接触法生产硫酸讲述.ppt

硫酸工艺综述 ——接触法生产硫酸 化工班：XXX 学号x 1 . 概述 1.1硫酸工业发展史 i.约8世纪时，当时阿拉伯的炼金者，用天然铁矾（FeSO4·H2O）干馏而制得硫酸。 ii.1570年，G.Donaeus阐明了硫酸的多种性质。 iii.1746年，英国人J.Roebuck在伯明翰建成用铅室法制酸的工厂，该法在19世纪上半叶基本成熟。 iiii.1911年，奥地利人C.Opl在赫鲁绍建成了世界上第一套塔式法制酸的装置。 1.2硫酸的生产方法 亚硝基法--硝化法：以氮的氧化物为媒介，使SO2在有O2、H2O情况下生成H2 SO4 接触法：SO2+O2=SO3 1.3硫酸的生产原料 硫磺：使用最早、最好的原料 硫酸盐：石膏 冶炼气：含SO2的尾气 硫铁矿：主要成分FeS2，富矿含S 30~48% 晶型：黄硫铁矿、白硫铁矿、磁硫铁矿 来源：普通硫铁矿、浮选硫铁矿、含煤硫铁矿 1.4 接触法生产硫酸的全流程 接触法生产硫酸的全流程，应包括二氧化硫炉气制备、二氧化硫 炉气净化、二氧化硫的催化氧化（转化）和三氧化硫吸收四个工 序。 2.SO2炉气的制造及净化 2.1硫铁矿的焙烧 2FeS2 =2FeS +S2 分解、吸热 S2 +2O2 =2SO2 氧化、放热 FeS +O2 → SO2 + Fe2O3 / Fe3O4 总焙烧反应 4FeS2 + 11O2 = 8SO2 + 2 Fe2O3 3FeS2 + 8O2 = 6SO2 + Fe3O4 2.2硫铁矿焙烧过程 焙烧 硫铁矿 炉渣 炉气 炉气：SO2、O2、N2、H2O 炉渣：Fe3O4、Fe2O3、不可燃物质和未完全燃烧FeS等 2.2.1沸腾焙烧 优点： 操作连续，便于自动化 固体颗粒较小，气固相间传热和传质面积大 固体颗粒在气流中剧烈运动，使固体表面边界层不断被破坏、更新，从而使化学反应速度、传热、传质效率提高 沸腾炉也有一些缺点： 主要是炉气中矿尘含量高，炉气净化工序的设备要求高，负荷重； 需要采用压头较高的鼓风机，因而，动力消耗较大。 沸腾焙烧炉：直筒型、扩散型、锥床型 2.3炉气的净化和干燥 2.3.1炉气净化 杂质：SO3、H2O、As2O3、SeO2、HF、矿尘 危害：堵塞管路、使催化剂失活、形成酸雾 酸洗净化流程： 旋风除尘器 电除尘器 第一洗涤塔 第二洗涤塔 一级电除雾器 增湿塔 第二电除雾器 干燥塔 （炉气） （干炉气去转化工序） 优点：因采用一级电除雾器，清除酸雾效率高，净化质量好； 没有污水排出，对保护环境有利。 缺点：设备复杂，消耗大量铅材，投资较大，操作技术也较水洗复杂。 水洗净化流程： 第一级 原料气净化和绝热增湿 第二级 除热、除湿和进一步净化 炉气 大量水喷淋 干燥 初步冷却 旋风除尘 2.3.2 二氧化硫炉气的干燥 方法：常用具有强烈吸水性的浓硫酸作为炉气干燥剂。 炉气通入填料干燥塔下部与塔上部淋洒下来的浓硫酸在填料表面逆流接触，除掉炉气中的水分，达到炉气干燥指标要求。 水洗流程 酸洗流程 3.二氧化硫催化氧化 3.1 催化剂：钒催化剂 3.2 二氧化硫催化氧化的工艺流程 目前二氧化硫转化器多采用四段转化流程。 3.2.1 中间换热式四段转化流程 3.2.2 “两转两吸”工艺： 4 .三氧化硫的吸收 4.1 三氧化硫的吸收操作条件 4.1.1 吸收酸的浓度 用浓度为98.3%的硫酸吸收三氧化硫最为有利。 4.2.2 吸收酸的温度 硫酸生产中，一般将进入吸收塔的硫酸温度控制在50℃以下，出塔酸的温 度则控制在70℃以下。 4.2.3 三氧化硫气体温度 一般控制入吸收塔三氧化硫气体温度为140℃～160℃。 4.2 发烟H2SO4的吸收 设备：发烟H2SO4吸收塔 吸收剂：与产品浓度接近的发烟H2SO4喷淋吸收SO3 推动力：气相中SO3分压与吸收液面上SO3平衡分压之差 4.3 浓H2SO4的吸收 设备：浓H2SO4吸收塔 吸收剂：98.3%的浓H2SO4 吸收过程的影响因素 吸收酸浓度 吸收酸温度 进塔气温 4.4 SO3吸收的工艺流程 转化气 发烟H2SO4吸收塔 尾气送烟囱或回收 冷却 浓H2SO4吸收塔 5.三废治理与综合利用 我国于1984年制订“H2SO4工业污染排放标准” GB4282-84 废渣：硫铁矿焙