接触法生产硫酸

1、硫酸工艺综述接触法生产硫酸接触法生产硫酸化工班：化工班：XXX学号：学号：14030510 xx1 . 概述概述1.1硫酸工业发展史硫酸工业发展史i.约约8世纪时，当时世纪时，当时阿拉伯阿拉伯的炼金者，用的炼金者，用天然铁矾天然铁矾（FeSO4H2O）干馏干馏而制得硫酸。而制得硫酸。ii.1570年，年，G.Donaeus阐明了硫酸的多种性质。阐明了硫酸的多种性质。iii.1746年，年，英国英国人人J.Roebuck在伯明翰建成用在伯明翰建成用铅室铅室法制酸法制酸的工厂，该法在的工厂，该法在19世纪上半叶基本成熟。世纪上半叶基本成熟。iiii.1911年，年，奥地利奥地利人人C.Opl在赫鲁

2、绍建成了世界上在赫鲁绍建成了世界上第一套第一套塔式法制酸塔式法制酸的装置。的装置。1.2硫酸的生产方法硫酸的生产方法亚硝基法亚硝基法-硝化法硝化法：以氮的氧化物为媒介，使：以氮的氧化物为媒介，使SO2在有在有O2、H2O情况下生成情况下生成H2 SO4接触法接触法：SO2+O2=SO31.3硫酸的生产原料硫酸的生产原料硫磺硫磺：使用最早、：使用最早、最好最好的原料的原料硫酸盐硫酸盐：石膏：石膏冶炼气冶炼气：含：含SO2的尾气的尾气硫铁矿硫铁矿：主要成分：主要成分FeS2，富矿含富矿含S 3048%晶型：黄硫铁矿、白硫铁矿、磁硫铁矿晶型：黄硫铁矿、白硫铁矿、磁硫铁矿来源：普通硫铁矿、浮选硫铁矿、

3、含煤硫铁矿来源：普通硫铁矿、浮选硫铁矿、含煤硫铁矿1.4 接触法生产硫酸的全流程接触法生产硫酸的全流程接触法生产硫酸的全流程，应包括接触法生产硫酸的全流程，应包括二氧化硫二氧化硫炉气制备炉气制备、二氧化硫、二氧化硫炉气净化炉气净化、二氧化硫的、二氧化硫的催化氧化催化氧化（转化）和三氧化硫吸收（转化）和三氧化硫吸收四个工四个工序。序。 2.SO2炉气的制造及净化炉气的制造及净化2.1硫铁矿的焙烧硫铁矿的焙烧2FeS2 =2FeS +S2 分解、吸热分解、吸热 S2 +2O2 =2SO2 氧化、放热氧化、放热 FeS +O2 SO2 + Fe2O3 / Fe3O4 总焙烧反应总焙烧反应 4FeS2

4、 + 11O2 = 8SO2 + 2 Fe2O3 3FeS2 + 8O2 = 6SO2 + Fe3O4 2.2硫铁矿焙烧过程硫铁矿焙烧过程焙烧焙烧 硫铁矿硫铁矿 炉渣炉渣 炉气炉气 炉气：炉气：SO2、O2、N2、H2O炉渣：炉渣：Fe3O4、Fe2O3、不可燃物质和未完不可燃物质和未完全燃烧全燃烧FeS等等2.2.1沸腾焙烧沸腾焙烧优点：优点： 操作连续，便于自动化操作连续，便于自动化固体颗粒较小，气固相间传热和传质面积大固体颗粒较小，气固相间传热和传质面积大固体颗粒在气流中剧烈运动，使固体表面边界层不断被固体颗粒在气流中剧烈运动，使固体表面边界层不断被破坏、更新，从而使化学反应速度、传热、

5、传质效率提破坏、更新，从而使化学反应速度、传热、传质效率提高高沸腾炉也有一些缺点：沸腾炉也有一些缺点： 主要是炉气中矿尘含量高，炉气净化工序的设备要求高主要是炉气中矿尘含量高，炉气净化工序的设备要求高，负荷重；，负荷重； 需要采用压头较高的鼓风机，因而，动力消耗较大。需要采用压头较高的鼓风机，因而，动力消耗较大。沸腾焙烧炉：直筒型、扩散型、锥床型沸腾焙烧炉：直筒型、扩散型、锥床型2.3炉气的净化和干燥炉气的净化和干燥2.3.1炉气净化炉气净化 杂质：杂质：SO3、H2O、As2O3、SeO2、HF、矿尘矿尘 危害：堵塞管路、使催化剂失活、形成酸雾危害：堵塞管路、使催化剂失活、形成酸雾酸洗净化流

