第二章硫酸工業(yè)

第二章硫酸工業(yè)第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三三、接觸法制硫酸生產(chǎn)工序簡(jiǎn)介1、原料的預(yù)處理：配礦、粉碎、篩分

2、硫鐵礦焙燒：二氧化硫的制取3、爐氣的凈化：除塵、除毒等4、二氧化硫的催化氧化：三氧化硫的制取5、三氧化硫的吸收6、尾氣回收及污水處理第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)二氧化硫爐氣的制備

一、原料的預(yù)處理：配礦、粉碎、篩分1、配礦2、粉碎、篩分二、硫鐵礦的沸騰焙燒：總反應(yīng)：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2沸騰床（流化床、假液化床、液態(tài)化）沸騰爐的結(jié)構(gòu)：

第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三焙燒條件：1）溫度：

850~900oC

2）粒度：

0.24-0.27mm之間3）風(fēng)速：

超過礦料平均粒度所需初始流化速率

第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三焙燒工藝流程和條件1、工藝流程：簡(jiǎn)圖如下：旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器礦渣沸騰泠卻箱增濕器原料空氣沸騰爐廢熱鍋爐旋風(fēng)除塵器礦渣排出第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)爐氣的凈化與干燥一、凈化原則及指標(biāo)：1、原則（1）微粒的分離應(yīng)先大后小，先易后難；（2）氣、固、液三態(tài)時(shí)應(yīng)先重后輕；（3）不同粒子選用相對(duì)應(yīng)的不同分離設(shè)備2、指標(biāo)：砷<1mg/Nm3;氟<1mg/Nm3；酸霧<1mg/Nm3；水分<1mg/Nm3；粉塵：痕跡第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三凈化的目的：

清除有害物質(zhì)、向轉(zhuǎn)化工序提供合格的原料氣

二、除塵方法：1、集塵器除塵：自然沉降、慣性沉降

2、旋風(fēng)除塵器除塵：

可分離粒徑大于>5m塵粒第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三收縮管喉管擴(kuò)大管3、文氏管除塵（文丘里洗滌器）：

（<10m）

降溫、除酸霧和其它有毒雜質(zhì)等組成：收縮管、喉管、擴(kuò)大管第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三4、泡沫塔水洗除塵：三、爐氣中氟、砷、硒和酸霧的清除1、氟的清除：存在形式：HFSiF4清除方法：濕法凈化流程中不需專門設(shè)備即可脫氟4HF+SiO2=SiF4+2H2O第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三2、砷、硒的清除：存在形式：As2O3SeO2As2O3(g)As2O3(s)SeO2(g)SeO2(s)高溫時(shí)液體洗滌時(shí)固體顆粒成為酸霧凝結(jié)中心酸霧很快將其溶解只要酸霧被清除了，砷、硒的凈化指標(biāo)就可以達(dá)到第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三3、酸霧的形成及清除：（1）霧的概念:含有粒徑小于5m的液體顆粒的氣溶膠（2）酸霧的形成：（3）酸霧的清除：2m酸霧需增濕電除霧器第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三電除霧器：利用靜電引力將氣流中的霧粒沉降在電極而達(dá)到凈化的目的

清除爐氣中酸霧粒子的專用設(shè)備

管式、板式、蜂窩式

第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第一洗滌塔電除霧器增濕器干燥塔捕沫器工藝流程圖第二洗滌塔四、濕法凈化流程：1、三塔二電稀酸洗凈化流程第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三1234562、二文-器-電流程1、3為文氏管，2、4為旋風(fēng)分離器，5為間接冷卻器，6為電除霧器第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三五、爐氣的干燥目的：使?fàn)t氣中水蒸氣除去，以免水與二氧化硫轉(zhuǎn)化而來的三氧化硫反應(yīng)形成‘次生酸霧’，腐蝕設(shè)備、損壞催化劑干燥原理：利用濃硫酸的吸水性，93%、溫度約400C最好：當(dāng)爐氣中的水蒸氣分壓大于硫酸液面上的平衡水蒸氣分壓時(shí)，爐氣中的水蒸氣就會(huì)被硫酸溶液吸收，從而使?fàn)t氣得到干燥。這種用濃硫酸吸收爐氣中水分的過程，稱為爐氣干燥。第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三爐氣干燥工藝流程干燥塔捕沫器干爐氣酸冷卻器干燥酸貯槽來自吸收工段送吸收工段93%H2SO4濕爐氣第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第四節(jié)二氧化硫催化氧化與工藝條件一、基本原理：SO2+1/2O2=SO3特點(diǎn)：（1）是一個(gè)可逆放熱反應(yīng)；（2）氣體分子數(shù)減少；（3）使用催化劑（1）溫度：當(dāng)溫度降低時(shí)，Kp增加，Xe增加（2）壓力：總壓力增加，Xe增加（3）原料氣組成：氧氣增加和SO2含量的降低第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三二、工藝條件主要活性成分：1、催化劑：V2O5占5%-9%助催化劑（促進(jìn)劑）：堿金屬（K）為主的硫酸鹽載體：硅膠、硅藻土、硅酸鋁2、溫度：4200C-6000C3、SO2的原始濃度：7%-7．5%4、壓力：常壓為主轉(zhuǎn)化率：與工藝流程、設(shè)備等有關(guān)，一轉(zhuǎn)一吸，尾氣不回收時(shí)，x為97.5%-98%，二轉(zhuǎn)二吸，轉(zhuǎn)化率在99．5%以上。第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三三、工藝流程換熱器的結(jié)構(gòu)及原理：

第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三二轉(zhuǎn)二吸四段轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化器換熱器SO2SO2SO3SO3第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三一轉(zhuǎn)一吸四段轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化器換熱器SO2SO2SO3第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)三氧化硫的吸收一、基本原理：nSO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)+(n-1)SO3(l)使液面上SO3和水蒸氣分壓盡可能低

推動(dòng)力：氣相中SO3所產(chǎn)生的壓力與酸液面上SO3的平衡分壓之差。

A、吸收酸的濃度：

98．3%濃硫酸

B、吸收酸溫：

進(jìn)入500C以下，出700C以下

進(jìn)塔氣溫：

1400C-1600C

第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三二、工藝流程

1吸收塔捕沫器循環(huán)酸貯槽來自干燥塔98.3%H2SO498.6%H2SO494%-95%H2SO4第23頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第六節(jié)