- 泡露點——硫酸酸霧產生的原因
一、化工泡露點基本概念
泡點:在一定壓力下,液體混合物開始沸騰產生第一個氣泡時的溫度(泡點溫度);或在一定溫度下,液體開始沸騰的壓力(泡點壓力)。液相中揮發性最高的組分率先氣化,形成"氣相富集相"。
露點:在一定壓力下,氣體混合物開始冷凝出現第一個液滴時的溫度(露點溫度);或在一定溫度下,氣體開始冷凝的壓力(露點壓力)。氣相中揮發性最低的組分率先冷凝,形成"液相富集相"。
沸點:純組分在一定壓力下發生氣液相變時的溫度,僅適用于純物質,泡點和露點的特例。
氣液平衡:液相的泡點即為氣相的露點,此時氣液兩相組成達到平衡,泡點與露點差值越小,混合物越接近純物質或恒沸物。
泡露點主要受組成和壓力影響。壓力增大時,泡點和露點均升高,且差值減小。
二、硫酸露點的特殊性
硫酸生產中關注重點的硫酸露點(也稱酸露點),與普通露點有顯著區別,煙氣中硫酸蒸氣達到飽和并開始冷凝時的溫度為硫酸露點,其是硫酸蒸氣和水蒸氣共同作用的結果。SO3含量是最核心因素,SO3含量越高,酸露點越高;水分越多,凝結驅動力越強,酸露點也隨之升高。同樣,壓力對于硫酸露點也有影響,但影響較小,當壓力升高時,酸露點略有升高。
對于硫酸露點可以給出一個簡單的經驗計算公式以用于日常生產中的計算:

參數說明:
tADP:煙氣酸露點溫度,單位 ℃
?H2O:水蒸氣體積分數(%)
?SO3:三氧化硫體積分數(%)
在硫酸生產工藝中,硫酸露點主要影響干燥、轉化、吸收三個關鍵環節。酸霧是硫酸生產的"頭號難題",與露點溫度密切相關,當氣體溫度低于硫酸露點時,SO3與水蒸氣結合形成硫酸蒸氣并冷凝,產生酸霧(1-10μm的微小液滴),這些酸霧難以被除霧器捕集,會隨氣流進入后續設備,造成設備腐蝕和堵塞,最終進入尾氣煙囪排放,表現為煙囪冒"白煙"。

露點腐蝕是硫酸裝置最常見的腐蝕形式,容易造成巨大經濟損失,其腐蝕機理為:SO3與水蒸氣在金屬表面形成稀硫酸溶液(5-40%濃度),腐蝕性極強,產生的酸液滲透到金屬內部,引發晶間腐蝕和應力腐蝕開裂。腐蝕速率隨溫度變化,在露點附近(110-150℃)腐蝕速率最高。容易產生酸霧的設備及位置有以下幾個:
干燥、吸收塔等及其煙氣出口管道;鍋爐、省煤器、換熱器、過熱器等換熱設備。


實際生產中排放的冷凝酸
硫酸露點控制直接關系到硫酸生產的產品質量、環保達標和設備安全。采取合理的控制方法,對酸霧的產生進行控制,可有效降低酸霧的生成。對此提供幾點建議為行業同仁提供一些參考:
1)嚴格控制爐氣水分含量,從源頭降低露點溫度。
2)控制含SO3和水分的氣體溫度高于其硫酸露點溫度10-20℃以上。
3)合理選擇設備材質,特別是低溫區域,優先使用耐硫酸腐蝕材料
4)定期監測氣體組成和露點溫度,及時調整工藝參數
5)定期檢測設備運行情況,測量厚度,記錄變化規律,采取應對措施。
硫酸生產中,理解和控制泡露點是實現高效、安全、環保運行的關鍵技術之一,貫穿于從原料處理到尾氣排放的全過程。


