硫鐵礦制酸工藝

1、概述江銅化工（概述江銅化工（JTHG）第一章概述第一節(jié)裝置概況江西銅業(yè)集團(tuán)化工有限公司老系統(tǒng)硫酸裝置設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為10萬(wàn)噸年，以德興銅礦副產(chǎn)硫精礦為原料，采用氧化焙燒，干法除塵，稀酸酸洗凈化和兩轉(zhuǎn)兩吸接觸法制酸工藝。本裝置還具有高回收率和低“三廢”排放等優(yōu)點(diǎn)?？偭蚧厥章势谕悼蛇_(dá)97（保證值為96.0以上），工藝流程采用了二轉(zhuǎn)二吸制酸工藝，“3+1”四段轉(zhuǎn)化，提高硫的利用率，使尾氣中SO2及硫酸霧的排放指標(biāo)低于大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，凈化工段20稀酸外運(yùn)到大山廠和泗州廠做為選礦藥劑使用，不外排；硫酸鋇燒渣是優(yōu)質(zhì)鐵精礦，直接銷售給鋼鐵廠，達(dá)到綜合利用的目的。鼓風(fēng)機(jī)噪音采用消聲、隔聲及不設(shè)固定崗位

2、等有效措施。本裝置技術(shù)新、可靠性高，采用以下具有成功業(yè)績(jī)的最新技術(shù)：DCS控制系統(tǒng)；陽(yáng)極保護(hù)管殼式酸冷器；二吸塔用高效除霧器控制尾氣排放帶出酸沫等?，F(xiàn)在建設(shè)的江西銅業(yè)（德興）60萬(wàn)噸/年硫鐵礦循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目一期工程規(guī)模為30萬(wàn)噸/年，項(xiàng)目建成后，年產(chǎn)98%工業(yè)硫酸25萬(wàn)噸，105%發(fā)煙硫酸15萬(wàn)噸，優(yōu)質(zhì)鐵精粉18.2萬(wàn)噸，余熱發(fā)電量7800萬(wàn)度。計(jì)劃于2012年6月竣工投產(chǎn)。第二節(jié)硫酸及硫氧化物的性質(zhì)1硫酸的物理性質(zhì)硫酸的分子量為98.078,分子式為H2SO4。從化學(xué)意義上講，是三氧化硫與水的等摩爾化合物，即so3h2o。在工藝技術(shù)上，硫酸是指so3與h2o以任何比例結(jié)合的物質(zhì)，當(dāng)so3與H2

3、O的摩爾比口時(shí)，稱為硫酸，它們的摩爾比1時(shí)，稱為發(fā)煙硫酸。硫酸的濃度有各種不同的表示方法，在工業(yè)上通常用質(zhì)量百分比濃度表示。硫酸的主要物理性質(zhì)為：20C時(shí)密度g/cm31.8305熔點(diǎn)C10.37+0.05沸點(diǎn)C100%275+598.479%(最高)326+5氣化潛熱(326.1C時(shí)),KJ/mol50.124熔解熱(100%),KJ/mol10.726比熱容(25C),J/(gk)98.5%1.41299.22%1.405100.39%1.394外觀特性濃硫酸是無(wú)色透明液體，能與水或乙醇混合，暴露在空氣中迅速吸收空氣中的水份。發(fā)煙硫酸是無(wú)色或微有顏色的粘稠狀液體，敞口則揮發(fā)窒息性三氧化硫煙

4、霧。1.2化學(xué)組成分子量：98.08O分子式：h2so4分子結(jié)構(gòu)：HOSOHO1.3密度100%H2SO4在20C時(shí)的密度為1.8305g/cm3,同一溫度下，硫酸溶液的密度首先隨它的濃度增加而增加，當(dāng)濃度達(dá)到98.3時(shí)其密度達(dá)到概述江銅化工（概述江銅化工（JTHG）最大值。當(dāng)酸濃由98.3到100，隨酸濃增大而下降，當(dāng)為100%濃度時(shí)，出現(xiàn)密度的最小值（附表于后）。發(fā)煙硫酸的密度隨其中游離的SO3含量的增加而增加，達(dá)到62時(shí)密度為最大，以后隨SO3含量增加密度減小，直到100%液體SO3。（附表于后）隨著溫度的升高，硫酸密度減小、體積增大，硫酸密度于是成為函數(shù)變量，其密度與濃度的關(guān)系見(jiàn)附表。

5、表1-1：硫酸溶液的密度（20C時(shí)）H2SO4含量密度克/厘米3so3含量%總重量%重量克/升10106.61.06618.1620227.91.139416.3330365.51.218524.4940521.11.302832.6550697.61.395140.8060898.91.498248.957011271.610557.148013821.727265.319016331.814473.479517421.833777.559617621.835578.379717811.836479.189817991.836580.009918161.843280.8110018301.8

6、30581.63104.519811.90285.31概述江銅化工（概述江銅化工（JTHG）概述江銅化工（概述江銅化工（JTHG）表1-2硫酸密度與溫度的關(guān)系V重量1密度g/cm3溫度A110203040506070809093959697989910001.00751.07351.15101.23261.31791.41101.51541.62931.74821.83611.84901.85441.85601.85681.85681.85511.8517101.00691.07001.14531.22551.31031.40001.50671.61981.73761.82521.83841.

7、84391.84571.84651.84551.84451.8409201.00561.06611.13911.21851.30281.39511.49821.61051.72021.81441.82791.83371.83551.83641.83651.83421.8305301.00221.6171.13351.21151.29631.38721.48981.60411.71701.80881.81761.82361.82581.82681.82651.82421.8205400.99861.06701.12751.20461.28781.37951.48161.59251.70691.7

8、9331.80741.81371.815711651.81671.81451.8108500.99441.05171.12151.119781.28061.37191.47351.58381.69711.78291.79741.80401.80601.80701.80721.80501.8015600.98951.04601.11531.19091.27321.36441.46561.57501.68731.77291.78761.79441.79561.79761.79781.79581.7926800.97791.03381.10211.77101.25981.13941.44971.55

9、821.66801.75251.76811.77511.77731.77841.77871.77781.77651000.96451.02041.08851.16301.24461.33481.43441.54171.64031.73311.74851.75611.75861.76061.76091.76091.7607硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工(硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工(JTHG)硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（JTHG）圖1-1SO3水溶液在40C時(shí)的密度變化趨勢(shì)圖0.8020406080100120406080100硫酸濃度h2so4。發(fā)煙硫酸濃

10、度so3游離1.4粘度硫酸的粘度隨溫度的升高而降低。硫酸溶液與發(fā)煙硫酸的粘度隨其濃度增加而升高，隨溫度提高而降低。表1-3硫酸粘度與溫度的關(guān)系數(shù)據(jù)硫酸濃度%粘度（帕.秒）15C20C30C40C50C930.03170.02310.01560.01210.0084980.03490.02580.01710.01290.0094104.50.04740.03660.02880.02080.01281.5結(jié)晶溫度硫酸溶液的結(jié)晶溫度隨硫酸含量的不同而在一個(gè)較大的范圍內(nèi)波動(dòng)。由于硫酸的結(jié)晶濕度隨其濃度的不同有很大變化，為儲(chǔ)存和運(yùn)輸方便，避免在冬季凍結(jié)或結(jié)晶，商品硫酸的濃度都規(guī)定為結(jié)晶濃度低的濃度,如化

11、工公司的主產(chǎn)品硫酸為98%酸，其結(jié)晶濃度為-0.7C左右。表1-4不同濃度硫酸結(jié)晶溫度硫酸濃度92.5939797.59898.5100104.5結(jié)晶溫度C-22-29-6.9-3.7-1.1+1.8+10.9+2.51.6二氧化硫在硫酸及發(fā)煙硫酸中的溶解度二氧化硫在同一濃度的硫酸中其溶解度隨溫度的升高而降低。在不同濃度的硫酸中隨濃度增高而降低，直到硫酸濃度83.3%最低。此后，酸濃增加時(shí)，則二氧化硫溶解度又逐漸增加。表1-5二氧化硫在硫酸及發(fā)煙硫酸中的溶解度硫酸濃度%HSO24SO2溶解度（克/100克H2SO4）102030405080100755.702.462.041.501.150.

