生產實踐證明，高溫濃硫酸分析儀設計和選材合理，能夠滿足低溫余熱回收系統一級循環硫酸測量要求，徹底解決了當前一級循環硫酸測量難題。是一款保障低溫余熱回收系統安全、長周期、穩定運的核心測量儀表，值得推廣應用。

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