三段氨法回收硫酸尾氣副產固體亞硫酸銨

1、武漢軟件工程職業(yè)學院畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文題題 目目 三段氨法回收硫酸尾氣三段氨法回收硫酸尾氣 副產固體亞硫酸銨副產固體亞硫酸銨 姓姓 名名 周 超 專業(yè)班級專業(yè)班級 應用化工技術化工 0702指導教師指導教師 吳雨龍 日日 期期 2009 年 11 月 20 日武漢軟件工程職業(yè)學院環(huán)境與生化工程系應用化工技術教研室制武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文前 言在化工生產企業(yè)中，環(huán)保工作是一項非常重要的工作，它關系到整個整個企業(yè)的生存和發(fā)展。環(huán)保工作不合格，不過關不僅嚴重的污染、破壞了環(huán)境，而且造成了原材料的浪費，無形的增加了企業(yè)的生產成本，降低了生產效率。武漢市中東化工有限公司原有硫鐵礦

2、制酸裝置三套，總產能 110kt/a，現(xiàn)公司發(fā)展年需要硫酸 500kt/a，因此對原三套裝置進行了技術改造，使硫酸產量超過 300kt/a。硫酸產能達到 300kt/a，即使排空 SO2濃度小于 960mg/m的環(huán)保要求，但由于增產 SO2排放總量也大大超過環(huán)保部門對公司總 SO2量排放的控制，因此必須對尾氣進行處理。本著循環(huán)經(jīng)濟、廢物回收和投資合理的原則，以處理后的硫酸尾氣不僅能達到 SO2排放量在 100 mg/m以內，還能滿足環(huán)保部門對我公司SO2年排放總量小于 187 噸的控制要求因治理過程中做到不產生新污染，且治理回收產品供制藥用。我廠目前的硫酸尾氣處理方法為燒堿法，即采用一定濃度的

3、氫氧化鈉溶液吸收尾氣中的二氧化硫氣體，生產液體亞硫酸鈉。亞硫酸鈉的用處主要是做紙漿，這種副產品售價低廉，無法對外銷售，我廠自身又不好消化，而且年產量不大，所以目前我廠產出的亞硫酸鈉母液就地白白的排放了。在 70 年代后期，氨法處理硫酸尾氣在我國發(fā)展較快。因為亞硫酸銨是代替燒堿氫氧化鈉用于造紙工業(yè)較好的原料，同時使紙廠的排放廢液變成了好的復合肥料。近十多年來，國家輕工部推廣亞硫酸銨代替燒堿制漿造紙，以解決燒堿供應不足、燒堿造紙黑液對環(huán)境污染等問題，同時也為了提高紙漿得率。1 噸亞硫酸銨可生產 3 噸紙漿和 3 噸多的黑液肥料（固干物） 。隨著中國造紙業(yè)環(huán)保的需要，當前固體亞硫酸銨產品需求急劇上升

4、，改生產固體亞硫酸銨，產品適銷對路，且與傳統(tǒng)生產方法相比，生產成本低，經(jīng)濟效益顯著。利用生產硫酸尾氣生產固體亞硫酸銨產品，既可保證我廠目前硫酸尾氣達標排放的需求，環(huán)保效益顯著，又改善了尾氣吸收產品結構，解決了尾氣吸收產品效益低下的局面。我廠目前轉化工藝為二轉二吸，采用“3+2”的轉化模式，改用氨法回收尾氣后，可考慮將來將轉化工藝改為四段轉化“3+1”的轉化模式，這對我廠硫酸的提產將具有積極意義。 因此綜合以上，根據(jù)我本人實習工作所在的單位武漢市中東化工有限公司的具體情況，結合我廠硫酸車間的生產實際情況，確定論文的選題為“三段氨法回收硫酸尾氣副產固體亞硫酸銨” 。這次畢業(yè)論文得到了武漢市中東化工