12、560.42854.601.381.291.000.730.370.30904.723.041.961.491.160.620.37955.803.022.231.661.380.750.421006.993.822.722.021.720.990.54100.410.875.944.313.262.712.071.241.7三氧化硫和水混合熱硫酸溶解于水釋放的熱量稱為溶解熱。硫酸溶解于水，也可看作被水稀釋，從這個(gè)意義上講，這一過(guò)程產(chǎn)生的熱效應(yīng)也可稱為稀釋熱?？梢岳梅e分溶解熱和微分溶解熱計(jì)算硫酸稀釋過(guò)程的熱效應(yīng)。在25C條件下，將1kgH2SO4溶解于nkg水中，生成(n+l)kg濃度為C的

13、溶液，此過(guò)程放出的熱量稱為C濃度H2SO4的積分溶解熱。微分溶解熱是指將1kg水加到無(wú)限多濃度為C的硫酸中所放出的熱量。由于硫酸的數(shù)量為無(wú)限多，加水后，可以認(rèn)為其濃度不變。三氧化硫和水混合時(shí)，放出熱量。此熱效應(yīng)稱為三氧化硫和水的混合熱。它與生成硫酸的濃度，混合溫度有關(guān)。硫酸越稀，混合熱越大。混合溫度越高，混合熱越大。表1-6三氧化硫和水的混合熱單位：kJ/molSO3溫度C生成硫酸濃度80909810015123.9108.992.5087.8040129.0113.997.6092.9060132.7117.6101.396.7080136.4121.4105.1100.52硫酸的化學(xué)性質(zhì)硫

14、酸是一種強(qiáng)酸。作為二元酸，它有中性鹽（硫酸鹽）和酸式鹽（硫酸氫鹽）。硫酸中的硫原子具有最高原子價(jià)+6價(jià)，由于硫的原子價(jià)趨向于降低，所以硫酸具有氧化劑的性質(zhì)。同時(shí)，依還原劑的不同，硫酸可以還原到SO2、S和H2S。根據(jù)硫酸濃度的不同，在生成ZnSO4的同時(shí)，或者生成SO2，或者S，或者H2S。濃硫酸與碳反應(yīng)時(shí)，碳被氧化為CO2,H2SO4被還原為SO2。h2so4與元素硫反應(yīng)時(shí)，h2so4被還原為SO2，元素硫也被氧化為SO2。稀硫酸中的硫原子通常不具有強(qiáng)烈的氧化性。稀硫酸只能氧化按電動(dòng)序排列在氫左面的金屬。例如，稀硫酸與鋅反應(yīng)，生成硫酸鋅和氫。在這個(gè)反應(yīng)中，鋅是依靠氫離子的還原而氧化的，不是依

15、靠硫原子價(jià)的改變。濃硫酸的強(qiáng)脫水劑，對(duì)于有機(jī)物和人的皮膚有強(qiáng)烈的破壞使用。濃硫酸與硝酸混合，組成硝化劑，廣泛應(yīng)用于有機(jī)化合物的硝化衍生物，廣泛用于炸藥、醫(yī)藥、染料和食品等工業(yè)生產(chǎn)。濃硫酸與發(fā)煙硫酸、三氧化氯磺酸都是磺化劑，它們可以反磺酸基引入有機(jī)化合物。許多種醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料的生產(chǎn)都是基于芳香族有機(jī)化合物的磺化。與金屬反應(yīng)，生成該金屬的硫酸鹽，故而硫酸對(duì)金屬具有強(qiáng)烈的腐蝕性。Zn十H2SO4=ZnSO4十H2Fe十H2SO4=FeSO4十H2與金屬氧化物直接作用，生成該金屬鹽，利用此法可以制取相應(yīng)的金屬鹽。Fe2O3十3H2SO4=Fe2(SO4)3十3H2OCuO十H2SO4=CuSO4十H

16、2O與其他酸類的鹽相互作用，生成新的酸類2NaCl十H2SO4=NaSO4十2HC1Ca3(PO4)十H2SO4=2H3PO4十3CaSO4與氨作用，生成硫酸銨2NH3十H2SO4=(NH4)2SO4與有機(jī)化合物反應(yīng)。如磺化反應(yīng)因硫酸性質(zhì)活潑，故對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備、管道的材質(zhì)要求耐腐蝕性要好，同時(shí)也考慮它們的機(jī)械強(qiáng)度，加工難易程度，以及耐熱性等。2.6接觸法生產(chǎn)硫酸以硫鐵礦或硫精礦為原料，經(jīng)原料處理、沸騰焙燒制取SO2、爐氣凈化、SO2接觸氧化成SO3、SO3吸收制成濃度不同的硫酸，其主要的化學(xué)反應(yīng)如下：焙燒反應(yīng)：1)2)2FeS2=2FeS+S2-Q1)2)S2十O2=2SO2+QTOC o

17、 1-5 h z4FeS十7O2=4SO2十2Fe2O3十Q(3)3FeS十5O2=3SO2十Fe3O4十Q(4)二氧化硫接觸氧化：SO2十1/2O2=SO3十Q(5)三氧化硫吸收：SO3十H2O=H2SO4十Q(6)如果焙燒過(guò)程中床層溫度低（400450C）,氧過(guò)量則會(huì)生成硫酸鹽和三氧化硫：2FeS2十7O2=Fe2（SO4）3十SO22SO2十O2=2SO3硫磺物化特性3.1硫的熔點(diǎn)硫的溶點(diǎn)隨結(jié)晶系及不同狀態(tài)其溶點(diǎn)略有差異，一般在110.1118.9C3.2硫的沸點(diǎn)在9.80 x104Pa壓力下，硫的沸點(diǎn)為444.6C。3.3硫的燃點(diǎn)硫的燃點(diǎn)為246266C。3.4硫的一般特性硫幾乎不溶于

18、水，但少量的溶于汽油、溴化乙烯、甲苯、丙酮等有機(jī)溶劑中。硫在空氣中有升華現(xiàn)象，且隨溫度升高加快升華速度。硫有較強(qiáng)的化學(xué)活潑性，于空氣中常溫下即可發(fā)生較輕微的氧化現(xiàn)象產(chǎn)生二氧化硫。當(dāng)硫磺粉塵在空氣中的含量35g/m3時(shí)，接觸到火源能引起爆炸，最小引燃能量為15mJ,最大爆炸壓力為27.36xl04Pa。在高溫條件下，硫同氫、碳、氯等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生H2S、CS2、S2CL2等。硫同金屬反應(yīng)(除金、鉑外)，可直接化合成金屬硫化物。3.5工業(yè)硫磺(GB2449-92)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范指標(biāo)名稱優(yōu)等品一等品合格品硫(S),%99.9099.5099.00水份,0.100.501.00灰份,0.030.1

19、00.20酸度(以H2SO4計(jì)),0.0030.0050.02有機(jī)物,%0.030.30.80砷(As),%0.00010.010.05鐵(Fe),%0.0030.005孔徑150ym篩余物*,%無(wú)無(wú)3.0孔徑75ym篩余物*,%92.5或98.092.5或98.092.5或98.0灰份，0.020.030.10鐵(Fe)含量，0.0050.010砷(As)含量，0.00010.005汞(Hg)含量，0.0010.01鉛(Pb)含量，5050色度/ml1.02.07硫酸主要用途7.1化學(xué)工業(yè)上是制造化學(xué)肥料、無(wú)機(jī)鹽、合成纖維、染料、醫(yī)藥和食品工業(yè)的原料；7.2石油化工行業(yè)用于精制石油產(chǎn)品；7.

