搜索
化工生产技术第四章硫酸生产技术天津石油职业技术学院第四章硫酸生产技术返回第一节概述第二节二氧化硫炉气的制备第三节炉气的净化及干燥第四节二氧化硫的催化氧化第五节三氧化硫的吸收第六节“三废”处理思考题与习题阅读天地天津石油职业技术学院硫酸生产技术一、硫酸的性质、产品规格及用途二、生产硫酸的原料1.硫铁矿2.硫磺3.硫酸盐4.冶炼烟气三、硫酸生产方法简介第一节概述返回天津石油职业技术学院第二节二氧化硫炉气的制备•一、硫铁矿的焙烧原理–（一）焙烧反应–（二）焙烧反应动力学•二、原料预处理–1．硫铁矿的破碎–2．配矿–3．脱水•三、沸腾焙烧与沸腾焙烧炉–（一）沸腾焙烧–（二）沸腾炉焙烧结构•四、焙烧的工艺条件硫酸生产技术天津石油职业技术学院第三节炉气的净化及干燥•一、炉气净化的目的和要求•二、净化的原理及方法–（一）矿尘的清除–（二）砷和硒的清除–（三）酸雾的形成与清除•三、炉气净化的工艺流程–1．酸洗流程–2．水洗流程•四、炉气的干燥–1．干燥原理–2．工艺条件的选择硫酸生产技术天津石油职业技术学院第四节二氧化硫的催化氧化•一、二氧化硫催化氧化的基本原理–（一）二氧化硫氧化反应的化学平衡–（二）二氧化硫氧化反应动力学•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–（一）最佳温度的确定–（二）二氧化硫的适宜浓度–（三）最终转化率•四、主要设备•五、转化工艺流程硫酸生产技术天津石油职业技术学院第五节三氧化硫的吸收•一、三氧化硫吸收的工艺条件–（一）吸收酸浓度–（二）吸收酸温度•二、三氧化硫吸收的工艺流程硫酸生产技术天津石油职业技术学院第六节“三废”处理•一、尾气的处理–（一）氨一酸法的基本原理–（二）工艺条件•1．吸收•2．分解•3．中和–（三）工艺流程•二、烧渣及污水、污酸的处理硫酸生产技术天津石油职业技术学院第四章硫酸生产技术图片图4.2.1脱硫速度舟皿实验结果图4.2.2硫铁矿分解速率与温度的关系图4.2.3一硫化铁燃烧速率与温度关系图4.2.4沸腾焙烧炉图4.3.1文泡冷电酸洗流程图4.3.2三塔两电酸洗流程图4.4.1钒催化剂的k与反应温度的关系图4.4.2反应速率与温度的关系图4.4.3温度与转化率的关系图4.4.4二氧化硫浓度对生产成本的影响图4.4.5最终转化率生产成本的影响图4.4.6多段中间换热时转化器图4.4.7多段反应过程的t-x图图4.4.8四段炉气冷激t-x图图4.4.9空气气冷激t-x图图4.4.10两转两吸换热器组合型式图4.5.1生产发烟硫酸时干燥吸收流程图4.6.1尾气吸收及亚铵工艺流程示意图硫酸生产技术天津石油职业技术学院烧出的流量/硫铁矿中原始硫含量，%图4.2.1脱硫速度的舟皿试验结果1-FeS2在空气中燃烧；2-FeS在空气中燃烧；3-FeS2在氮气中加热时间/min0481216202428323620406080100123由图可知，FeS2的分解速度大于FeS的氧化速度，FeS氧化反应慢，是整个反应过程的控制步骤硫酸生产技术天津石油职业技术学院650700750800温度/℃FeS2的分解速度常数图4.2.2硫铁矿分解速率与温度的关系图中显示了FeS2的分解速度随温度的升高而迅速加快，在较高温度下有较大提高，属动力学控制。硫酸生产技术天津石油职业技术学院FeS氧化反应速度随温度的增加不显著，因此属扩散控制。要提高FeS的氧化速度，需要减小扩散阻力，增加气固相际接触面积，减小矿石粒度。600700800900FeS燃烧的速率常数温度，℃图4.2.3一硫化铁燃烧速率与温度的关系硫酸生产技术天津石油职业技术学院图4.2.4沸腾焙烧炉4-空气分布帽；5-出渣口硫酸生产技术天津石油职业技术学院硫酸1012111111101010放酸沟水河泥去中和絮凝剂21345678下水上水水放酸沟图4.3.1“文泡冷电”酸洗流程1-文氏管；2-文氏管受槽；3，5-复挡除沫器；4-泡沫塔；6-间接冷却塔7-电除雾器；8-安全水封；9-斜板沉降槽；10-泵；11-循环曹；12-稀酸槽硫酸生产技术天津石油职业技术学院去干燥塔副产稀酸电除尘来的SO2气酸泥123456789778899图4.9三塔两电酸溪流程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--循环酸泵硫酸生产技术天津石油职业技术学院1314151T×104Lgk-1.0-0.500.51.0500℃°°°°°°°420℃480℃440℃470℃380℃400℃E*213图4.4.1钒催化剂的k与反应温度关系1—x0.60；2—x=0.75；3—x=0.95ZE硫