化工工艺学硫酸

1、会计学1化工工艺学硫酸化工工艺学硫酸第1页/共84页第六章 硫酸的生产第1页/共84页第2页/共84页第六章 硫酸的生产第2页/共84页第3页/共84页第六章 硫酸的生产第3页/共84页第4页/共84页第六章 硫酸的生产第4页/共84页第5页/共84页第六章 硫酸的生产第5页/共84页第6页/共84页第六章 硫酸的生产原料原料及预及预处理处理三废三废 处理处理吸吸收收转转化化焙焙烧烧净净化化 生产原理：生产原理： 1、 SO2的生成的生成 S+O2=SO2 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 2、 SO2的氧化的氧化 SO2+1/2O2=SO3 3、 SO3与水结合与水结合 nSO3

2、+H2O=H2SO4+(n-1)SO3 第6页/共84页第7页/共84页第六章 硫酸的生产第7页/共84页第8页/共84页第六章 硫酸的生产成本成本第8页/共84页第9页/共84页第六章 硫酸的生产第9页/共84页第10页/共84页第六章 硫酸的生产q主要反应：主要反应： 2FeS2=2FeS+S2 S2+2O2=2SO2 4FeS+7O2=2Fe2O3+4SO4 总反应式为：总反应式为：4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3 *当较温度较高，空气过剩量小时，有部分当较温度较高，空气过剩量小时，有部分Fe3O4(棕黑色）棕黑色）总反应式为：总反应式为：3FeS+5O2=Fe3O4+3SO

3、2 q过程中的副反应：过程中的副反应： SO3和硫酸盐的生成和硫酸盐的生成 高温下矿石与烧渣反应高温下矿石与烧渣反应 与与Cu、Zn、Co、Pb、As、Se等反应生成氧化物或硫酸等反应生成氧化物或硫酸盐盐第10页/共84页第11页/共84页第六章 硫酸的生产第11页/共84页第12页/共84页第六章 硫酸的生产沸腾焙沸腾焙烧炉烧炉旋风旋风除尘除尘电除电除尘器尘器 炉气去炉气去精制精制废热废热锅炉锅炉矿料矿料空气空气2 2、磁性焙烧磁性焙烧 3FeS2+8O2=6SO2+Fe3O4 磁化磁化- -氧化焙烧氧化焙烧（两个硫化床迭合）（两个硫化床迭合）v 下层：下层：反应区（反应区（750-900）

4、 FeS2+16Fe2O3=11 Fe3O4 +2SO2v 上层：上层：再生区（再生区（850-1000） 4 Fe3O4+O2=6Fe2O3第12页/共84页第13页/共84页第六章 硫酸的生产1.5-2.0，温度，温度600-700。第13页/共84页第14页/共84页第六章 硫酸的生产为控制步骤。第14页/共84页第15页/共84页第六章 硫酸的生产第15页/共84页第16页/共84页第六章 硫酸的生产第16页/共84页第17页/共84页第六章 硫酸的生产第17页/共84页第18页/共84页第六章 硫酸的生产第18页/共84页第19页/共84页第六章 硫酸的生产焙焙烧烧炉炉废废热热锅锅炉

5、炉旋旋风风分分离离电电除除尘尘器器硫铁矿硫铁矿空气空气炉气炉气废渣废渣第19页/共84页第20页/共84页第六章 硫酸的生产沉积在沉淀电极沉淀电极上，经振动后坠落在吸尘斗中而被清除。第20页/共84页第21页/共84页第六章 硫酸的生产第21页/共84页第22页/共84页第六章 硫酸的生产第22页/共84页第23页/共84页第六章 硫酸的生产第23页/共84页第24页/共84页第六章 硫酸的生产第24页/共84页第25页/共84页第六章 硫酸的生产v2. 水洗流程水洗流程 经典水洗流程经典水洗流程（图）（图）新型水洗流程（新型水洗流程（图图）第25页/共84页第26页/共84页第六章 硫酸的生

6、产第26页/共84页第27页/共84页第六章 硫酸的生产第27页/共84页第28页/共84页第六章 硫酸的生产第28页/共84页第29页/共84页第六章 硫酸的生产第29页/共84页第30页/共84页第六章 硫酸的生产 )2(5 . 0*)2(*)3(*OSOSOPpppK (一一)二氧化硫氧化反应的二氧化硫氧化反应的化学平衡化学平衡 SO2+1/2O2=SO3 +Q平衡常数平衡常数： )3(*)2(*)3(*SOSOSOTPPpx平衡转平衡转化率化率：影响因素影响因素 温度温度:T,有利！取有利！取420-580。 压力压力:P,有利！取常有利！取常压压（X转转95-98%） 最终转化率最终