20、3國(guó)防工業(yè)上用于制造炸藥、毒物、發(fā)煙劑等；7.4冶煉工業(yè)上用于冶煉煙氣酸洗；7.5在紡織行業(yè)用于印染和漂白等。第三節(jié)工藝流程及其控制特點(diǎn)采用的主要工藝流程為：氧化焙燒、酸洗凈化、“31”兩次轉(zhuǎn)化96%酸干燥、98%酸中溫兩次吸收、廢熱回收等工藝，并采用DCS系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。主要特點(diǎn)如下：采用氧化焙燒技術(shù)，提高硫的燒出率。采用酸洗凈化，以減少稀酸產(chǎn)出。采用“3+1”四段轉(zhuǎn)化，使SO2總轉(zhuǎn)化率大于99.7%,保證尾氣中的SO2達(dá)標(biāo)排放。采用96%酸干燥爐氣，98%酸吸收SO3。(5)采用中溫吸收，以抑制霧粒的形成并增大霧粒粒徑以便除霧(6)沸騰爐出口設(shè)置廢熱鍋爐，回收廢熱產(chǎn)中壓過(guò)熱蒸汽用于發(fā)電。

21、原料硫酸生產(chǎn)的原料主要有硫鐵礦、硫磺、含SO2的冶煉煙氣、天然石膏以及磷石膏等。硫鐵礦以及有色金屬伴生副產(chǎn)的硫精砂是我國(guó)的主要硫資源，國(guó)內(nèi)硫酸生產(chǎn)原來(lái)一直以硫鐵礦為主。焙燒工藝含硫48%、含水10%的硫鐵礦由焙燒爐的加料斗，通過(guò)皮帶給料機(jī)連續(xù)均勻地送至沸騰爐，采用氧表控制沸騰爐出口氧含量，根據(jù)其氧含量對(duì)沸騰爐的加礦量進(jìn)行調(diào)節(jié)。沸騰爐出口爐氣SO2濃度13%,溫度約950C。該爐氣經(jīng)廢熱鍋爐后，溫度降至340C,廢熱鍋爐產(chǎn)生的中壓過(guò)熱蒸汽，供凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。從廢熱鍋爐出來(lái)的爐氣進(jìn)旋風(fēng)除塵器、電除塵器進(jìn)一步除塵，出電除塵器的爐氣溫度320C，含塵量0.2g/Nm3,然后進(jìn)入凈化工段。焙燒工

22、序的主要流程為：“沸騰焙燒爐廢熱鍋爐旋風(fēng)除塵器電除塵器”流程。制酸工藝由電除塵器來(lái)的爐氣，溫度約320C，進(jìn)入動(dòng)力波，用濃度約15%的稀硫酸除去一部分礦塵，降溫后進(jìn)入氣液分離塔，然后進(jìn)入冷卻塔，進(jìn)一步除去礦塵、砷、氟等有害物質(zhì)。氣體溫度降至42C以下，再經(jīng)一級(jí)、二級(jí)電除霧器除去酸霧，出口氣體中酸霧含量0.005g/Nm3。經(jīng)凈化后的氣體進(jìn)入干吸工段，在干燥塔前設(shè)有安全水封。分離塔為塔、槽一體結(jié)構(gòu)，采用絕熱蒸發(fā)，循環(huán)酸系統(tǒng)不設(shè)冷卻器，熱量由后面的冷卻塔稀酸冷卻器帶走。分離塔淋灑酸出塔后，經(jīng)斜管沉降器沉降，清液回增濕塔塔底的循環(huán)槽，進(jìn)入動(dòng)力波循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)使用，一部分循環(huán)液通過(guò)分離塔循環(huán)泵打入脫氣塔

23、，經(jīng)脫吸后的清液通過(guò)脫氣塔循環(huán)泵全部送入干吸工段作為工藝補(bǔ)充水。斜管沉降器沉降下來(lái)的污泥，排入酸溝，可用石灰中和處理后采用料漿泵送至焙燒工段增濕滾筒與熱礦渣混合。冷卻塔也為塔、槽一體結(jié)構(gòu)，淋灑酸從冷卻塔塔底循環(huán)槽流出，通過(guò)冷卻塔循環(huán)泵打入冷卻塔循環(huán)使用。增多的循環(huán)酸串入增濕塔循環(huán)系統(tǒng)，整個(gè)凈化系統(tǒng)熱量由稀酸冷卻器帶走。在生產(chǎn)中，考慮到因突然停電造成高溫爐氣影響凈化設(shè)備，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中在動(dòng)力波上方設(shè)置了緊急事故用水閥，通過(guò)分離塔出口氣溫與動(dòng)力波緊急事故用水閥聯(lián)鎖來(lái)保護(hù)下游設(shè)備和管道。煙氣凈化采用稀酸洗滌絕熱蒸發(fā)冷卻，部分排放工藝，采用一級(jí)動(dòng)力波洗滌，其煙氣凈化流程為：焙燒工序出口煙氣一級(jí)動(dòng)力波洗滌

24、器填料冷卻塔一級(jí)電除霧器二級(jí)電除霧器。凈化系統(tǒng)熱量由填料冷卻塔循環(huán)酸泵出口設(shè)置的稀酸板式冷卻器移走；為防止煙塵在洗滌循環(huán)酸中的富集，而影響煙氣冷卻凈化效果，在一級(jí)動(dòng)力波循環(huán)酸泵出口抽出部分循環(huán)酸進(jìn)入斜板管沉降器，進(jìn)行固液分離，上清液部分通過(guò)S02脫吸后送污水處理工序，部分返回一級(jí)動(dòng)力波洗滌器循硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（JTHG）硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（JTHG）環(huán)使用。動(dòng)力波煙氣凈化工藝的特點(diǎn)：（1）采用一級(jí)動(dòng)力波設(shè)備可以獲得比空塔設(shè)備更高的效率，而且投資費(fèi)用較空塔少。（2）允許入口煙塵量高：由于該洗滌器對(duì)粒子的捕集

25、率與粒度的關(guān)系曲線較其它洗滌器平坦，因此可有效地進(jìn)行分級(jí)洗滌，故可以較低的能量費(fèi)用獲得較高的效率。（3）允許氣量波動(dòng)范圍大，可在50100之間變化，對(duì)總的除塵效率不產(chǎn)生影響。（4）噴咀采用一個(gè)大開(kāi)孔的噴咀將液體噴入氣體之中，這樣循環(huán)液可在較高的含固量下運(yùn)行噴咀不會(huì)被堵塞（據(jù)加拿大英坷冶煉廠介紹循環(huán)液中含固濃度達(dá)25），由于循環(huán)液固體含量較高，故液體排放量可相應(yīng)減少，這樣污酸處理裝置的負(fù)荷可以減輕。（5）開(kāi)孔噴咀的另一優(yōu)點(diǎn)是噴出的液體不發(fā)生霧化，因此排氣中就不含細(xì)小的液體。因?yàn)檫@種細(xì)小的液滴使得氣一液難以分離，故雜質(zhì)可隨煙氣排出。相應(yīng)利用開(kāi)孔噴咀噴液洗滌煙氣的過(guò)程酸霧量的生成量較常規(guī)煙氣凈化流程

26、少，這對(duì)電除霧器的負(fù)荷也可減少。由上可知這種洗滌原理的獨(dú)特之處在于不但充分有效地利用了氣相能量，而且有效地利用了液相能量來(lái)形成接觸界面，從而達(dá)到高效捕集細(xì)粒，同時(shí)達(dá)到傳熱傳質(zhì)的目的。離開(kāi)填料氣體冷卻塔的氣體依次通過(guò)第I區(qū)和第II區(qū)管式電除霧器。以除去氣體中的酸霧、塵、砷等雜質(zhì)。每一臺(tái)電除霧器基本上由帶氣體進(jìn)、出連接管的殼體，帶支承的放電系統(tǒng)和收集管組成。放電系統(tǒng)借助于絕緣子在殼體的上部支承，絕緣子用熱空氣吹掃并放置在金屬殼內(nèi)以防止意外和偶然的接觸。放電極懸掛于框架的上部，借助底框架分隔，底框架由側(cè)向緊固的絕緣子固定。在必要時(shí)清洗，所需的清洗液由消防水進(jìn)行清洗。廢酸貯槽安裝在地坑里，收集來(lái)自凈化