5、有限公司內部生產部、技術部門各主要領導、工程師的大力支持，聽取了他們的大量實踐經(jīng)驗、設計建議和理論分析，并結合本人參考大量技術資料總結而成，在此一并表示感謝！由于我的水平和能力有限，實際生產經(jīng)驗不足，本文中難免出現(xiàn)錯誤與不當之處，懇請志業(yè)老師和讀者給予評價指正。周 超二一年元月武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文目錄一、概述一、概述1（一） 、尾氣回收處理的意義1（二） 、尾氣回收處理的對我廠的現(xiàn)實意義2二、氨法回收硫酸尾氣二、氨法回收硫酸尾氣3（一） 、回收原理31、吸收32、再生43、中和4（二） 、影響回收率的因素41、循環(huán)母液中氨濃度的影響42、循環(huán)母液濃度的影響53、循環(huán)母液中

6、 SO2 與 NH3 分子比（S/C）值的影響64、循環(huán)母液溫度對回收率的影響85、噴淋量的影響86、氣流速度的影響9（三） 、工藝流程9（四） 、中和、結晶的基本原理11（五） 、生產設備111、尾氣回收塔112、母液循環(huán)泵133、中和結晶設備亞硫酸銨溶液蒸發(fā)器134、固體亞硫酸銨離心機14（五） 、工藝操作指標的選取141、吸收液工藝指標的選取142、中和結晶的指標選取153、引入爐氣15（六） 、正常操作調節(jié)及安全注意事項15（七） 、不正常情況處理161、尾氣回收煙囪冒白煙162、尾氣回收塔帶母液163、尾氣回收效率低164、斷電斷水16三、注意問題的分析探討三、注意問題的分析探討17

7、（一） 、必須設置離心機濾液中間貯槽17（二） 、吸收設備的回液管路設置液封17（三） 、氨源的選取17（四） 、保證固體亞硫酸銨質量的技術措施17參考文獻參考文獻18武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 1 頁 共 18 頁三段氨法回收硫酸尾氣副產固體亞硫酸銨周超（武漢市中東化工有限公司 湖北 武漢）內容摘要：隨著人類對環(huán)境保護的日益重視，國家對硫酸排空尾氣的環(huán)保要求日趨嚴格。一些硫酸系統(tǒng)常需設置尾氣處理裝置，以確保尾氣能達標排放，從而減少對環(huán)境的污染破壞。本文介紹了一種利用硫酸尾氣生產副產品固體亞硫酸銨的新工藝，著重講解三段氨法回收的基本原理、工藝流程、生產設備及技術操作，并結合我

8、廠硫酸車間的實際生產情況，總結了用此法替代我廠現(xiàn)有用燒堿法回收硫酸尾氣的優(yōu)缺點，提出了對硫酸尾氣吸收系統(tǒng)的技術改造，充分肯定了此法的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。關鍵詞：三段氨法 回收 硫酸尾氣 固體亞硫酸銨一、概述（一） 、尾氣回收處理的意義經(jīng)轉化 - 干吸流程中出來的尾氣含 SO2一般在0.20.3（20003000） ，含酸霧一般在6100.0040.008（4080） ；從兩轉兩吸流程中出來的硫酸尾氣，二氧610化硫含量比較低，一般在 0.040.1（4001000） ，操作較好的可達610到 0.01，酸霧含量和一轉一吸的差不多。對于二氧化硫含量較高的尾氣，目前在世界各國都要進行處理，尤其是從

9、一轉一吸流程出來的尾氣一般都要經(jīng)過處理后才可放空。現(xiàn)在經(jīng)過兩轉兩吸系統(tǒng)出來的尾氣，先進廠也要經(jīng)過衛(wèi)生塔和尾氣電除霧器，進一步除去二氧化硫和酸霧后才放空（江西貴溪冶煉廠等就是這樣的，煙囪排出來的廢氣是肉眼難以察覺的） 。1、減輕對大氣的污染，保護生物。從 60 年代以來，隨著冶煉、發(fā)電、煉油、硫酸等工業(yè)的發(fā)展，廢氣中的二氧化硫對大氣的污染日漸嚴重。二氧化硫對人體的健康的影響很大，人們吸入相當量的二氧化硫氣體后，會誘發(fā)呼吸道疾病并使之惡化，諸如咳嗽、痰量增加、哮喘、慢性咽喉炎和氣管炎等，當二氧化硫濃度達到 100時，呼吸道會立即發(fā)生痙攣，呼吸困難，甚至窒息而610武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆

