硫酸生产技术 二氧化硫催化氧化的化学平衡及动力学

《二氧化硫催化氧化的化学平衡及动力学》一、二氧化硫催化氧化的基本原理二、二氧化硫氧化用催化剂三、二氧化硫催化氧化工艺条件的选择四、主要设备五、转化工艺流程二氧化硫的催化氧化（一）二氧化硫氧化反应的化学平衡一、二氧化硫催化氧化的基本原理kJ/mol

在400~700℃范围内：平衡转化率反映在某一温度下，反应可以进行的极限程度。（二）二氧化硫氧化反应动力学波列斯科夫方程：一、二氧化硫催化氧化的基本原理（二）二氧化硫氧化反应动力学二氧化硫催化氧化反应由以下几步组成：①氧分子从气相中扩散到催化剂表面；②氧分子被吸附到催化剂表面；③氧分子键断裂，形成活化氧原子；④二氧化硫吸附到催化剂表面；⑤吸附在催化剂表面的二氧化硫与氧原子进行电子重排，形成三氧化硫；⑥三氧化硫分子从催化剂表面脱附，扩散进入气相主体。氧的吸附速度最慢，是整个催化氧化过程的控制步骤。一、二氧化硫催化氧化的基本原理二、二氧化硫氧化用催化剂主要有铂、氧化铁及钒三种,工业上普遍使用钒催化剂活性成分:是五氧化二钒助催化剂:碱金属硫酸盐类载体:硅胶、硅藻土、硅酸盐钒催化剂中毒的主要毒物有砷、氟、酸雾及矿尘等

（一）最佳温度的确定（二）二氧化硫的适宜浓度（三）最终转化率三、二氧化硫催化氧化工艺条件的选择（一）最佳温度的确定三、二氧化硫催化氧化工艺条件的选择

从化学平衡的角度看，二氧化硫氧化是可逆的放热反应，降低温度对化学平衡有利；但从动力学角度看，提高反应温度对提高反应速度有利，因此，存在一个最佳反应温度，在该温度下，对于一定的反应条件和要求的转化率，反应速度达到最大。最佳温度的确定必须考虑催化剂的活性温度反应温度与反应速度的关系转化率越高，最佳温度越低；在相同温度下，转化率越高则反应速度越小。温度与转化率之间的关系（一）最佳温度的确定工业转化器温度的要求及控制方法：1、在催化剂的活性温度范围内操作；2、尽可能接近最适宜温度；3、采用分段操作时反应过程与换热过程分开进行，各段在绝热情况下进行，段间进行冷却及绝热反应与换热过程依次交替进行，使反应在整体上接近最适宜温度。三、二氧化硫催化氧化工艺条件的选择

（二）二氧化硫的适宜浓度三、二氧化硫催化氧化工艺条件的选择

取决于触媒层的阻力，使硫酸生产总费用最低为原则（三）最终转化率三、二氧化硫催化氧化工艺条件的选择最终转化率是硫酸生产的主要指标之一。提高最终转化率，可降低尾气中SO2的含量，减少环境污染，提高硫的利用率。但同时会增加催化剂用量和流体阻力。因此，最终转化率也存在最佳值。四、主要设备二氧化硫催化氧化在多段绝热式转化器中进行；按照中间冷却方式的不同，转化器分为间接换热式和冷激式两类（一）间接换热式四、主要设备（二）冷激式冷激式是采用冷气体与反应后的热气体直接混合，从而降低反应物系的温度。根据冷激所用气体不同，又分为炉气冷激和空气冷激。四、主要设备煤气冷激流程煤气废热锅炉流程五、转化工艺流程两类流程：“一转一吸”和“两转两吸”工业上普遍采用的是“两转两吸”流程“两转两吸”流程特点：二氧化硫炉气经过三段转化后，送入中间吸收塔吸收SO3，未被吸收的气体返回第四段转化器转化，然后送吸收塔吸收SO3。由于在两次转化间增加了吸收工艺除去SO3，有利于后续转化反应进行得更完全二氧化硫催化氧化基本原理催化氧化用催化剂主要设备转化工艺流程工业生