27、工段的廢酸以及在凈化工序的任何溢出酸、泄漏物或沖洗液。并用廢酸輸送泵送回到動(dòng)力波系統(tǒng)或進(jìn)行處理或進(jìn)行回收利用。干吸工藝自凈化工段來(lái)的含SO2爐氣，補(bǔ)充一定量空氣，控制SO2濃度為8.5%進(jìn)入干燥塔。氣體經(jīng)干燥后含水份0.1g/Nm3以下，進(jìn)入二氧化硫鼓風(fēng)機(jī)。干燥塔系填料塔，塔頂裝有金屬絲網(wǎng)除霧器。塔內(nèi)用96%硫酸淋灑，吸水稀釋后自塔底流入干燥塔循環(huán)槽，槽內(nèi)配入由吸收塔酸冷卻器出口串來(lái)的98%硫酸，以維持循環(huán)酸的濃度。然后經(jīng)干燥塔循環(huán)泵打入干燥塔酸冷卻器冷卻后，進(jìn)入干燥塔循環(huán)使用。增多的96%酸全部通過(guò)干燥塔循環(huán)泵串入一吸塔。經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后的氣體，溫度大約為180C，進(jìn)入一吸塔，吸收其中的SO3，

28、經(jīng)塔頂?shù)睦w維除霧器除霧后，返回轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化。經(jīng)二次轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化氣，溫度大約為156C，進(jìn)入二吸塔，吸收其中的SO3，經(jīng)塔頂?shù)慕饘俳z網(wǎng)除霧器除霧后，通過(guò)煙囪達(dá)標(biāo)排放。第一吸收塔和第二吸收塔均為填料塔，第一吸收塔和第二吸收塔共用一個(gè)酸循環(huán)槽，淋灑酸濃度為98%，吸收SO3后的酸自塔底流入吸收塔循環(huán)槽混合，加水調(diào)節(jié)酸濃至98%，然后經(jīng)吸收塔循環(huán)泵打入吸收塔酸冷卻器冷卻后，進(jìn)入吸收塔循環(huán)使用。增多的98%硫酸，一部分串入干燥塔循環(huán)槽，一部分作為成品酸經(jīng)過(guò)成品酸冷卻器冷卻后直接輸入成品酸貯罐。采用低位高效干吸工藝技術(shù)，采用一級(jí)干燥、二級(jí)吸收、循環(huán)酸泵后冷卻工藝與雙接觸轉(zhuǎn)化工藝相對(duì)應(yīng)。干燥塔采用96

29、硫酸干燥，單獨(dú)設(shè)置循環(huán)槽，第一吸收塔，第二吸收塔采用98硫酸吸收，共用一個(gè)循環(huán)槽，循環(huán)槽為臥式槽。循環(huán)酸的冷卻采用316L不銹鋼管殼式陽(yáng)極保護(hù)冷卻器，干燥循環(huán)酸冷卻設(shè)置一臺(tái)，一吸收、二吸收循環(huán)酸冷卻設(shè)置臺(tái)。干吸工藝的主要特點(diǎn)：（1）低位高效塔的操作氣速、噴淋密度較國(guó)內(nèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)提高，而填料高度比國(guó)內(nèi)生產(chǎn)實(shí)際低2-3m,設(shè)備配置相應(yīng)比國(guó)內(nèi)常規(guī)低2-3m,塔內(nèi)分酸點(diǎn)增多，并設(shè)置高效捕沫器。（2）串酸方式的設(shè)計(jì),省去了成品酸脫吸系統(tǒng),同時(shí)減少了尾氣排放中的S02濃度。即干燥向一吸串酸為：干燥泵出口的濃酸冷卻器前一一一吸塔入酸管道。串酸量由干燥泵槽液位控制。吸收向干燥串酸為：吸收泵出口濃酸冷卻器后一干燥

30、泵槽。串酸量由干燥酸濃度控制。成品酸產(chǎn)出：二吸塔出酸管產(chǎn)酸中間成品槽泵成品酸冷卻器-酸庫(kù)。（3）采用臥式泵槽與蝶型底干吸塔相配，出塔酸由泵槽封頭底部進(jìn)入槽內(nèi)，正常生產(chǎn)時(shí)塔底不存酸，事故停車時(shí)可相應(yīng)利用塔底貯存部分酸，這樣一則相配的泵槽容積可減少，二則槽底進(jìn)酸不會(huì)沖擊內(nèi)襯磁磚，三則內(nèi)襯磁磚受力均勻，四則節(jié)省造價(jià)。（4）泵槽加水型式的設(shè)計(jì)，使混酸更為均勻，減輕設(shè)備的腐蝕。（5）濃酸冷卻器的設(shè)置設(shè)計(jì)，配置于泵后，提高了傳熱效果，使換熱面積相應(yīng)減少，酸管道可縮短，降低工程造價(jià)。（6）干吸塔分酸裝置設(shè)計(jì)擬采用管式分酸裝置，增加分酸點(diǎn)，使酸分布均勻，進(jìn)而提高干吸效果。（7）干吸塔捕沫器設(shè)計(jì)，為減少干吸塔酸

31、沫的帶出，減輕對(duì)S02主鼓風(fēng)機(jī)及轉(zhuǎn)化系統(tǒng)冷熱交換器的腐蝕，減少最終吸收塔出口尾氣酸霧量，干燥塔、二吸塔采用絲網(wǎng)除沫器，一吸收塔采用纖維除沫器。（8）干吸塔底及填料支承裝置設(shè)計(jì)，為加強(qiáng)氣體的分布，減少塔的阻力，盡量避免塔底存酸腐蝕，干吸塔的結(jié)構(gòu)采用蝶型底球拱或者條梁的結(jié)構(gòu)型式。轉(zhuǎn)化工序經(jīng)干燥塔金屬絲網(wǎng)除沫器除沫后，SO2濃度為8.5%的爐氣進(jìn)入二氧化硫鼓風(fēng)機(jī)升壓后，經(jīng)第III換熱器和第I換熱器換熱至430C,進(jìn)入轉(zhuǎn)化器。第一次轉(zhuǎn)化分別經(jīng)一、二、三段催化劑層反應(yīng)和I、II、III換熱器換熱，轉(zhuǎn)化率達(dá)到95.5%，反應(yīng)換熱后的爐氣經(jīng)省煤器降溫至180C,進(jìn)入第一吸收塔吸收SO3后，再分別經(jīng)過(guò)第IV和

32、第II換熱器換熱后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器四進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)化，總轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.75%硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（JTHG）硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（JTHG）硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工(硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工(JTHG)以上，二次轉(zhuǎn)化氣經(jīng)第IV換熱器換熱后，溫度降至156C進(jìn)入第二吸收塔吸收so3。為了調(diào)節(jié)各段催化劑層的進(jìn)口溫度，設(shè)置了必要的副線和閥門。為了系統(tǒng)的升溫預(yù)熱方便，在轉(zhuǎn)化器一段和四段進(jìn)口設(shè)置了兩臺(tái)電爐。轉(zhuǎn)化工序的主要特點(diǎn)：為了提高總轉(zhuǎn)化率，減少尾氣排放的S02量,提高煙氣中的硫利用率，應(yīng)用3+1式雙接觸轉(zhuǎn)化，

33、轉(zhuǎn)化煙氣換熱流程采用IIII疋11流程。換熱器采用空心環(huán)管殼式換熱器，這比傳統(tǒng)的單園缺型折流板式換熱器具有更高的傳熱系數(shù)和更低的阻力降。轉(zhuǎn)化工序生產(chǎn)和停產(chǎn)檢修加熱空氣利用第二吸收塔出口的熱煙氣循環(huán)使用，利用其中一部分余熱，以利節(jié)省燃料。轉(zhuǎn)化工段配管設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的情況，不同的部位設(shè)置伸縮節(jié)，支架、不同的管托和拉桿結(jié)構(gòu)，使設(shè)備管道布置緊湊，管道系統(tǒng)彈性較好，不因熱脹冷縮拉裂而漏氣。轉(zhuǎn)化器內(nèi)充填觸媒，為確保S02的環(huán)保排放指標(biāo)，二氧化硫轉(zhuǎn)化率要控制在99.8%以上，從國(guó)外引進(jìn)低溫釩催化劑。脫鹽水及發(fā)電裝置脫鹽水裝置采用一級(jí)除鹽系統(tǒng)。脫鹽水出力為15t/h。脫鹽水流程為：原水一原水箱一原水泵一機(jī)械過(guò)

