化工生产技术课件4.5.ppt

第五节 三氧化硫的吸收及尾气的处理 SO2经催化氧化后，转化气中约含7％的SO3及0.2％的SO2，其余为O2和N2。用硫酸溶液吸收转化气中的SO3，可制得硫酸或发烟硫酸。 硫酸生产的成品规格为：92.5%或98.3%的浓硫酸，含游离SO320%或65%的发烟硫酸。 一、吸收的工艺条件 1、吸收酸浓度 为了使SO3吸收完全，并避免在吸收过程中形成酸雾，要求吸收酸液面上的蒸气的分压尽可能低。浓度为98.3％的硫酸液面上总蒸汽压最小，因此是最理想的吸收剂。 工业生产中，吸收是与SO2炉气干燥结合起来考虑的。通常采用20%标准发烟硫酸作为吸收酸,由于发烟硫酸表面的三氧化硫蒸气压力较大，三氧化硫的吸收不可能完全，还须用98.3％硫酸吸收才能吸收完全。 吸收后在高浓度的酸中，加入98.3％硫酸稀释到标准发烟硫酸的浓度，即可输出作为成品。 2. 吸收酸温度 硫酸表面的水蒸气和三氧化硫分压随温度变化，温度升高，液面上水蒸气和三氧化硫蒸气增多，影响吸收效果，导致吸收率下降，酸温升高对管道腐蚀加剧。 因此从吸收角度看，高温不利于吸收操作；而温度过低，则蒸汽冷凝易产生酸雾。 因此，综合考虑以上因素，工业生产中控制吸收酸温度一般不高于50℃，出塔酸温度不高于70℃。 3.进塔气体的温度 温度低有利于吸收，但易形成酸雾。当炉气中水分含量为0.1g/m3(标准状态)时，其露点温度为112℃，故一般控制入塔气体温度不低于120 ℃，以减少酸雾的形成。 转化气先经发烟硫酸吸收塔，后经浓硫酸吸收塔，再经尾气回收后放空。吸收塔l用20％的发烟酸喷淋，吸收三氧化硫后，浓度和温度均升高。吸收塔l流出的发烟酸在贮槽I中与来自贮槽Ⅱ的98.3％硫酸混合，以保持发烟硫酸的浓度。经冷却器7冷却后，取出部分标准发烟酸产品，其余部分送入吸收塔1循环使用。吸收塔2用98％硫酸喷淋，塔底排出酸浓度上升，在贮槽Ⅱ中与来自干燥塔的93％硫酸混合，以保持98％浓度。经冷却器6冷却后，一部分98.3％的酸送入发烟硫酸贮槽I，另一部分送往干燥塔贮槽Ⅲ，以保持干燥酸浓度。 第六节 “三废”处理 硫酸生产过程中排放的污染物，主要有尾气、烧渣和废液等 一、尾气的处理 尾气中含有少量的SO2、SO3和酸雾。 如果采用“两转两吸”流程，SO2的转化率可以达到99.5%以上，不必处理即可排放。如果采用一转一吸流程通常采用氨-酸法处理尾气。 1．吸收 氨水吸收二氧化硫，生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵溶液。 将吸收液送至分解塔，用93％的硫酸分解，可得到纯二氧化硫和硫酸铵溶液。 二、烧渣的综合利用 每生产1t硫酸，副产0.7～0.8t的烧渣, 主要成分为氧化铁；还含有一定数量的铜、锌、铅、鈷等有色金属，有些还含有金、银等贵重全属。 综合利用途径；作为炼铁的原料及生产硫酸亚铁、氯化铁：回收有色金属及贵重金属；矿渣制砖及铺路等。 三、污水及污酸治理 污水、污酸中含有硫酸、砷、氟、铅、铁、硒等。 普遍采用碱性物质中和法处理污水，即用碱性物质（石灰或电石渣）与污水中的砷、氟、酸等反应生成沉淀。 污酸的处理常用硫化中和法，即利用硫化钠、硫氢化钠等硫化物与硫酸反应生成硫化氢，污酸中的铜、砷与硫化氢生成沉淀而分离，然后再对溶液中和处理。 接触法生产硫酸工艺全流程 以硫铁矿为原料．沸腾焙烧“文泡冷电”酸洗净化，两转两吸生产工艺流程。 硫铁矿经破碎、筛分、配矿后，由斗式提升机送入原料仓，再由皮带喂料机送入沸腾炉；空气由炉前鼓风机鼓入沸腾炉底风室，经风帽而进入炉内。在沸腾炉内，炉内温度为850～950℃、硫铁矿与空气中的氧反应，制得含SO2 10％～13％的炉气，从炉顶排出的SO2炉气还含有矿尘及其他杂质；炉内大颗粒的矿渣经溢流口，从排渣管排至炉外。 二氧化硫炉气依次经废热锅炉回收热量、旋风除尘器除尘后，进入文氏管洗涤器、泡沫洗涤塔、间冷器、电除雾器除去矿尘、毒物和酸雾。然后，炉气再经填料干燥塔，用93％浓硫酸将炉气中的水分除去。 经净化、干燥后的二氧化硫炉气，由鼓凤机送到列管式热交换器，预热后由顶部进入转化器，炉气中的二氧化硫与氧在钒催化剂层接触氧化生成三氧化硫。反应放热使气体温度升高，反应后的高温气体经外部列管热交换器换热而降温，返回转化器二段继续反应。二氧化流炉气经过三段转化；二氧化硫转化率可达95％，经列管式热交换器换热降温后，先进入第一填料吸收塔，用98.3％的浓硫酸吸收三氧化硫而制得硫酸。循环吸收三氧化硫后的硫酸浓度升高。加入98.3％硫酸稀释，多出来的硫酸送成品库。 第一吸收塔吸收后，炉气中仍含有二氧化硫和氧，换热后返回转化器四段继续反应，生成的三氧化硫再经降温、送入第二填料吸收塔，用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫而制得浓硫酸。经二次转化,二氧化硫最终转化率可达99.5%以上：经第二吸收塔吸收后，尾气中