10、畢業(yè)論文第 2 頁 共 18 頁死。二氧化硫在大氣中，由于受到日光和灰塵（尤其是金屬氧化物）的作用，會逐漸氧化成三氧化硫，它與濕空氣作用而生成酸霧。酸霧對人體的危害比二氧化硫更大，當大氣中的酸霧的含量達到 0.75時，人就感到難受。6102、二氧化硫會破壞葉綠素，因此，對生時期的綠色植物最為有害。此外二氧化硫在大氣中形成酸霧以后，易附著在各種金屬物體的表面，引起腐蝕。3、回收資源。一個日產 500t 的硫酸廠，進氣中二氧化硫濃度在 7.5左右，每天排出的尾氣量為 1490000m，尾氣中二氧化硫濃度平均在0.20.3，每天要損失掉二氧化硫的量為 8.510.6t（折合硫酸13.917.3t）

11、，是硫酸產量的 34，使每噸硫酸的礦石消耗定額升高約3040kg（折合含硫 35的礦） 。如果采取尾氣措施，回收率達到 90，則會使尾氣中的二氧化硫濃度下降到 0.020.03，每天可回收二氧化硫約7.69.5t（合硫酸 12.515.5t） ，每噸酸的礦石消耗定額可下降 2736kg。因此，對尾氣進行處理回收硫酸資源、提高硫的利用率的積極作用。實踐證明，對尾氣進行處理不但可減輕對大氣的污染，而且還有它的經(jīng)濟意義。（二） 、尾氣回收處理的對我廠的現(xiàn)實意義武漢市中東化工有限公司原有硫鐵礦制酸裝置三套，總產能 110kt/a，現(xiàn)公司發(fā)展年需要硫酸 500kt/a，因此對原三套裝置進行了技術改造，使

12、硫酸產量超過 300kt/a。硫酸產能達到 300kt/a，即使排空 SO2濃度小于 960mg/m的環(huán)保要求，但由于增產 SO2排放總量也大大超過環(huán)保部門對公司總 SO2量排放的控制，因此必須對尾氣進行處理。本著循環(huán)經(jīng)濟、廢物回收和投資合理的原則，以處理后的硫酸尾氣不僅能達到 SO2排放量在 100 mg/m以內，還能滿足環(huán)保部門對我公司SO2年排放總量小于 187 噸的控制要求因治理過程中做到不產生新污染，且治理回收產品供制藥用。我廠目前的硫酸尾氣處理方式為燒堿法回收 SO2 尾氣，具體做法是在堿液池內， 。加入一定量的 30的燒堿液，再加入適量的水，注入吸收塔的循環(huán)槽內，通入硫酸尾氣進行

13、吸收反應。生產液體亞硫酸鈉。亞硫酸鈉的用處主要是做紙漿，這種副產品售價低廉，無法對外銷售，我廠自身又不好消化，而且年產量不大，所以目前我廠產出的亞硫酸鈉母液就地白白的排放了。在 70 年代后期，氨法處理硫酸尾氣在我國發(fā)展較快。因為亞硫酸銨是代替武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 3 頁 共 18 頁燒堿氫氧化鈉用于造紙工業(yè)較好的原料，同時使紙廠的排放廢液變成了好的復合肥料。近十多年來，國家輕工部推廣亞硫酸銨代替燒堿制漿造紙，以解決燒堿供應不足、燒堿造紙黑液對環(huán)境污染等問題，同時也為了提高紙漿得率。1 噸亞硫酸銨可生產 3 噸紙漿和 3 噸多的黑液肥料（固干物） 。肥料成份如下表：濃度

14、氮素鉀素磷素活性炭15.41.390.5320.0035.5隨著中國造紙業(yè)環(huán)保的需要，當前固體亞硫酸銨產品需求急劇上升，改生產固體亞硫酸銨，產品適銷對路，且與傳統(tǒng)生產方法相比，生產成本低，經(jīng)濟效益顯著。利用生產硫酸尾氣生產固體亞硫酸銨產品，既可保證我廠目前硫酸尾氣達標排放的需求，環(huán)保效益顯著，又改善了尾氣吸收產品結構，解決了尾氣吸收產品效益低下的局面。我廠目前轉化工藝為二轉二吸，采用“3+2”的轉化模式，改用氨法回收尾氣后，可考慮將來將轉化工藝改為四段轉化“3+1”的轉化模式，這對我廠硫酸的提產將具有積極意義。二、氨法回收硫酸尾氣（一） 、回收原理氨法處理硫酸尾氣并回收其中的二氧化硫，主要分吸

