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第十章硫酸与硝酸 Sulfuric Acid ＆Nitric Acid 第十章 硫酸与硝酸 Sulfuric acid and nitric acid 10.1.1 概述 10.1.2 从硫铁矿制二氧化硫炉气 10.1.3 炉气的净化与干燥 10.1.4 二氧化硫的催化氧化 10.1.5 三氧化硫的吸收 10.1.6 三废治理与综合利用 10.1.1 Introduction 硫酸是重要的基本化学工业原料。在化肥、冶金、国防、有机合成、石油炼制等工业都有广泛用途。 目前我国共有硫酸生产企业600多家，其中小型硫酸厂占80%左右，产量占总产量的55%左右 。 1995年，硫酸1777万吨，硫铁矿制酸占当年硫酸总产量的82%，硫磺制酸仅占总产量的1.4% 。 2000年，硫酸产量2356万吨，仅次于美国位居世界第二位,硫铁矿制酸占硫酸总产量的47％，硫磺制酸占25％。 2003年硫酸产量达到3371万t，世界第一位。硫铁矿制酸占38.7%；硫磺制酸占37.4%；冶炼烟占22.3%；磷石膏及其他制酸产量为54.7万t。进口硫磺499万t，进口硫酸193.9万t。 2004年硫酸产量3995万吨，世界第一位,硫铁矿制酸占36％，硫磺制酸占41％，冶炼烟气制酸 22％。 2006 年我国硫酸企业 490 家左右，装置总能力超过62 000 kt/a。生产原料有硫铁矿、硫磺、冶炼烟气、 磷石膏和硫化氢等。 我国单系列硫酸装置的最大规模分别为： 硫铁矿制酸400 kt/a，硫磺制酸1000 kt/a，冶炼烟气制酸600 kt/a，磷石膏制酸400 kt/a。 2006 年，我国硫酸产量最大的前三名企业为云天化国际、张家港双狮 、湖北洋丰，其总产量分别为 4300 kt、1430 kt、1300 kt。 单系列硫磺制酸产量最高的是张家港双狮（970 kt），冶炼烟气制酸是江西铜业（600 kt），硫铁矿制酸是广西鹿寨（420 kt）。 全国有8家企业产量达1000 kt以上，占总产量的24.8%，产量在200 kt 以上的大型企业有 50 家，占全国总产量的60.1%，而100 kt 以下的小型装置仅占25.1%。 产业集约化程度的提高和装置规模的扩大，有力推动了新工艺、 新设备和新材料的推广和使用，使我国硫酸工业的技术水平迈上一个新的台阶。 我国硫酸工业的发展趋势 经过几十年的发展，尤其是改革开放以来，由于产业结构、原料结构的优化及装置规模的提高，大量国外先进技术和设备的引入，我国硫酸工业取得了令人瞩目的成就。但是，我国仍然只是一个硫酸生产大国，而不是硫酸生产强国。从技术方面来看，其工艺设计、设备制造、催化剂性能、废热回收率等与国外先进水平仍有一定的差距。因此，坚持与时俱进、坚持技术创新，是我国硫酸工业实现可持续发展的唯一途径。 ◆产业发展方向 ——集约化程度进一步提高 硫磺制酸装置规模不得低于200 kt/a， 硫铁矿制酸装置规模不得低于100 kt/a。 ——硫磺进口依存度将逐步降低，硫酸原料结构更趋合理 ——实现清洁生产 ——产品结构的网络化 注重上下游产品的一体化、产品结构的网络化，实施循环经济战略。 ◆工艺改革的重点 今后硫酸生产工艺改革的重点应放在提高装置的环保性能和对低浓度、高浓度冶炼烟气的适应能力上。 ◆全方位提升装置的技术装备水平 ◆开发新型高效催化剂并开展催化反应器模拟研究 ◆ 开发低温热能回收技术 1 、按SO3与H2O的摩尔比分类，大于1时称为发烟硫酸（含溶解在100％硫酸中的游离SO3。 ），其余称为硫酸。 2、 以其中所含H2SO4的重量百分比来表示，常用有：98%硫酸（98酸）、100%硫酸（无水硫酸）、20%发烟硫酸（105酸）。 3、工业硫酸的结晶点 硫酸是无机化工、有机化工中用量最大、用途最广的化工产品。 主要用于生产磷肥(在我国占硫酸总量的65-75%)；此外还可用于生产无机盐、无机酸、有机酸、化纤、塑料、农药、颜料、染料、硝化纤维、TNT、硝化甘油及中间体等；石油、冶金行业也都大量使用。 被称为工业之母。 我国硫酸的主要消费范围如下 化肥：普钙、硫铵、重钙、磷铵。 化工：敌百虫、敌敌畏、DDT、有机玻璃、环氧树脂、离子交换树脂等等。 轻工：合成洗涤剂、三聚磷酸钠、合成脂肪酸、自行车、皮革、合成革。 纺织：维尼纶、腈纶、印染布、针织用纱。 冶金：钢材酸洗、氟化盐、电解铜、电解锌、电解镍。 石油化工：原油加工、石油催化剂、石油添加剂、己内酰胺、聚乙烯醇、丙烯腈。 其它行业主要是指医药工业和军工。 （一）硝化法原理 SO2+N2O3+H2O==H2SO4+2NO 2NO+O2