34、濾器一逆流再生陽(yáng)離子交換器f除二氧化碳器f中間水箱f中間水泵f逆流再生陰離子父換器f脫鹽水箱一脫鹽水泵-除氧器(除氧器設(shè)置在發(fā)電廠房)。再生劑采用鹽酸及氫氧化鈉溶液，酸堿廢水排至硫酸裝置外污水處理站。脫鹽水送至鍋爐給水除氧器用低壓蒸汽進(jìn)一步加熱到105C進(jìn)行除氧，由鍋爐給水泵加壓，一路經(jīng)過(guò)省煤器后，給水溫度升高到150C左右，然后分別送至廢熱鍋爐的汽包。另一路給水供給高溫過(guò)熱器兩級(jí)之間的噴水減溫器。廢熱鍋爐為單汽包橫向沖刷式磚襯水管鍋爐，受熱面為垂直懸吊式蛇形結(jié)構(gòu)，受熱面包括幾組蒸發(fā)區(qū)和高、低溫過(guò)熱器。給水經(jīng)過(guò)和高溫爐氣換熱后，在汽包主蒸汽口產(chǎn)出飽和蒸汽，飽和蒸汽在經(jīng)過(guò)高、低溫過(guò)熱器最終產(chǎn)出3

35、.82MPa450C中壓過(guò)熱蒸汽14t/h。由鍋爐產(chǎn)生的3.82MPa450C中壓蒸汽14t/h經(jīng)過(guò)主蒸汽管道送至發(fā)電廠房。由于其它裝置沒(méi)有用汽需求，所以采用3000kW凝汽式發(fā)電機(jī)組，14t/h中壓過(guò)熱蒸汽可發(fā)電2941kw.h。除氧器用汽由汽輪機(jī)供除氧器用汽抽汽口供給。為了保護(hù)爐水和蒸汽的品質(zhì)，本工段配備了一套爐水加藥裝置以控制水質(zhì)。過(guò)程控制特點(diǎn)整個(gè)硫酸廠主要采用集散控制系統(tǒng)（DCS）來(lái)實(shí)現(xiàn)集中管理，分散控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上應(yīng)使數(shù)據(jù)采集功能和控制功能分布在各個(gè)不同的模塊上，以有效地分散各種由于意外發(fā)生而造成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的危害。PID參數(shù)應(yīng)能夠自動(dòng)整定。該系統(tǒng)具有豐富的運(yùn)算控制功能，邏輯運(yùn)算功能，

36、極高的控制品質(zhì)，便于集中監(jiān)視和操作，監(jiān)視直觀清晰，系統(tǒng)擴(kuò)散性好，易于改善控制方案，具有診斷和相應(yīng)的保護(hù)功能，控制站的硬件冗余，總體不小于1:10，重要控制回路應(yīng)為1:1，與操作站的通訊冗余為1:1。通訊速率不低于1Mbps。動(dòng)態(tài)元素更新時(shí)間口秒。DCS內(nèi)部的通訊系統(tǒng)是充分冗余的。DCS供電要求設(shè)置不間斷電源（UPS）。蓄電池容量按30分鐘考慮。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目單位指標(biāo)備注1硫精礦水份wt%98.54凈化率%98.05吸收率%99.956轉(zhuǎn)化率%99.67總硫利用率%968灰渣殘硫%0.59尾氣中含SO2PPm30010尾氣中含酸霧mg/Nm330第二章硫鐵礦制酸主要工藝原理第一節(jié)沸騰焙

37、燒工藝原理一、對(duì)原料的要求及沸騰焙燒工藝優(yōu)點(diǎn)1、我廠焙燒原料為德銅選礦副產(chǎn)品硫精砂，其主要成分為二硫化鐵（FeS2）。原料硫精砂具有以下特點(diǎn)；粒度細(xì)，200目以下的顆粒（占98.2%。硫精砂水分含量）偏高約10%。品位高，含有效S（u）48.06%o要求原料（高品位硫鐵礦）的水分、粒徑、品位“三穩(wěn)定”。原料“三穩(wěn)定”是沸騰焙燒穩(wěn)態(tài)操作的前提。2、沸騰焙燒工藝優(yōu)點(diǎn)（1）生產(chǎn)強(qiáng)度大；（2）脫硫率高；（3）爐氣中二氧化硫濃度高，可達(dá)11%-13%；（4）不受原料限制；（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，建造容易；（6）操作簡(jiǎn)單，易于全部自動(dòng)化。二、焙燒反應(yīng)基本原理1、硫鐵礦焙燒主要化學(xué)反應(yīng)硫鐵礦焙燒過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)很多

38、，但主要的是二硫化亞鐵的燃燒反應(yīng)。4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2+790.52千卡（1）3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2+566千卡（2）當(dāng)爐內(nèi)過(guò)?？諝饬枯^多時(shí)，F(xiàn)eS2的燃燒反應(yīng)主要按式（1）進(jìn)行,所得礦渣主要成分是Fe2O3、呈紅色；過(guò)剩空氣量較少時(shí)，反應(yīng)則主要按式（2）進(jìn)行、所得礦渣主要成分是Fe3O4,呈黑色；當(dāng)空氣不足時(shí)，不但FeS燃燒不完全，單質(zhì)硫也不能全部燃燒，到后面設(shè)備中冷凝成固體，即產(chǎn)生通常所說(shuō)的升華硫。所以,硫鐵礦焙燒是放熱反應(yīng),可以靠本身的反應(yīng)熱來(lái)維持所需的焙燒溫度。2、影響硫鐵礦燒出率的主要因素硫鐵礦在爐內(nèi)燒得透不透，是以燒出率這個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量的。燒

39、出率是指礦石中所含的硫被燒出來(lái)的百分率。在爐內(nèi)礦石停留時(shí)間一定的條件下，燃燒過(guò)程的速度越快，礦石的硫分就燒得越完全，燒出率就越高。影響硫鐵礦燃燒速度的因素主要為溫度和礦石粒度。（1）、溫度溫度對(duì)硫鐵礦的燃燒速度影響很大，二硫化鐵的分解反應(yīng)在600C以下進(jìn)行得很慢，600C以上逐漸加快，溫度越高，分解越快。二硫化鐵分解出來(lái)的硫和一硫化鐵隨即與周圍空氣中的氧進(jìn)行燃燒，其中硫的著火溫度為248-261C，因此，只要周圍有充足的氧氣，在不很高的溫度條件下，它就可以燃燒得比較完全。而一硫化鐵燃燒的反應(yīng)速度則受溫度影響較大。從理論上說(shuō)，當(dāng)硫鐵礦達(dá)到某一溫度即其著火點(diǎn)時(shí)，就開(kāi)始燃燒。各種硫鐵礦石的著火點(diǎn)要看

40、它的成分、特性以及粒度大小而定。據(jù)研究，普通硫鐵礦的著火點(diǎn)為402C,磁硫鐵礦為420C。但是，在實(shí)際操作中，為了保證礦石有足夠的燃燒速度（在低于礦石熔點(diǎn)的條件下，溫度越高，它的燃燒速度越快），需要的爐溫比礦石的著火點(diǎn)要高得多。生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)爐溫超過(guò)850C時(shí)，一硫化鐵燃燒反應(yīng)才能進(jìn)行得比較完全，礦渣殘硫一般都能達(dá)到0.5%以下，900C以上，殘硫可達(dá)0.1-0.3%。如果爐溫低于800C，礦渣殘硫便會(huì)增高。礦塵雖然粒度很小，容易燃燒，但因?yàn)樗跔t內(nèi)的停留時(shí)間通常只有幾秒到十幾秒鐘，較礦渣的停留時(shí)間短得多，所以礦塵的殘硫更高。為了保證有較高的燒出率，爐溫至少應(yīng)維持在850C以上，900-95

