冶炼烟气生产工业硫酸(何志祥).ppt

1、冶炼烟气生产工业硫酸的工艺,陈述人：何志祥,降低工业排放呵护我们的家园,目录,1、概述,曲靖锌厂冶炼烟气制酸系统是利用铅锌冶炼所产生的二氧化硫烟气来制取工业硫酸。两套硫酸系统采用先进、经验成熟的稀酸洗涤净化、两次转化、两次吸收的常压接触法制酸工艺。两套硫酸系统均按工序分为：净化、干吸、转化和酸库四个工段，两套系统的转化工段都采用了四段“3+1”式双接触工艺，“”换热流程，主要产品为98%工业硫酸。 硫酸生产的基本原理：硫精矿（S）SO2烟气SO3烟气工业H2SO4。 工业上将硫酸定义为：SO3和水以任意比例相结合的物质的总称。即：nSO3(气体)+H2O（液）=H2SO4（液）+（n-1）SO

2、3（液）+Q 由此反应可知：随着SO3与水量的比例改变，可以生成各种浓度的硫酸。,2、二氧化硫烟气的净化工段,2.1 净化的目的 冶炼烟气中除含有大量的氮气、二氧化硫和氧气外还含有一些固态和气态的有害杂质。固态杂质主要是脉石粉尘，通称矿尘。气态杂质通常有三氧化二砷、氟化物、二氧化硒、三氧化硫、水蒸气、二氧化碳、一氧化碳和有色金属的氧化物及汞的化合物。这些杂质对触媒设备和成品酸都造成一定的影响和危害，因此要尽可能完全把这些有害杂质除去，所以净化的目的是：除尘、降温、除水、除酸雾及杂质。由于杂质颗粒大小相差很大，有的颗粒直径在1mm左右，有的颗粒直径在0.001mm以下。所以要采用不同的净化方法，

3、才可以达到净化的要求。,2.2 净化的原理 净化所用的设备主要有一级动力波、二级动力波、气体冷却塔和电除雾，其中一级动力波、二级动力波、气体冷却塔的工作原理基本相同，下面就介绍一级动力波的工作原理和电除雾的工作原理。 2.2.1一级动力波、二级动力波及气体冷却塔的工作原理 一级动力波、二级动力波及气体冷却塔均有单独的稀酸循环系统，气体冷却塔的循环酸采用板式换热器进行换热。稀酸采取由稀向浓、由后向前的串酸方式。它们的工作原理：利用高速气体把从底部射入的液体冲击成无数细小液滴，使气液高速湍流混合，充分接触，强化传质传热，达到绝热降温和除尘的目的。,值得一提的是气体冷却塔是利用海尔环做填料，使气体在

4、填料塔内充分接触，有利于烟气把热量传递给液体。同时，烟气在经过填料表面的液膜时，从一级动力波带来的大量饱和水蒸气和大量颗粒酸雾会被冷凝下来进入液相。因此，由烟气带来的大量热能全部转移进入液相，被加热后的稀酸液体（吸收了气相热能），再经过板式稀酸换热器，把热能传给循环冷却水系统。,2.2.2 电除雾的工作原理 第一步：阴极线芒刺尖端放电，发射出电子。 第二步：电子向阳极移动过程中被酸雾截止，使酸雾带负电。 第三步：带电的酸雾在电场力的作用下向阳极移动，最终沉积在阳极壁上，在用水冲击的过程中受重力作用而进入电除雾冲洗槽被除去。 在电除雾的后面有一个非常重要的装置安全水封。它是根据系统设备、管道所允

5、许的安全压力设计成的一个装置，它的作用是维持系统负压，保护前段玻璃钢设备。,3 二氧化硫烟气的干吸工段,3.1干燥和吸收的原理 干燥 利用浓硫酸（93%）具有强吸水性进行烟气干燥，经过干燥后的烟气含水一般0.1g/m3。 吸收 当含有三氧化硫的烟气与浓硫酸(98%)接触时，三氧化硫选择性的溶解在浓硫酸中。 其实，几乎所有两相参与的反应都可以使用双膜理论解释。,3.1.1 双膜理论 在气液两相接触时其间存在着界面，界面双方又分别存在着一层稳定的气膜和液膜，一切质量和热量的传递必须克服气膜和液膜的阻力后才能进行，这就是双膜理论。 3.1.1.1 双膜理论的特点： a.两相间质的传递是以分子扩散方式

6、通过两层膜进行的。 b.传质速度主要取决于传递的组分在气膜中的分压和液膜中的浓度，在气膜组分分压越高，液膜中组分浓度越低，传质速度越快。反之，传质速度越慢。 c.在气液两相的主体中，对流扩散的阻力比分子扩散的阻力小得多，因此，传质的阻力主要集中在两种膜上。 d.两膜的扩散速度与双膜的厚度成反比。也就是说，提高流速使流体湍流层变薄和不断更新，有利于传质。,4 二氧化硫烟气的转化工段,转化工段采用的是四段“3+1”式双接触工艺，“”换热流程。二氧化硫经过转化器后，转化率99.75%。 4.1 气体转化原理 2SO2+O2 2SO3+Q（热量） 反应特点： a.反应为可逆反应，反应同时向正、反两个方向进行。 b.反应为体积减小反应，反应由3体积减小为2体积。 c.反应为放热反应，移走热量有利于反应进行。 d.反应需要的活化能很高，因此需要催化剂。,4.1.1二氧化硫转化用的触媒 触媒由五氧化二钒、硫酸钾和大量的二氧化硅组成，其中五氧化二钒是具有活性的主体成分，硫酸钾是“助催化剂” ，二氧化硅是载体。触媒的活性温度范围（400470）是指触媒的活性能得到发挥的温度范围，也就是生产中要控制的触媒温度范围。温度对触媒活性影响很大，只有在触媒的活性温度，才能表现出稳定的、强的活性和维持一定的化学成分