7、转化率：一转一：一转一吸吸97.5-98% 二转二转二吸二吸99.5%第30页/共84页第31页/共84页第六章 硫酸的生产410mm,H为为615mm第31页/共84页第32页/共84页第六章 硫酸的生产4 4、 SOSO3 3分子从催化剂表面脱分子从催化剂表面脱附进入气相附进入气相第32页/共84页第33页/共84页第六章 硫酸的生产97.598%;两转两吸时两转两吸时, 99.5%.第33页/共84页第34页/共84页第六章 硫酸的生产2、内部换热型、内部换热型第34页/共84页第35页/共84页第六章 硫酸的生产第35页/共84页第36页/共84页第六章 硫酸的生产第36页/共84页第

8、37页/共84页第六章 硫酸的生产（四）发烟硫酸的制备（四）发烟硫酸的制备第37页/共84页第38页/共84页第六章 硫酸的生产甲方甲方式式：乙方乙方式：式：丙方丙方式：式：（二）吸收工艺流程（二）吸收工艺流程（图图）总流程吸吸收收塔塔酸贮槽酸贮槽泵泵冷却器冷却器吸吸收收塔塔酸贮槽酸贮槽泵泵冷却器冷却器酸贮槽酸贮槽泵泵冷却器冷却器吸吸收收塔塔第38页/共84页第39页/共84页第六章 硫酸的生产第39页/共84页第40页/共84页第六章 硫酸的生产PbS+2PbO=3Pb+SO2（三）工艺流程（三）工艺流程图图（四）主要设备（四）主要设备图图第40页/共84页第41页/共84页第六章 硫酸的生

9、产第41页/共84页第42页/共84页第六章 硫酸的生产CaO+H2O=Ca(OH)2Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2OCa(OH)2+2HF=CaF2+2H2OCa(OH)2+2H3AsO3=Ca(AsO2)2+4H2O (As7mg/L)Ca(OH)2+2H3AsO3=2Ca(OH)AsO2+4H2O (As50mg/l时时CaOCl2+H3AsO3=CaCl2+H3AsO4 2H3AsO4+3Ca(OH)2=Ca3(AsO4)2+6H2O 第42页/共84页第43页/共84页第六章 硫酸的生产污水污水排放排放泵泵矿渣熄灭口矿渣熄灭口清水池清水池一级一级沉降池沉降池中和池中和

10、池斜管斜管沉降池沉降池二二次次沉沉积积物物第43页/共84页第44页/共84页第六章 硫酸的生产加加热热器器电电除除雾雾器器冷冷凝凝液液槽槽吸吸滤滤器器包包装装设设备备干干燥燥器器富富泥泥90-100第44页/共84页第45页/共84页第六章 硫酸的生产三、尾气处理三、尾气处理（工艺（工艺流程流程图图）主要反应：主要反应： O2+2NH3+H2O= (NH4)2SO3 O2+(NH4)2SO3+H2O=2NH4HSO3 (NH4)2SO3+SO3+H2O=2NH4HSO3+(NH4)2SO4副反应：副反应：2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4 2NH4HSO3 +O2=2NH4HS

11、O4 2NH3（游离）（游离）+SO3+ H2O=(NH4)2SO4 2NH3（游离）（游离）+H2SO4= (NH4)2SO4 分解塔反应：分解塔反应：NH3+NH4HSO3 = (NH4)2SO3 (NH4)2SO3 +H2SO4=(NH4)2SO4+O2+H2O 2NH4HSO3+H2SO4=(NH4)2SO4+2O2+2H2O第45页/共84页第46页/共84页第六章 硫酸的生产第46页/共84页第47页/共84页第六章 硫酸的生产本章到此结本章到此结束！束！第47页/共84页第48页/共84页第六章 硫酸的生产清 水固 体 亚 铵氨 气 来 自 合 成尾 气 来 自 吸 收 塔放 空

12、图尾 气 吸 收 及 亚 铵 工 艺 流 程 示 意 图1-冷 却 结 晶 器 ； 2-分 离 机 ； 3-尾 气 吸 收 塔 ； 4-复 喷 ； 5-下 塔 母 液 循 环 槽 ； 6-母 液 循环 泵 ； 7-上 塔 母 液 循 环 槽 ； 8-三 级 母 液 循 环 槽 ； 9-复 挡 器 ； 10-尾 气 烟 囱第48页/共84页第49页/共84页第六章 硫酸的生产图 1-6 沸 腾 焙 烧 炉1-壳 体 ； 2-空 气 室 ； 3-空 气 分 布板 ； 4-空气 分 布 帽 ； 5-出 渣 口第49页/共84页第50页/共84页第六章 硫酸的生产图 4-9 三 塔 两 电 酸 洗 流

13、 程1-第 一 洗 涤 器 ； 2-第 二 洗 涤 器 ； 3-第 一 段 电 除 雾 器 ； 4-增 湿 塔 ； 5-第 二 段 电 除 雾 器 ； 6-沉 淀 槽 ； 7-冷 却 器 ； 8-循 环 槽 ； 9-循 环 酸 泵去 干 燥 塔电 除 尘 来的SO2气副 产 稀 酸酸 泥第50页/共84页第51页/共84页第六章 硫酸的生产图 2-14 两 塔 一 器 两 电 酸 洗 流 程1-空 塔 ;2-高 位 槽 ;3-洗 涤 塔 ;4-冷 却 器 ;5-电 除 雾 器 ;6-沉 降 槽 ; 7-硅 反 应 槽 ;8,9-循 环 槽 ;10-冷 却 排 液 槽 ;11-洗 涤 水 槽 ;