15、收、再生和中和等三步。1、吸收 尾氣通入回收塔，與氨水相遇，二氧化硫和三氧化硫便與氨水母液發(fā)生下列反應：2NH4OH+SO2=（NH4）2SO3+H2ONH4OH+SO2=NH4HSO32NH4OH+SO3=（NH4）2SO4+H2ONH4OH+SO3=NH4HSO4亞硫酸銨可再繼續(xù)與 SO2、SO3反應：（NH4）2SO3+SO2+H2O=2 NH4HSO32 NH4HSO3+SO3+H2O=2 NH4HSO3（NH4）2SO4上述各反應都是放熱的，但吸收反應仍可以在較低反應溫度下進行。這是因為尾氣從 98吸收塔出來是完全干燥的，當它進入尾氣吸收塔時，塔內循環(huán)母液中的水分就會不斷的進行蒸發(fā)帶

16、走熱量。水分蒸發(fā)帶走的熱量與反應放出的反應熱最后達到平衡，使循環(huán)母液保持一定溫度，不需要另外冷卻。所以，武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 4 頁 共 18 頁各廠生產實踐證明，循環(huán)母液的溫度約可保持在 1535之間。尾氣回收塔的操作可以說是在恒溫下進行的。尾氣中有過剩氧，同時母液中有鐵、錳等離子，由于鐵、錳的催化作用，會產生下列副反應：2（NH4）2SO3+O2=2（NH4）2SO42NH4HSO3+O2=2NH4HSO4 如果母液中有硒、碲等物質存在時，還會使亞硫酸鹽分解成硫酸鹽和單體硫。2 NH4HSO3+（NH4）2SO3=2（NH4）2SO4+S+H2O2、再生 從吸收反應

17、中看出，吸收二氧化硫主要是靠循環(huán)母液中的氨和亞硫酸銨，隨著吸收過程的進行，它們不斷的減少，因此要繼續(xù)補充氨氣或氨水，使母液保持一定的堿度并使亞硫酸銨得到再生：NH3+ NH4HSO3=（NH4）2SO3為使循環(huán)母液中 NH4HSO3/（NH4）2SO3的比值穩(wěn)定，多出來的循環(huán)母液，要不斷的移出送往分解系統(tǒng)。3、中和 通往氨氣或加入氨水，起中和作用，使循環(huán)母液保持一定的酸堿度。加入的氨一般比理論值略高，使中和后的溶液保持堿性（23 滴度） ，含氮量一般在 8左右，可直接用于農業(yè)做肥料，也可再直接分離結晶加工成固體亞硫酸銨。（二） 、影響回收率的因素1、循環(huán)母液中氨濃度的影響 循環(huán)母液中的氨濃度習

18、慣用堿度來表示。堿度的大小總是用滴度來計量的（1 個滴度相當于 1/20mol/L 濃度，即 20ml 母液以 1mol/L 濃度的標準堿液或酸液滴定，所消耗的毫升數(shù)稱為滴度數(shù)） 。從前面反應原理中知道，提高循環(huán)液中的氨濃度對反應有利，可以提高二氧化硫氣體的回收率。但是隨著氨濃度的武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 5 頁 共 18 頁提高，母液中氨分壓增大，放空尾氣中的氨損失將隨之增大，它們的關系見生產測定數(shù)字表二和圖二：從母液中游離出來的氨，能很快地和氣相中的三氧化硫、二氧化硫結合，形成一種白色的難以除去的硫銨霧和亞銨霧，從煙囪排了時就似一條經(jīng)久不散的“白龍” 。嚴重時易產生液沫

