项目八 硫酸生产.pptVIP

硫铁矿制硫酸典型工艺示意图 1、 硫铁矿的焙烧原理 二氧化硫氧化反应是体积减小的反应，提高压力可提高平衡转化率；但实际生产过程中，仍采用常压操作。 二、二氧化硫催化氧化工艺条件分析 2.二氧化硫的起始浓度 根据硫酸生产总费用最低的原则来确定二氧化硫的起始浓度。 分 析 比 较 由四张图片数据分析：同一转化率下，S02起始浓度增大，则催化剂用量增加； S02起始浓度高，达到同一转化率，其设备生产能力均存在一最大值；当SO2最终转化率为97.5%时，相对成本最低对应的S02起始浓度为6%~8%。 1 2 3、最终转化率 提高最终转化率可以减少尾气中SO2的含量，减轻环境污染，同时提高硫的利用率；但另一方面会导致催化剂用量和流体阻力增加。 x最终是硫酸生产的重要指标之一。提高x最终可以减少废气中SO2含量，减轻对环境的污染，同时也可以提高硫的利用率，降低生产成本，但却导致催化剂用量和流体通过催化剂床层阻力的增加，故从经济角度，其x最终也存在最适宜值。 结论：最适宜的最终转化率与所采用的工艺流程、设备和操作条件有关。 随着硫酸工业的发展，转化工艺流程经历了很大发展。其最终目的是提高转化率，节省单位产品催化剂用量，降低基建投资和系统阻力。为此必须使SO2催化氧化过程实现最佳化。为了使转化器中的SO2催化氧化过程尽可能按最适宜温度曲线进行，随着转化率的提高，必须从反应系统中移除多余的热量，使温度相应的降低。即采用多段转化，段间换热的方式，以保证SO2的最终转化率和转化速率。 根据SO2转化次数不同，有“一转一吸”流程和“两转两吸”流程。 三、二氧化硫催化氧化的工艺流程 由转化器内温度与转化率的关系曲线分析可知：要提高SO2转化率，必须分段进行。 段间 换热式 段间 冷激式 3+1，Ⅲ、Ⅰ-Ⅳ、Ⅱ组合形式 3+1，Ⅲ、Ⅱ-Ⅳ、Ⅰ组合形式 3+1，Ⅳ、Ⅰ-Ⅲ、Ⅱ组合形式 转化器和换热器的组合形式 图 3+1，Ⅲ、Ⅰ-Ⅳ,、Ⅱ组合形式的两转两吸流程 “两转两吸”流程 “两转两吸”流程与“一转一吸”流程比较，具有下述优点： “两转两吸”流程存在的缺点如下： ①由于增设中间吸收塔，转化气温度由高到低、再到高，整个系统热量损失较大。 ②两次转化较一次转化增加了一台中间吸收塔及几台换热器，阻力比一次转化流程增大3.9~4.9kPa。 ③比一次转化流程复杂，操作也要复杂一些。 ①最终转化率高，转化反应速率大（满足环保要求及提高硫的利用率，且催化剂用量并不增加很多）。 ②能够处理含SO2较高的气体，提高装置的生产能力。 ③减轻尾气的危害。 “两转两吸”流程 特点：在两次转化间增加了吸收过程，除去SO3，有利于后续转化进行更完全，使转化率更高，尾气中SO2更低。 因为在第二次转化前移走了生成物——三氧化硫，所以可以提高转化率。 “两转两吸”流程多了一次转化和吸收，但实际投资和生产成本均有所降低，劳动生产率有所提高。 四、二氧化硫转化器 二氧化硫催化氧化器通常采用多段换热的形式，其特点是气体的反应过程和降温过程分开进行。反应催化床分3-5段。 内部间接换热的优点是使整个转化器结构紧凑、阻力小、热损失小。但也有转化器结构复杂、体积大、维修不便的缺点。 外部间接换热的缺点是连接管线长、阻力大、热损失大。优点是转化器内部结构简单。 间接换热又分为内部间接换热和外部间接换热。 冷激方式有炉气(SO2)冷激、空气(O2)冷激两种方式，如上述图（C）、（D）所示。 任务四 三氧化硫的吸收 知识目标：三氧化硫吸收的工艺和设备 能力目标：熟悉吸收生产工艺流程及主要操作参数指标 素质目标：全面分析问题的能力，逻辑思考的能力，节能降耗、安全生产意识 核心技能：能根据吸收塔主要控制参数来调节好生产，能分析生产中事故产生的原因及处理事故 三氧化硫的吸收是硫酸工业中的最后一个基本工序，直接影响成品的质量和尾气组成。通过吸收可获得成品浓硫酸和发烟硫酸。 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。用硫酸水溶液吸收转化气中的SO3可制得硫酸和发烟硫酸。实际采用大量的循环酸（浓硫酸）来吸收SO3，目的是要将硫酸生成热引出系统。用浓硫酸作吸收剂，以避免形成酸雾。 吸收酸的浓度在循环过程中不断增大，需要用稀酸或水稀释，与此同时不断取出产品硫酸。 采用“两转两吸”流程可使尾气中有害物质低于国家排放标准，可直接排入大气。 概 述 一、SO3吸收的工艺条件 1．吸收酸浓度 图 吸收酸浓度、温度对吸收率的影响 如图所示，在任何温度下选择浓度为98.3%的硫酸作为吸收液比较合适。若吸收酸浓度太低，因水蒸气分压增高，易形成酸