14、12-泵炉 气第51页/共84页第52页/共84页第六章 硫酸的生产炉 气水水水去 干 燥污 水空 气 图 4-8二 文 一 器 一 电 水 洗 流 程 示 意 图1-第 一 文 氏 管 ； 2， 4-旋 风 分 离 器 ； 3-第 二 文 氏 管 ； 5-间 接 冷 却 器 ； 6-电 除 雾 器 ； 7-脱 吸 塔第52页/共84页第53页/共84页第六章 硫酸的生产炉气去二吸去一吸自一吸来 图 4-21 两 转 两 吸 换 热 组 合 型 式( - )第53页/共84页第54页/共84页第六章 硫酸的生产(b) (d) (a)SO2SO2SO2SO2SO2 SO3 SO3 SO3 SO3

15、图 4-16 多 段 中 间 换 热 式 转 化 器（a） 内 部 间 接 换 热 式 ； （ b） 外 部 间 接 换 热 式 ； （ c） 冷 激 式 ； （ d） 部 分 冷 激 式催 化 床 层 ； 2-内 部 换 热 器 ； 3-外 部 换 热 器（ c）第54页/共84页第55页/共84页第六章 硫酸的生产发 烟 酸 库放 空水净 化 气1-发 烟 硫 酸 吸 收 塔 ； 2-浓 硫 酸 吸 收 塔 ； 3-捕 沫 器 ； 4-循 环 槽 ； 5-泵 ； 6、 7-酸 泠 却 器 ； 8-干 燥 塔硫 酸转 化 气图 4-23 生 产 发 烟 硫 酸 时 的 干 燥 -吸 收 流

16、程第55页/共84页第56页/共84页第六章 硫酸的生产第56页/共84页第57页/共84页第六章 硫酸的生产炉 气酸去 转 化 工 序酸热 浓 酸 洗 流 程1-热 酸 塔 ； 2-泡 沫 塔 ； 3-干 燥 塔 ； 4-捕 沫 塔 ； 5-冷 却 塔 ； 6-立 式 泵 ； 7-循 环 槽第57页/共84页第58页/共84页第六章 硫酸的生产图 经 典 水 洗 流 程第 一 洗 涤 塔 ； 2-第 二 洗 涤 塔 ； 3-第 一 、 二 级 除 雾 器 ； 4-干 燥 塔 ； 5-浓 酸 冷 却 器 ；6-浓 酸 泵 ； 7-清 水 泵 ； 8-沉 降 桶 ； 9、 11-污 水 泵 ；

17、10-沉 降 槽 ； 12-吹 出 塔去 转 化 工 序炉 气清 水第58页/共84页第59页/共84页第六章 硫酸的生产SO2 SO3去二吸塔 - 流 程第 一 换 热 器 ； 2-第 二 换 热 器 ； 3-第 三 换 热 器； 4-第 四 换 热 器 ； 5-转 化 器 ； 6-第 一 吸 收 塔第59页/共84页第60页/共84页第六章 硫酸的生产 - 流 程第 一 换 热 器 ； 2-第 二 换 热 器 ； 3-第 三 换 热 器 ； 4-第 四 换 热 器 ； 5-转 化 器 ； 6-第 一 吸 收 塔SO2 SO3去二吸塔第60页/共84页第61页/共84页第六章 硫酸的生产五

18、段 炉 气 泠 激 式 转 化 流 程1-主 鼓 风 机 ； 2-冷 热 交 换 器 ； 3-中 热 交 换 器 ； 4-热 热 交 换 器 ； 5-转 化 器 ； 6-三 氧 化 硫 冷 却 器 ； 7-冷 风 机由 开工 预热 器来 气热 风 放 空去 吸 收二氧化硫气体第61页/共84页第62页/共84页第六章 硫酸的生产第62页/共84页第63页/共84页第六章 硫酸的生产第63页/共84页第64页/共84页第六章 硫酸的生产第64页/共84页第65页/共84页第六章 硫酸的生产第65页/共84页第66页/共84页第六章 硫酸的生产第66页/共84页第67页/共84页第六章 硫酸的生产第67页/共84页第68页/共84页第六章 硫酸的生产河南济源豫光金铅集团公司SO2转化器 6.5 13.5m第68页/共84页第69页/共84页第六章 硫酸的生产第69页/共84页第70页/共84页第六章 硫酸的生产第70页/共84页第71页/共84页第六章 硫酸的生产2004年硫酸产量年硫酸产量3995万吨，世界第一万吨，世界第一位位,硫铁矿制酸占硫铁矿制酸占36，硫磺制酸占，硫磺制酸占41，冶炼烟气制酸 22