第二章硫酸工业

第二章硫酸工业第1页，共25页，2023年，2月20日，星期三三、接触法制硫酸生产工序简介1、原料的预处理：配矿、粉碎、筛分

2、硫铁矿焙烧：二氧化硫的制取3、炉气的净化：除尘、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、尾气回收及污水处理第2页，共25页，2023年，2月20日，星期三第二节二氧化硫炉气的制备

一、原料的预处理：配矿、粉碎、筛分1、配矿2、粉碎、筛分二、硫铁矿的沸腾焙烧：总反应：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2沸腾床（流化床、假液化床、液态化）沸腾炉的结构：

第3页，共25页，2023年，2月20日，星期三焙烧条件：1）温度：

850~900oC

2）粒度：

0.24-0.27mm之间3）风速：

超过矿料平均粒度所需初始流化速率

第4页，共25页，2023年，2月20日，星期三焙烧工艺流程和条件1、工艺流程：简图如下：旋风除尘器旋风除尘器矿渣沸腾泠却箱增湿器原料空气沸腾炉废热锅炉旋风除尘器矿渣排出第5页，共25页，2023年，2月20日，星期三第三节炉气的净化与干燥一、净化原则及指标：1、原则（1）微粒的分离应先大后小，先易后难；（2）气、固、液三态时应先重后轻；（3）不同粒子选用相对应的不同分离设备2、指标：砷<1mg/Nm3;氟<1mg/Nm3；酸雾<1mg/Nm3；水分<1mg/Nm3；粉尘：痕迹第6页，共25页，2023年，2月20日，星期三净化的目的：

清除有害物质、向转化工序提供合格的原料气

二、除尘方法：1、集尘器除尘：自然沉降、惯性沉降

2、旋风除尘器除尘：

可分离粒径大于>5m尘粒第7页，共25页，2023年，2月20日，星期三收缩管喉管扩大管3、文氏管除尘（文丘里洗涤器）：

（<10m）

降温、除酸雾和其它有毒杂质等组成：收缩管、喉管、扩大管第8页，共25页，2023年，2月20日，星期三4、泡沫塔水洗除尘：三、炉气中氟、砷、硒和酸雾的清除1、氟的清除：存在形式：HFSiF4清除方法：湿法净化流程中不需专门设备即可脱氟4HF+SiO2=SiF4+2H2O第9页，共25页，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)高温时液体洗涤时固体颗粒成为酸雾凝结中心酸雾很快将其溶解只要酸雾被清除了，砷、硒的净化指标就可以达到第10页，共25页，2023年，2月20日，星期三3、酸雾的形成及清除：（1）雾的概念:含有粒径小于5m的液体颗粒的气溶胶（2）酸雾的形成：（3）酸雾的清除：2m酸雾需增湿电除雾器第11页，共25页，2023年，2月20日，星期三电除雾器：利用静电引力将气流中的雾粒沉降在电极而达到净化的目的

清除炉气中酸雾粒子的专用设备

管式、板式、蜂窝式

第12页，共25页，2023年，2月20日，星期三第一洗涤塔电除雾器增湿器干燥塔捕沫器工艺流程图第二洗涤塔四、湿法净化流程：1、三塔二电稀酸洗净化流程第13页，共25页，2023年，2月20日，星期三1234562、二文-器-电流程1、3为文氏管，2、4为旋风分离器，5为间接冷却器，6为电除雾器第14页，共25页，2023年，2月20日，星期三五、炉气的干燥目的：使炉气中水蒸气除去，以免水与二氧化硫转化而来的三氧化硫反应形成‘次生酸雾’，腐蚀设备、损坏催化剂干燥原理：利用浓硫酸的吸水性，93%、温度约400C最好：当炉气中的水蒸气分压大于硫酸液面上的平衡水蒸气分压时，炉气中的水蒸气就会被硫酸溶液吸收，从而使炉气得到干燥。这种用浓硫酸吸收炉气中水分的过程，称为炉气干燥。第15页，共25页，2023年，2月20日，星期三炉气干燥工艺流程干燥塔捕沫器干炉气酸冷却器干燥酸贮槽来自吸收工段送吸收工段93%H2SO4湿炉气第16页，共25页，2023年，2月20日，星期三第四节二氧化硫催化氧化与工艺条件一、基本原理：SO2+1/2O2=SO3特点：（1）是一个可逆放热反应；（2）气体分子数减少；（3）使用催化剂（1）温度：当温度降低时，Kp增加，Xe增加（2）压力：总压力增加，Xe增加（3）原料气组成：氧气增加和SO2含量的降低第17页，共25页，2023年，2月20日，星期三二、工艺条件主要活性成分：1、催化剂：V2O5占5%-9%助催化剂（促进剂）：碱金属（K）为主的硫酸盐载体：硅胶、硅藻土、硅酸铝2、温度：4200C-6000C3、SO2的原始浓度：7%-7．5%4、压力：常压为主转化率：与工艺流程、设备等有关，一转一吸，尾气不回收时，x为97.5%-98%，二转二吸，转化率在99．5%以上。第18页，共25页，2023年，2月20日，星期三三、工艺流程换热器的结构及原理：

第19页，共25页，2023年，2月20日，星期三二转二吸四段转化器转化器换热器SO2SO2SO3SO3第20页，共25页，2023年，2月20日，星期三一转一吸四段转化器转化器换热器SO2SO2SO3第21页，共25页，2023年，2月20日，星期三第五节三氧化硫的吸收一、基本原理：nSO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)+(n-1)SO3(l)使液面上SO3和水蒸气分压尽可能低

推动力：气相中SO3所产生的压力与酸液面上SO3的平衡分压之差。

A、吸收酸的浓度：

98．3%浓硫酸

B、吸收酸温：

进入500C以下，出700C以下

进塔气温：

1400C-1600C

第22页，共25页，2023年，2月20日，星期三二、工艺流程

1吸收塔捕沫器循环酸贮槽来自干燥塔98.3%H2SO498.6%H2SO494%-95%H2SO4第23页，共25页，2023年，2月20日，星期三第六节