6、程：酸洗净化流程：旋风除尘器旋风除尘器电除尘器电除尘器第一洗涤塔第一洗涤塔第二洗涤塔第二洗涤塔一级电除雾器一级电除雾器增湿塔增湿塔第二电除雾器第二电除雾器干燥塔干燥塔（炉气）（炉气）（干炉气去转化工（干炉气去转化工序）序） 优点：因采用一级电除雾器，清除酸雾效率高，净化质量好；优点：因采用一级电除雾器，清除酸雾效率高，净化质量好； 没有污水排出，对保护环境有利。没有污水排出，对保护环境有利。缺点：设备复杂，消耗大量铅材，投资较大，操作技术也较水洗复杂。缺点：设备复杂，消耗大量铅材，投资较大，操作技术也较水洗复杂。水洗净化流程水洗净化流程：第一级第一级原料气净化和绝原料气净化和绝热增湿热增湿第二

7、级第二级除热、除湿和进除热、除湿和进一步净化一步净化炉气炉气大量水喷淋大量水喷淋干燥干燥初步冷却初步冷却旋风除尘旋风除尘2.3.2 二氧化硫炉气的干燥二氧化硫炉气的干燥方法：常用具有强烈吸水性的浓硫酸作为炉气干燥剂。方法：常用具有强烈吸水性的浓硫酸作为炉气干燥剂。 炉气通入填料干燥塔下部与塔上部淋洒下来的浓硫酸在填料表炉气通入填料干燥塔下部与塔上部淋洒下来的浓硫酸在填料表面逆流接触，除掉炉气中的水分，达到炉气干燥指标要求。面逆流接触，除掉炉气中的水分，达到炉气干燥指标要求。水洗流水洗流程程酸洗流程酸洗流程3.二氧化硫催化氧化二氧化硫催化氧化3.1 催化剂催化剂：钒催化剂钒催化剂 3.2 二氧化

8、硫催化氧化的工艺流程二氧化硫催化氧化的工艺流程目前二氧化硫转化器多采用目前二氧化硫转化器多采用四段转化四段转化流程。流程。3.2.1 中间换热式四段转化流程中间换热式四段转化流程 3.2.2 “两转两吸两转两吸”工艺：工艺： 4 .三氧化硫的吸收三氧化硫的吸收4.1 三氧化硫的吸收操作条件三氧化硫的吸收操作条件4.1.1 吸收酸的浓度吸收酸的浓度用浓度为用浓度为98.3%的硫酸吸收三氧化硫最为有利。的硫酸吸收三氧化硫最为有利。4.2.2 吸收酸的温度吸收酸的温度 硫酸生产中，一般将硫酸生产中，一般将进入吸收塔进入吸收塔的硫酸温度控制在的硫酸温度控制在50以下，以下，出塔酸出塔酸的温的温度则控制

9、在度则控制在70以下。以下。4.2.3 三氧化硫气体温度三氧化硫气体温度 一般控制入吸收塔三氧化硫气体温度为一般控制入吸收塔三氧化硫气体温度为140160。4.2 发烟发烟H2SO4的吸收的吸收 设备：发烟设备：发烟H2SO4吸收塔吸收塔 吸收剂：与产品浓度接近的发烟吸收剂：与产品浓度接近的发烟H2SO4喷淋吸收喷淋吸收SO3 推动力：气相中推动力：气相中SO3分压与吸收液面上分压与吸收液面上SO3平衡分压之差平衡分压之差4.3 浓浓H2SO4的吸收的吸收 设备：浓设备：浓H2SO4吸收塔吸收塔 吸收剂：吸收剂：98.3%的浓的浓H2SO4 吸收过程的影响因素吸收过程的影响因素 吸收酸浓度吸收

10、酸浓度 吸收酸温度吸收酸温度 进塔气温进塔气温4.4 SO3吸收的工艺流程吸收的工艺流程转化气转化气发烟发烟H2SO4吸吸收塔收塔尾气送烟尾气送烟囱或回收囱或回收冷却冷却浓浓H2SO4吸收吸收塔塔5.三废治理与综合三废治理与综合利用利用我国我国于于1984年制订年制订“H2SO4工业污工业污染染排放标准排放标准”GB4282-84废渣：硫铁矿焙烧后废渣：硫铁矿焙烧后Fe2O3及残余及残余FeS、少量少量Cu、Zn、Pb、As等等废水：水洗净化流程，含废水：水洗净化流程，含H2SO4、As、F、重金属重金属废气：少量未转化废气：少量未转化SO2 ，少量少量SO3和酸雾和酸雾5.1 尾气中有害物质的处理：尾气中有害物质的处理：方法：氨方法：氨-酸法酸法影响因素影响因素循环母液碱度循环母液碱度循环母液密度循环母液密度尾气回收率尾气回收率尾气排放尾气排放SO2浓度基本浓度基本 5.2 烧渣的利用烧渣的利用建筑材料的原料建筑材料的原料炼铁原料炼铁原料回收