硫磺制酸生产及品相关知识介绍.doc

硫酸生产及相关知识介绍 硫酸的性质 1、硫酸的组成： 硫酸是由三氧化硫和水化合而成，一个三氧化硫分子与一个水分子相结合的物质称为无水硫酸（标酸）或纯硫酸，纯硫酸一般为无色透明、油状液体，用化学式H2SO4表示，分子量为98.08(SO3：80.06+H2O：18.02)。 2、 硫酸的密度： 单位体积硫酸（标酸）重量与同体积的4℃水的重量之比称为硫酸的相对密度(无单位)。在同一条件下，同一硫酸相对密度和密度在数值上是相同的。 相对密度是温度和浓度的函数，在温度一定时，相对密度随浓度的上升而升高；在浓度一定时，随温度上升而下降，但在98.3%时相对密度为最大（1.862）。 在硫酸溶液中纯硫酸所占比例（质量百分比浓度）不同分为：稀硫酸、浓硫酸和发烟硫酸。 3、 硫酸的结晶温度 硫酸从液体转变为固体时的温度称为结晶温度，它随浓度不同而变化，其变化过程是不规则的，但是，知道几种常见的结晶温度，对搞好硫酸生产、储存、运输等是很有帮助的： 93%：-27℃ 98.5%： 1.8℃ 100%：10.371℃ 4、硫酸的三大特性 吸水性； 脱水性； 氧化性。 硫酸的用途 硫酸是重要的基本化工原料，用途极为广泛，主要用于磷肥、氮肥等化肥生产（约占70--80%）；同时在有机化工（如磺化、酸化、催化脱水、水合水解等）、无机化工（如制取芒硝、硫酸铝、亚硫酸钠等）、制药、制革、石油炼制等都需要硫酸，在历史上有“硫酸是化学工业之母”的重称。 硫酸的制取（生产） 因原料不同硫酸制取分为三种： 1、以硫磺为原料制取硫酸； 2、以硫铁矿为原料制取硫酸； 3、以冶炼烟气及其它（磷石膏、硫化氢等）为原料制取硫酸； 硫酸生产（以硫磺、硫铁矿为主）及发展方向 1、装置规模大型化； 2、热能的充分利用和回收； 3、强化使用高效设备； 4、新技术的开发与应用； 5、采用较高的自动化控制水平； 硫磺制酸生产过程介绍 （以80万吨/年硫磺制酸为例） 一、硫酸生产的三大步骤（反应过程）： 1、二氧化硫（SO2）的制取 液体硫磺经硫磺泵喷入焚硫炉内与来自鼓风机的干空气在一定温度下燃烧生成二氧化硫，其反应方程式为： S（l） + O2 （g） SO2 （g） + Q 2、三氧化硫（SO3）的制取 10.5%左右的二氧化硫（SO2）进入转化器，在钒触媒（V2O5）的催化氧化作用下与氧气在一定温度下反应生成三氧化硫（SO3），其反应方程式为： 2SO2 （g） + O2 （g） 2SO3 （g）+ Q 此反应有三个特点：放热反应、可逆反应、体积缩小的反应。 3、吸收三氧化硫（SO3）制取成品硫酸 在吸收塔内借助填料（瓷环）用浓硫酸吸收三氧化硫（SO3）制得成品硫酸，其反应方程式为： SO3 （g） + H2O（l） H2SO4（l） + Q 以上三步反应均属放热反应，根据所需移走热量的多少（温差大小）分为： 1、高温位余热（二氧化硫（SO2）的制取）； 2、中温位余热（三氧化硫（SO3）的制取）； 3、低温位余热（吸收三氧化硫（SO3）制取成品硫酸）； 在目前的硫酸生产装置上，对于高、中温位余热利用（占总热量的65-70%）已经非常普遍了，而低温位余热利用我国还处于起步阶段。 二、硫磺制酸生产的工艺流程 3+1（国内催化剂选用3+2）两转两吸流程。 三、硫磺制酸生产的三大指标控制 1、硫的燃烧率：≥99.99% 2、二氧化硫（SO2）转化为三氧化硫（SO3）的转化率：≥99.8% 3、三氧化硫（SO3）的吸收率：≥99.99% 四、硫磺制酸生产流程图 1、固磺、液磺走向： 集装箱（固体硫磺） 卸车台 皮带 硫磺库 皮带 快速熔硫槽 粗硫槽 粗硫泵 过滤机 低压蒸汽外管（ 160℃） 精硫槽 液硫泵 液硫贮罐 液硫槽 液硫泵 2、空气、炉气走向： 大气 鼓风机 干燥塔 丝网除雾器 焚硫炉（1150℃） 废热锅炉（420℃） 精硫泵 精硫地下槽 转化一段（610℃） 高温过热器（445℃） 转化二段（520℃） 热热换热器（450℃） 转化三段（480℃） 冷热换热 器（320℃） Ⅱ省煤器（180℃） 第一吸收塔（70℃） 纤维除雾器 冷热换热器（300℃） 热热换热器（420℃） 转化四段（440℃） 低温过热器（276℃） Ⅰ省煤器（165℃