酸生产技术天津石油职业技术学院123102030100420460500540580AACCBB温度，℃图4.4.2反应速率与温度的关系0.700.800.960.900.850.880.920.940.95反应速度（相对值）硫酸生产技术天津石油职业技术学院400440480520560600640温度，℃0.40.60.81.0AC平衡曲线BD0.50.70.80.9最适曲线0.90.80.50.7图4.4.3温度与转化率的关系转化率x硫酸生产技术天津石油职业技术学院567891011121305001000相对成本气体中SO2含量，%图4.4.4SO2浓度对生产成本的影响1—设备折旧费与二氧化硫原始浓度的关系；2—最终转化率为97.5%时，催化剂用量与二氧化硫原始浓度的关系；3—系统生产总费用与二氧化硫原始浓度的关系123硫酸生产技术天津石油职业技术学院9696.59797.59898.599100110120相对成本图4.4.5最终转化率对成本的影响最终转化率，%硫酸生产技术天津石油职业技术学院SO2SO2SO2SO21211111113空气或SO2空气SO3SO3SO3SO3SO2空气（a）（b）（c）（d）图4.4.6多段中间换热式转化器（a）内部中间换热式；（b）外部间接换热式；（c）冷激式；（d）部分冷激式；1--催化剂床层；2--内部换热器；3--外部换热器硫酸生产技术天津石油职业技术学院转化率，x40045050055060065000.20.40.60.81.0温度，℃图4..4.7多段反应过程的t-x图绝热操作线最适曲线平衡曲线硫酸生产技术天津石油职业技术学院转化率，x图4.4.8四段炉气冷激t-x图40050060000.20.40.60.81.0温度，℃SO2SO3硫酸生产技术天津石油职业技术学院40050060000.20.40.60.81.0转化率，x温度，℃图4.4.9空气冷及式t-x图硫酸生产技术天津石油职业技术学院ⅡⅢⅣ图4.4.10两转两吸换热器组合型式去二吸炉气去一吸自一吸来硫酸生产技术天津石油职业技术学院发烟酸库放空水气化净转化气ⅠⅡⅢ54237861图4.5.1生产发烟硫酸时的干燥--吸收流程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-酸冷却器；8-干燥塔98％硫酸硫酸生产技术天津石油职业技术学院尾气来自吸收塔清水固体亚铵气氨来自合成放空图4.6.1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---尾气烟囱硫酸生产技术天津石油职业技术学院第四章硫酸生产技术数据表格表4.2.1硫磺平衡蒸汽压与温度的关系表4.3.1不同温度下As2O3和SeO2在气体中饱和时的含量表4.4.1四段中间间接换热式转化器各段最佳条件返回天津石油职业技术学院表4.2.1硫磺平衡蒸汽压与温度的关系温度/℃580600620650680700压力/Pa166.67733.332879.91513366799261331硫酸生产技术天津石油职业技术学院温度/℃As2O3含量g/m3SeO2含量g/m3温度/℃As2O3含量g/m3SeO2含量g/m350701001251.6×10-53.1×10-44.2×10-33.7×10-24.4×10-58.8×10-41.0×10-38.2×10-21502002500.287.901240.5313175表4.3.1不同温度下As2O3和SeO2在气体中饱和时的含量硫酸生产技术天津石油职业技术学院表4.4.3四段中间间接换热式转化器各段最佳条件段项目气体组成（a=%SO2，b=%O2）a=6.0,b=12.7a=7.0,b=11.3a=7.5,b=10.5a=8.0,b=9.8ⅠxeTiTeτ0.7554405710.4480.7254405850.5480.7074405910.6130.6894405960.680ⅡxeTiTeτ0.9054865120.2700.9184635010.5820.9204514970.8340.9234404931.174ⅢxeTiTeτ0.9614504600.4580.9704384480.9530.9714364461.2710.9714344441.712ⅣxeTiTeτ0.9804374390.7140.9804304340.9760.9804294341.4180.9804254272.134∑τ1.8903.0594.1365.700注：xe—转化率，分率；Ti—起始浓度，℃；Te—末尾浓度，℃；τ—接触时间，s硫酸生产技术