41、0C更有利，但太高則有使礦渣熔結(jié)的危險(xiǎn)。（2）、礦石粒度硫鐵礦的分解速度雖然與礦石粒度大小無(wú)關(guān)，但分解生成的一硫化鐵的燃燒速度卻與礦石的粒度有很大關(guān)系。因?yàn)橐涣蚧F的燃燒是一非均相過(guò)程，其燃燒速度除了受溫度影響外，很大程度上取決于氣固相間接觸表面的大小，而接觸表面的大小又取決于礦石粒度的大小。礦石粒度越小，單位重量礦石的接觸表面越大，空氣污染中的氧就能充分與礦粒表面接觸，并易于達(dá)到礦粒的內(nèi)部，生成的二氧化硫也能很快地離開(kāi)，擴(kuò)散到氣流中去，即有較快的傳遞速度。如果礦石粒度過(guò)大，除減少接觸面積外，在礦粒表面因燃燒反應(yīng)生成的氧化鐵薄膜層較厚，它阻礙氧分子向礦粒中心擴(kuò)散。生成的二氧化硫也不能很快地離開(kāi)

42、，即減慢了傳遞速度，使在一定的停留時(shí)間內(nèi)，硫鐵礦中的硫來(lái)不及燃燒完全，因而排出的礦渣殘硫增加。但是，在實(shí)際生產(chǎn)中，并不要求礦石粒度越小越好。因?yàn)?，入爐礦的粒度過(guò)小，非但增加原料破碎的工作量，而且，粒度越小，爐氣帶出的礦塵越多，增加凈化負(fù)荷。粒度還受到沸騰爐焙燒強(qiáng)度的制約，粒度越小，爐的焙燒強(qiáng)度越低，其生產(chǎn)能力亦相應(yīng)降低。如前所述，對(duì)于普通硫鐵礦，粒度一般不大于3.5毫米篩孔即可。我廠焙燒原料硫精砂是選礦副產(chǎn)品，粒度細(xì)（附粒度分布表）一硫化鐵易燒出，殘硫一般為0.2%左右。粒度（目）+120+200+275+400-400（干基）0.061.7410.6930.0457.47三、沸騰爐的結(jié)構(gòu)原理

43、硫酸廠的沸騰爐多采用圓筒爐身一次擴(kuò)大型，爐體一般為鋼殼，內(nèi)襯耐火材料，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)批為四個(gè)主要部分：風(fēng)室、分布板和風(fēng)帽、沸騰層及其上部的燃燒空間，這幾部分的構(gòu)造和作用如下。1、風(fēng)室它由鋼板焊制成圓錐形或圓筒形，鼓入沸騰爐的空氣先經(jīng)過(guò)它然后均勻地通過(guò)分布板上升至沸騰層。風(fēng)室的主要作用是均勻分布?xì)怏w，因此要有足夠的容積，特別是空氣進(jìn)口位置與分布板之間要有足夠的距離。2、分布板和風(fēng)帽分布板是帶有圓孔的鋼制花板，其上插有風(fēng)帽。它具有一定的流體阻力，使空氣在進(jìn)入沸騰層時(shí)均勻地分布。為了保證在整個(gè)爐子截面上沒(méi)有風(fēng)吹不到的死角，風(fēng)帽的排列要均勻，一般為六角形排列，最外兩層可采用同心圓排列，間距為140-17

44、0毫米，風(fēng)帽小孔必須仔細(xì)加工。3、沸騰層沸騰層是礦石焙燒的主要空間，礦石從爐一側(cè)加料口落下，進(jìn)入沸騰層激烈燃燒，焙燒后得到的礦渣從另一側(cè)排出爐外。通常把排渣口的高度看作是沸騰層的高度，一般為0.9-1.5米。加料口的高低與爐子是否容易冒煙有關(guān)，沸騰爐一般以加料口下端比溢流口高600-700毫米為合適。過(guò)低，則當(dāng)爐子的負(fù)壓不足時(shí)容易冒煙，惡化環(huán)境；過(guò)高，會(huì)造成一部分細(xì)礦在沸騰層以上懸浮焙燒，降低燒出率。為了保證沸騰層內(nèi)的溫度條件，礦石焙燒所放出的反應(yīng)熱，除了一部分被爐氣和礦渣帶出外，多余的熱量必須在焙燒過(guò)程中隨時(shí)除去。在硫酸廠生產(chǎn)中，通常在相應(yīng)沸騰層高度的爐壁上設(shè)置冷卻水箱，以除去余熱。4、沸騰

45、層上部燃燒空間在沸騰層上部有一段燃燒空間，其主要作用是延長(zhǎng)爐氣的停留時(shí)間，使從沸騰層內(nèi)來(lái)不及燃燒的單質(zhì)硫也在此空間進(jìn)一步燃燒。在上部空間還設(shè)有二次、三次風(fēng)裝置，其目的是向爐內(nèi)補(bǔ)充空氣而使礦灰和單質(zhì)硫在空間加速燃燒。四、沸騰爐操作原理1、溫度沸騰爐溫度的特點(diǎn)就是床層溫度的均勻性。由于沸騰層內(nèi)各點(diǎn)的溫差不大，而且只要局部條件改變，都可以調(diào)節(jié)整個(gè)床層溫度的作用，控制比較容易。影響因素：（1）、硫分影響硫鐵礦燃燒發(fā)熱量129CskJ/kg標(biāo)硫。一般來(lái)講，投入爐內(nèi)原料中硫分增多，反應(yīng)熱增加，爐溫上升。但在沸騰爐內(nèi)常常會(huì)有兩種反應(yīng)過(guò)程：一種是在過(guò)?？諝獬湓５臈l件下，生成Fe2O3紅色渣反應(yīng)，這一反應(yīng)完全，

46、當(dāng)增加硫分時(shí)爐溫會(huì)上升。另一種是過(guò)?？諝獠蛔銜r(shí)，生成Fe3O4黑渣反應(yīng)，這一反應(yīng)常伴有一部分FeS生成，這時(shí)多投礦增加爐內(nèi)硫分，燃燒反應(yīng)不完全，一部分FeS2分解成FeS，需要吸收熱量，因而爐溫不僅不會(huì)上升反而會(huì)下降。在這種情況下，一旦遇到原料供應(yīng)中斷爐內(nèi)氧過(guò)剩，大量Fe3O4和FeS被氧化，將可使溫度驟升，如控制不當(dāng)，便能造成高溫結(jié)疤事故。可用增減礦量調(diào)節(jié)。（2）、風(fēng)量尤其在爐內(nèi)焙燒反應(yīng)不完全，爐渣大部呈Fe3O4狀態(tài)時(shí)，增加風(fēng)量,使反應(yīng)熱量增加，可使溫度顯著升高。如果爐內(nèi)大部分已燒成Fe2O3反應(yīng)較完全，則這時(shí)增加風(fēng)量，爐溫不僅不會(huì)上升反而會(huì)下降。為了保證爐內(nèi)良好的沸騰條件，一般風(fēng)量變動(dòng)的

47、范圍并不是很大，而風(fēng)量同爐內(nèi)粒度的關(guān)系比它同溫度的關(guān)系密切，因此操作上常常先抓主要矛盾，不輕易的隨便去改變風(fēng)量與爐料粒度間的平衡，所以多不采用調(diào)節(jié)風(fēng)量來(lái)控制溫度。正常操作應(yīng)注意四點(diǎn)：在爐內(nèi)反應(yīng)不完全時(shí)，也就是大部分呈Fe3O4黑渣時(shí)，不要隨便減少風(fēng)量。因?yàn)闇p少風(fēng)量，不僅會(huì)造成爐內(nèi)焙燒反應(yīng)更差，而且往往隨著爐溫下降，氣流線速度敢將進(jìn)一步降低，搞不好很容易造成爐內(nèi)堆積或結(jié)疤，必須防止。當(dāng)爐內(nèi)呈Fe2O3紅渣狀態(tài)時(shí)，就不宜再增加風(fēng)量，如果這時(shí)再開(kāi)大風(fēng)量，爐溫不僅不會(huì)上升而且將降低爐氣SO2濃度，爐內(nèi)平均粒度增粗，爾后減少風(fēng)量時(shí)，就可能會(huì)造成爐內(nèi)粗粒沉底，產(chǎn)生冷灰。當(dāng)爐溫驟然升高時(shí)，一般不要開(kāi)風(fēng)或關(guān)風(fēng)