19、夾帶似細雨一般落到地面，蒸干后為點狀白色結晶。另外，為了防止銨鹽在母液中結晶而堵塞設備，氨濃度的提高就不得超過其極限濃度。氨的極限濃度為 22.5mol/100mol，所以在生產上一般氨濃度控制在小于 20mol/100mol（即各種組分總量為 100mol 的溶液中所含的氨的 mol 數(shù)）的范圍內，也就是多控制在 818 堿度之間。即使是這樣，在生產上尾氣回收設備運行一階段后，塔的阻力也會增大，回收效率會逐漸下降。其主要原因是由于銨鹽結晶堵塞設備所引起的，所以各廠都要定期或不定期地清洗回收塔等設備。2、循環(huán)母液濃度的影響 循環(huán)母液由于吸收了二氧化硫和三氧化硫生產亞硫酸氫銨和硫酸銨，隨著反應的

20、進行，亞硫酸鹽等不斷的產生，使母液濃度增高，比重增大。對溫度 30的母液，在相同堿度下，為了計算三種不同濃度下的母液其武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 6 頁 共 18 頁SO2平衡分壓（PSO2）列于表三。表三 相同堿度下的 SO2平衡分壓總亞硫酸鹽 g/L堿度滴度S/CPSO2/kPaPSO2比例550150.8770.1061.000400150.8380.0460.435200150.7150.00570.054對 S/C 相同，堿度不同的三種濃度下的母液計算的 SO2平衡分壓（PSO2）列于表四。表四 不同堿度下的 SO2平衡分壓總亞硫酸鹽 g/L堿度滴度S/CPSO2/

21、kPaPSO2比例55015.00.8770.0991.00040011.00.8770.0730.612005.50.8770.0340.14由表三可知，當母液堿度不變，因 S/C 值降低，SO2平衡分壓隨母液濃度降低而下降。由表四可知，當 S/C 值不變時，盡管堿度降低了，SO2平衡分壓也隨著濃度降低而下降。這就告訴我們：母液濃度越高，SO2平衡分壓也越高，尾氣中二氧化硫的回收率就越低。反之，回收率就會越高。為了得到高的回收率，是否可以把母液濃度大幅度降低呢？不行，母液濃度低不但會使副產品硫銨含量低，而且致使母液堿度高產生白煙的不利影響。因此，大多數(shù)的廠家把母液濃度控制 在 400gL 左

22、右，比重約在 1.171.18 的范圍內。3、循環(huán)母液中 SO2 與 NH3 3 分子比（S/C）值的影響以 S 表示每 100mol 水形成的溶液中 SO2 的 mol 含量；C 表示 100mol 水形成的溶液中 NH3的 mol 含量。循環(huán)母液中 S/C 的數(shù)值對 SO2 吸收率的影響，見生成的實測數(shù)據(jù)圖三和表五：武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 7 頁 共 18 頁武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 8 頁 共 18 頁從圖三和表五中看出，尾氣中的 SO2 的回收率隨循環(huán)母液中的 S/C 的值下降而迅速增高。也就是說，SO2 的回收率隨著（NH4）2SO3 的含量

23、的增高、NH 4HSO3 的含量的減少而增高。但是 S/C 值不能降得過低，因為隨著 S/C 值的降低，母液堿度的提高，氨損耗會增大。因此在生產上需要把 S/C 值控制在一定的范圍內，以獲得較佳的經(jīng)濟效果。根據(jù)多數(shù)廠家的實踐，一般認為 S/C 值控制在0.750.85 范圍內可保持回收率在 90以上。4、循環(huán)母液溫度對回收率的影響用（NH4）2SO3 NH4HSO3 母液來回收 SO2 氣體，其反應是一個放熱過程，及時移走熱量維持適宜的溫度將有利于反應的進行。也是就是說，循環(huán)母液溫度的高低對回收率是有一定影響的。見表六：表六 循環(huán)母液溫度對回收率的影響循 環(huán) 母 液溫度總亞硫酸鹽堿度回收率序號

24、g/L比重滴度S/C1205231.23714.390.87986.62255481.24815.980.87083.13285681.25715.500.88078.04315841.26016.000.87770.6對于三塊板的泡沫塔，當亞鹽總量在 550 g/L 時，溫度在 2025情況下，回收率可穩(wěn)定在 8085之間，溫度在 3035情況下，回收率一般只能穩(wěn)定在 7080之間。若亞鹽總量在 400g/L 時，這兩種溫度情況下回收率一般可再增高 10左右。武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 9 頁 共 18 頁5、噴淋量的影響 （NH4）2SO3 NH 4HSO3 母液來回收