48、。開(kāi)風(fēng)，爐溫還會(huì)增高，關(guān)風(fēng)，爐內(nèi)物料會(huì)結(jié)團(tuán)，粒度增粗，嚴(yán)重時(shí)會(huì)“冰結(jié)”結(jié)疤而造成事故，一般須待溫度正常后再作調(diào)節(jié)。(4)冷卻介質(zhì)影響：無(wú)論采用簡(jiǎn)接冷卻裝置還是采用汽化冷卻設(shè)備，它的目的是在沸騰層內(nèi)利用水或蒸汽介質(zhì)將爐內(nèi)多余的熱量除去，借以維持一定的爐溫。但操作中用它來(lái)調(diào)節(jié)爐溫效果不大。但直接向爐內(nèi)噴水，爐溫顯著降低。2、爐底壓力，主要考慮分布皿器和沸騰層的阻力。沸騰層阻力大小決定于靜止料層的厚度和它的堆積重度。但同爐內(nèi)流速無(wú)關(guān)。事實(shí)上流速的高低只能改變爐內(nèi)沸騰層的空隙率和它膨脹比，并不能使料層阻力變化。在爐料良好沸騰的范圍內(nèi)，風(fēng)量大小雖不能決定沸騰層阻力的多少，當(dāng)加大風(fēng)量的時(shí)候，爐底壓力立即上

49、升到某一個(gè)值，然后逐步下降。在開(kāi)風(fēng)時(shí)爐底壓力上升，主要是分布皿和爐內(nèi)總阻力是隨氣速增加而增大的緣故。但開(kāi)風(fēng)后它可以使沸騰層高度增加，或者說(shuō)使膨脹比R增大。這樣必然使溢流排渣量增多，從而影響爐內(nèi)料層厚度降低，隨之下降到某個(gè)值，然后再使床層阻力慢慢上升。但爐子產(chǎn)生冷灰的情況下要反其道行之，主要考慮氣體帶出細(xì)灰量的多少了。（2）增加爐內(nèi)的投礦量，也就是相當(dāng)于增加爐內(nèi)料層厚度，會(huì)使?fàn)t底壓力升高，相反時(shí)也一樣。但是爐內(nèi)礦渣是大紅色，且較粗，這時(shí)若增加投礦量，由于爐溫增高，硫分的增加，礦渣流動(dòng)性能變好，排渣量自行增大，爐底壓力反會(huì)下降。（3）采用調(diào)節(jié)排渣口高度的方法，可以達(dá)到控制爐內(nèi)料層厚度的目的，從而來(lái)

50、掌握爐底壓力的高低。如果用控制出渣量的辦法來(lái)調(diào)節(jié)，也就是采用間斷排渣的方法來(lái)掌握爐底壓力也是可以的，其負(fù)作用有易造成爐子操作波動(dòng)，破壞正常操作條件。使操作者對(duì)爐子運(yùn)行情況失去連續(xù)性的預(yù)調(diào)，因?yàn)榕旁闆r與操作控制密切有關(guān)。（4）爐底壓力，照理論上分析并不需要維持很高，因?yàn)楫?dāng)爐內(nèi)料層厚度達(dá)200-300mm時(shí)就可形成正常的沸騰條件，即沸騰層高度大致可達(dá)400-500mm,然而實(shí)際操作中維持的條件遠(yuǎn)較此值為大。因?yàn)?a、沸騰層高一些，容易使沸騰狀況穩(wěn)定，便于操作控制。b、爐內(nèi)熱容量大，對(duì)溫度調(diào)節(jié)和余熱利用有利。c、礦料入爐較平穩(wěn)，尤其大多采用集中進(jìn)料的情況，它不會(huì)使?fàn)t內(nèi)粒度在瞬間內(nèi)起較大變化。d、對(duì)

51、生產(chǎn)條件改變，如負(fù)荷的變化或原料品位、水分變化時(shí)，適應(yīng)性強(qiáng)，不易發(fā)生原料堆積事故。e、當(dāng)有部分空氣分布裝置損壞時(shí)（如少數(shù)風(fēng)帽燒壞或堵塞）它仍可維持較平穩(wěn)的運(yùn)行，不致影響生產(chǎn)。副作用有：從氣泡通過(guò)料層的運(yùn)動(dòng)來(lái)看，氣泡厚度隨著料層高度增加而增厚，小氣泡在上升過(guò)程中逐步匯合成大氣泡，故隨料層增厚，由氣泡產(chǎn)生和崩裂所引起的壓降脈動(dòng)增大，物料分層現(xiàn)象加重，從而影響料層的均勻混合。硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（JTHG）硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工(硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工(JTHG)硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工(硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工(JTHG)隨著料

52、層增厚，動(dòng)力消耗增加。3、爐氣SO2濃度沸騰爐出口SO2濃度的高低，決定于爐內(nèi)的硫量與空氣量。具體如下：(1)、SO2濃度高低常常反應(yīng)出爐內(nèi)焙燒反應(yīng)過(guò)程情況，通常反應(yīng)生成紅色礦渣Fe2O3時(shí)，爐氣中SO2濃度是不會(huì)很高的，而生成黑氣Fe3O4礦渣時(shí)，則爐內(nèi)SO2濃度就不會(huì)很低。如果焙燒過(guò)程中控制一定的空氣量，進(jìn)行高負(fù)荷運(yùn)行。那么原則上可接近理論最高SO2濃度數(shù)值。、采用21%的含氧空氣焙燒。爐氣隨SO2升高，O2含量下降。因此可利用氧濃來(lái)控制SO2氣濃。、大部分S分焙燒轉(zhuǎn)變?yōu)镾O2，但爐內(nèi)含少量過(guò)剩O2，加上礦渣起催化作用，會(huì)產(chǎn)生少量so3，而SO3隨SO2上升而下降。、隨著爐氣中SO2濃度升

53、高，雖然SO3下降，但由于過(guò)剩O2減少，會(huì)產(chǎn)生升華硫，帶入后續(xù)系統(tǒng)，造成不良后果，一般控so2濃度為12.5-13.5%。、SO2濃度高低多用調(diào)節(jié)礦量來(lái)控制。6)、如爐出口礦灰呈黑色，爐底渣呈紅色，可開(kāi)大二次風(fēng)減少爐底風(fēng)。4、高硫礦的操作它的特點(diǎn)是發(fā)熱量大，反應(yīng)溫度容易升高，加料量少。通常，它的風(fēng)量調(diào)節(jié)要特別注意，不宜開(kāi)得過(guò)大并掌握好爐內(nèi)平均粒度的變化和壓力的控制，如果不注意往往易將爐內(nèi)料層吹薄，從而影響流化質(zhì)量。這是使用富礦操作中的主要矛盾在高強(qiáng)度的擴(kuò)散爐內(nèi)使用富礦，往往上部溫度很高，尤其開(kāi)用二次風(fēng)時(shí)，大量細(xì)礦粉在上部空間懸浮焙燒，使溫度高達(dá)1000C以上，加重了爐頂結(jié)構(gòu)和爐氣冷卻的負(fù)荷，影

54、響其壽命。通常適當(dāng)調(diào)節(jié)二次風(fēng)與爐底風(fēng)量比，但會(huì)使沸騰層溫度升高，調(diào)節(jié)不好，強(qiáng)度會(huì)有所降低。也可采用摻拌部分礦渣，降低原料含硫量。5、注意事項(xiàng)（1）、爐內(nèi)負(fù)壓過(guò)大，爐底壓力不易升高，不宜開(kāi)大爐底風(fēng)，應(yīng)先設(shè)法把系統(tǒng)抽氣量減小。（2）、爐內(nèi)噴水，由于爐氣體積增大，易出現(xiàn)正壓，有時(shí)水箱漏水或鍋爐管局部泄漏也會(huì)造成正壓。（3）、爐溫一般與SO2氣濃成正比。（4）、爐內(nèi)維持黑渣操作，生產(chǎn)負(fù)荷較大，這時(shí)遇原料供應(yīng)中斷，爐溫會(huì)出現(xiàn)劇升，爐底壓力可能迅速下降，這時(shí)要迅速采用臨時(shí)措施，向爐內(nèi)噴水，把溫度降下來(lái)，一定要等到水量逐漸減小，溫度下降到900C才可減風(fēng)或停爐，并把噴水關(guān)死。（5）、遇到復(fù)雜情況一時(shí)難以掌握

55、，譬如原料突然改變配比，含硫量與粒度相差很大，通常風(fēng)量開(kāi)大一些，礦減一些（如果爐底壓力不低的話）等排渣顏色變紅（棕紅）再逐步調(diào)節(jié)風(fēng)量礦量。（6）、降負(fù)荷時(shí)要先減礦再減風(fēng)。第二節(jié)爐氣凈化工藝原理一、爐氣凈化目的焙燒工序送來(lái)的爐氣，除含有大量的氮?dú)猓╪2）,二氧化硫（so2）和氧氣（O2）夕卜，還含有一些固態(tài)和氣態(tài)的有害物質(zhì)。固態(tài)雜質(zhì)是指在焙燒工序電收塵器出口沒(méi)有被除下仍以固態(tài)形式存在的物質(zhì)，通稱塵。氣態(tài)雜質(zhì)通常有三氧化二砷（AS2O3）、氟化物、二氧化硒SeO2、三氧化硫（SO2）,水蒸汽（h2o）、二氧化碳（CO2）和其它有色金屬的氧化物，硫化物及這些金屬的硫酸鹽。爐氣凈化的目的就是除掉這些有

56、害雜質(zhì)。下面分析一下塵、砷、氟等主要雜質(zhì)對(duì)催化劑、設(shè)備和成品酸質(zhì)量的危害和影響。1、塵：空塔入口含塵量的多少取決于電收塵器工況的好壞。通常在12g/N3M左右。塵的危害首先是會(huì)堵塞管道和設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使生產(chǎn)根本無(wú)法進(jìn)行。其次，它會(huì)覆蓋催化劑表面，使催化劑結(jié)疤，活性下降，阻力增大，轉(zhuǎn)化率降低。再其次，塵進(jìn)入成品酸中雜質(zhì)量增高，顏色變紅或變黑，影響成品酸質(zhì)量。2、砷：砷在爐氣中是以三氧化二砷(AS2O3)形態(tài)存在的。爐氣中含砷量的多少與硫精礦含砷量有關(guān)。三氧化二砷是危害催化劑最嚴(yán)重的毒物，也影響成品酸質(zhì)量。三氧化二砷能在催化劑表面生成不揮發(fā)的五氧化二砷(AS2O3),覆蓋催化劑表面使轉(zhuǎn)化率降低。在

57、溫度低于550C時(shí)，催化劑被砷飽和后，轉(zhuǎn)化率下降到某一水平時(shí)繼續(xù)通入含砷的爐氣，轉(zhuǎn)化率就不再繼續(xù)下降。當(dāng)溫度高于550C時(shí)，砷的氧化物則與五氧化二釩生成揮發(fā)性的化合物V2O5As2O5，使催化劑中的釩含量降低。揮發(fā)物在后面幾段催化劑層中凝結(jié)下來(lái)，形成黑色硬殼，使阻力增大，轉(zhuǎn)化率顯著下降。砷進(jìn)入成品酸會(huì)使硫酸在工業(yè)上的應(yīng)用范圍受到限制。3、氟：爐氣中的氟大部分以氟化氫(HF)的形態(tài)存在，小部分以四氟化硅(SiF4)形態(tài)存在。氟化氫與二氧化硅(SiO2)會(huì)起化學(xué)反應(yīng)生成四氟化硅(SiF4)：4HF+SiO2空護(hù)電0四氟化硅遇水后又會(huì)反應(yīng)放出氟化氫：SiF4+(x+2)H2OSiO2XH2OJ+4H

58、Ff所以，氟化氫是腐蝕塔內(nèi)瓷磚、填料瓷環(huán)和破壞催化劑載體(硅藻土的主要成分是二氧化硅)的嚴(yán)重毒物。氟進(jìn)入成品酸也會(huì)影響硫酸的用途。4、水分。水份本身對(duì)催化劑無(wú)毒害作用。但要嚴(yán)格控制進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)爐氣中的水份含量，其主要原因是：(1)水份會(huì)稀釋進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)之前的酸沫和酸霧，會(huì)稀釋沉積在設(shè)備和管道表面的硫酸，造成腐蝕。（2）水份含量增高，會(huì)使轉(zhuǎn)化后三氧化硫氣體的露點(diǎn)溫度升高，在低于三氧化硫氣體露點(diǎn)溫度的設(shè)備內(nèi)，都會(huì)有硫酸冷凝出來(lái)，溫度高和溶度不定（接近100%或含有游離SO3）的硫酸對(duì)設(shè)備有強(qiáng)烈的腐蝕作用。（3）三氧化硫會(huì)與水蒸汽結(jié)合成硫酸蒸汽，在換熱降溫過(guò)程中以及在吸收塔的下部有可能生成酸霧，酸霧

59、不易被捕集，會(huì)隨尾氣排出，不但使硫的損失增大。更嚴(yán)重的是污染了環(huán)境。（4）水份進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，使催化劑粉化，阻力上升。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中控制水份指標(biāo)比控制酸霧指標(biāo)更加重要。5、三氧化硫。爐氣中的三氧化硫一般在0.3%左右。隨著爐氣溫度的降低，三氧化硫會(huì)與水蒸汽結(jié)合生成硫酸蒸汽，繼而冷凝生成酸霧。首先，酸霧因受機(jī)械力（慣性力和離心力等）的作用，沉積在管道及設(shè)備壁上或凝聚成較大的顆粒酸沫，酸沫也更易凝集于管道和設(shè)備壁上，從而產(chǎn)生腐蝕。其次，三氧化二砷、二氧化硒、礦塵等雜質(zhì)常成為酸霧霧滴的核心，與酸霧一起進(jìn)入催化劑中，引起催化劑中毒或覆蓋催化劑表面，使催化劑結(jié)疤、阻力增大、轉(zhuǎn)化率下降。所以，在凈化過(guò)程中

60、應(yīng)當(dāng)盡可能把酸霧除凈。6、升華硫：硫鐵礦受熱分解出來(lái)的硫蒸汽，在缺氧的情況下得不到充分燃燒，部份硫蒸汽隨爐氣進(jìn)入凈化系統(tǒng)，經(jīng)冷凝使硫蒸汽直接變成單體硫，這種硫稱為升華硫。升華硫的危害性主要表現(xiàn)在：（1）堵塞工藝管道和設(shè)備；（2）影響電除霧器的正常運(yùn)行；（3）升華硫帶入轉(zhuǎn)化器內(nèi)燃燒，會(huì)損害觸媒引起轉(zhuǎn)化率下降除上述各主要雜質(zhì)外，爐氣中還有其它的一些雜質(zhì)，也應(yīng)盡可能除去。二、爐氣凈化指標(biāo)從上述各項(xiàng)雜質(zhì)危害來(lái)看，爐氣凈化的程度愈高愈好，也就是說(shuō)經(jīng)過(guò)凈化后爐氣中的雜質(zhì)含量愈低愈好，事實(shí)上卻受以下兩個(gè)因素所硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅化工（JTHG）硫鐵礦制酸主要工藝原理江銅