25、SO2 氣體的過程，是一個典型的氣膜控制過程，回收率的高低主要取決于循環(huán)母液的化學組成、溫度及氣流速度。噴淋量即淋灑密度僅有微弱的影響。生產實踐證明，在淋灑密度小的范圍內，回收率隨淋灑密度的增大而略有提高。如圖五所示，當淋灑密度增大到一定數(shù)值后，其對回收率的影響卻不顯著，而塔的阻力則急劇增加，是不經(jīng)濟的。所以，在生產中泡沫塔的噴淋量一般維持在 1213 m/（mh）之間，填充塔的噴淋灑量一般維持在 1220 /m/（mh）之間。6、氣流速度的影響（NH4）2SO3 NH 4HSO3 母液來回收 SO2 氣體的快慢，是由氣膜控制的傳質系數(shù)所決定的。泡沫塔的傳質系數(shù)與氣流速度的 1.2 次方成正比

26、，填料塔的傳質系數(shù)正比例于氣流速度的 0.8 次方。因此，提高氣體在塔內的流速，在其它條件不變的情況下，就可提高 SO2 的回收率。所以在系統(tǒng)鼓風機壓頭允許的情況下，回收塔采用較高的氣流速度來操作是有利的。但是隨著氣流速度的增大，塔阻力也隨之增大，增大氣體流速與傳質系數(shù)阻力P 的變化情況見圖六：武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 10 頁 共 18 頁綜合上述關系，多數(shù)廠家把泡沫塔空塔流速控制在 1.82.5m/s（推薦2.02.2 m/s） ，篩板穿孔速度 1015 m/s（推薦下層篩板孔速 1011 m/s，中、上層篩板孔速 1214 m/s） 。填充塔的速度在 1.2 m/s

27、左右。泡沫塔每塊板壓力降約 0.39KPa 左右，填充塔壓力降約在 0.8KPa 左右。（三） 、工藝流程尾氣回收的生產流程如圖七所示。12 段采用泡沫塔，3 段為復噴復擋。使用兩段塔上下串接，節(jié)約用地，尤其是用于場地狹窄的廠自收改造。從硫酸系統(tǒng)吸收塔出來的尾氣，靠轉化工序的鼓風機送入尾氣吸收塔的底部，與塔頂淋降下來的循環(huán)母液逆流相遇。經(jīng)過 3 塊板的一段泡沫吸收塔，尾氣中 SO2 含量一般從 4000左右降到610500左右，再經(jīng)過兩塊板的二段泡沫吸收塔，尾氣中 SO2 含量進一步降低610武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 11 頁 共 18 頁到 200以下（一般可達到 100

28、左右） ，再經(jīng)過復噴、復檔，進一步610610除去少量的 SO2 和分解出來的 NH3， 最終通過高煙囪排放到空中。吸收了尾氣中的 SO2 和 SO3 的吸收液，由塔底分別流入循環(huán)槽 5、7 中。在循環(huán)槽 7 中補充氨氣和水，以維持堿度 612 個滴度，質量密度 1.051.10。然后重新用母液循環(huán)泵 6 打上塔頂，吸收尾氣中的 SO2 和 SO3 。多出的母液不斷串入一段塔的循環(huán)槽 5 中，和氨氣、水配成 1218 滴度、質量密度為1.2401.260 的母液，再由泵打到一段塔頂作吸收液用。循環(huán)槽 5 多出的母液，由循環(huán)泵出口不斷的引出，經(jīng)安全液封到冷卻結晶器，與氨水進行中和，中和后的溶液呈

29、中性或微堿性，質量密度 1.28，含硫酸銨 550580 g/L，等到冷卻后結晶，再經(jīng)過離心機 2 離心分離、干燥，制成固體亞硫酸銨出售。為了阻止亞硫酸銨氧化成硫酸銨，在生產過程中不斷加入適量的阻氧化劑，目前我國主要是采用對苯二胺作阻氧化劑，效果很好。（四） 、中和、結晶的基本原理 利用 NH4HSO3 和（NH4）2SO3 在水中的溶解度差別懸殊的特點，NH3 中和NH4HSO3 后即得到大量（NH4）2SO3 結晶，反應為：NH 4HSO3 + NH3=（NH4）2SO3 離心分離后即得固體亞硫酸銨。（NH4）2SO3 與 NH4HSO3 溶解度可見圖八：（五） 、生產設備1、尾氣回收塔

30、我們知道，氣液兩相之間的傳質傳熱過程主要是依靠兩相的接觸界面來完成的。增加界面，傳遞機會就多，而且在兩相界面剛形成時，其會傳遞的推動力最大。隨著傳遞過程的進行，推動力逐漸減小。要想加速傳遞過程的進行，武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 12 頁 共 18 頁勢必要維持較大的推動力，其有效措施就是要將舊膜界面不斷地破壞，使新膜不斷的生成， 也就是要使兩相界面不斷地更新。這就要求一種裝置能使氣液兩相高度分散以增加相界面，并且又能使氣液兩相不停地劇烈運動，使氣液接觸面不斷進行新陳代謝。國內現(xiàn)在用于生產的回收塔，有空塔、填料塔、泡沫塔等三種塔型。開始用空塔、中空噴射塔、湍球塔和填料塔者居多，

31、但空塔體積龐大，噴柱上的小螺旋噴頭易被硫酸鐵堵塞，清理困難、吸收率低且不穩(wěn)定。湍球塔有小球（材料高壓聚乙烯）易破碎、吸收率不穩(wěn)定等缺點。新設計的硫酸廠均已不再采用，現(xiàn)在大多數(shù)廠都已改用泡沫塔和復噴復檔。（1）填料塔 填料塔操作穩(wěn)定，回收率可人保持在 90%左右，有人說填料塔存在設備龐大，投資高，填料易堵塞，吸收液易氧化、清理困難，大修工作量大而費時等問題。但是隨著新型填料和新型分液裝置的出現(xiàn)，填料塔的空塔氣速已提至 1.31.8m/s，同泡沫塔 2.0m/s 左右的空塔流速接近，而填料易堵塞主要是吸收液指標失控和老式填料的自身缺陷；加之填料塔具有操作穩(wěn)定、對氣濃、氣量變化適應性強及吸收率主的特

32、點，所以生產亞硫酸銨選填料塔作吸收設備仍是可行了。武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 13 頁 共 18 頁（2）泡沫塔 泡沫塔具有結構簡單、投資少、效率高、對循環(huán)母液氧化程度小的優(yōu)點。與填料塔相比，用于回收二氧化硫過程的速度系數(shù)K（kg/mhPa）,泡沫塔要比填料塔大 200300 倍（泡沫塔的速度系數(shù)是300030000，而填料塔的速度系數(shù)只有 100150） ，故泡沫塔是一種高效設備，所以在現(xiàn)在工廠里采用泡沫塔的較多。但是缺點是操作穩(wěn)定性略差，阻力較大，操作穩(wěn)定性是隨著氣、液量的變化而變化。如氣、液量波動較大，三塊板的泡沫塔吸收率一般在 80%85%；如氣、液量波動不大，設計合

33、理，吸收率則可穩(wěn)定在 90%以上。（3）復噴復檔吸收器 復噴復檔本來是用于爐氣凈化的，但在幾種吸收設備中，復噴復檔以結構簡單、制造容易（可用 PVC 板制造） ，投資小、阻力低及吸收率武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 14 頁 共 18 頁高得以廣泛應用。2、母液循環(huán)泵 目前用于回收塔輸送循環(huán)母液的泵，有硬鉛制的 FQA 型泵，高硅鑄鐵制的KH3型泵、襯 F46鑄鐵泵、普通鑄鐵制的 BA 型水泵及材料改為 K 合金的 BA 型泵；用于母液輸出的泵還有拉波 25 型泵等。長期生產實踐證明，用硬鉛、高硅鑄鐵、普通鑄鐵、45 號鋼軸及 K 合金等制造的泵，耐腐蝕性能都很好，都可用。但臥式

34、泵難以解決漏液的問題。若亞硫酸銨溶液漏至地面，則會發(fā)生膨脹性化學腐蝕而致地坪嚴重損壞。表七為各廠家正在使用中的泵型號及規(guī)格：3、中和結晶設備亞硫酸銨溶液蒸發(fā)器 蒸發(fā)器結構見圖 槽體容積 4m、鋁板焊制。加熱蛇管換熱面積 10m，不銹鋼管彎制。生產能力 24t/d（固體亞銨計） 。其蒸發(fā)器結構如圖十：武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 15 頁 共 18 頁4、固體亞硫酸銨離心機型號：WH800H 電機 17KW型號：SS800 三足式離心機 （六） 、工藝操作指標的選取1、吸收液工藝指標的選取 一吸收段亞硫酸銨溶液濃度可選取 0.81.1mol/L （即堿度滴度為武漢軟件工程職業(yè)學院

35、 2010 屆畢業(yè)論文第 16 頁 共 18 頁1622） ，密度為 1.291.31kg/L，S/C：0.850.89。一吸收段為亞硫酸銨生產提供合格的亞硫酸氫銨溶液，當中和結晶差時，可適當提高亞硫酸氫銨溶液的濃度。二吸收段對一吸收段過來的尾氣進行進一步的吸收，吸收液選擇以提高吸收率為主，所以亞硫酸銨溶液濃度可適當提高，一般取 1.11.3 mol/L（即堿度滴度為 2226） ，密度為 1.181.22kg/L，S/C：0.740.80，作為二段吸收，選擇此種組分的氨損失較大，但吸收率高。改用三段吸收時，第三吸收段吸收亞硫酸銨溶液濃度一般為 0.350.45mol/L（即堿度滴度為79）

36、，密度為 1.051.10kg/L，S/C：0.690.86，可大減少氨的損失。因此，新設計的氨法尾氣吸收裝置采用三段吸收。三段氨法回收 SO2 工藝操作數(shù)據(jù) 以氨水為原料，表四 各段吸收液工藝指標總亞硫酸鹽堿度密度指標g/L溶液 pH 值滴度g/cm一吸指標700505.20.218221.291.32二吸指標400505.00.222261.181.25三吸指標150505.60.2791.051.10注：（1 滴度堿度=5.8g/L 亞硫酸銨，下同）2、中和結晶的指標選取 據(jù)有關文獻介紹，中和槽結晶溫度為 3035；但生產經(jīng)驗中，當結晶溫度低于 35時，亞硫酸銨的結晶顆粒變小。而隨著溫度

37、的升高，溶液的溶解度升高，晶粒成長的速度加快，而成核速度放慢，利于形成粗壯的晶粒。因此我們將中和槽結晶溫度控制在 3545最好。中和結束后對溶液進行停置降溫，再進行離心分離，實踐證明效果很好。采用液氨做氨源，液氨氣化是否充分對結晶粒度有重要影響，液氨充分氣化是獲得粗大一水亞硫酸銨結晶的關鍵。3、引入爐氣 從轉化風機出口引入少量 78 SO2 爐氣，以增產亞硫酸銨及降低亞硫酸銨成品中的（NH4）2SO4 含量，使其控制在4.0。（六） 、正常操作調節(jié)及安全注意事項此崗位正常操作調節(jié)一般比較簡單，但控制分析項目較多，根據(jù)控制分析，主要調節(jié)母液循環(huán)桶的加水量和氨量，將循環(huán)母液的堿度和比重控制在操作指

38、武漢軟件工程職業(yè)學院 2010 屆畢業(yè)論文第 17 頁 共 18 頁標范圍內。本崗位操作的安全事項是要特別注意的，否則造成著火、爆炸、中毒、燙傷等事故。(1)、距本崗位設備 5 米內嚴禁煙火和動火作業(yè)。(2)、處理有酸、母液和氨氣的工作時要帶好防護面具。(3)、消防器材必須配備齊全并保證隨時可用。(4)、有漏酸液處，必須掛上安全標志，并要立即處理。（七） 、不正常情況處理1、尾氣回收煙囪冒白煙 正常情況下尾氣回收塔排出的煙是清淡的，龍其是在夏天是看不到滾滾白煙的。經(jīng)測定分析證明，白煙的成發(fā)是酸霧、銨霧和水蒸氣。對白煙的處理首先要能知硫酸干吸崗位檢查原因，提高干吸率，關小氨氣，把母液堿度控制在15 滴度以下，減小去分解的母液量，提高母液比重。如果想徹底的消滅冒白煙的現(xiàn)象，最好在回收塔的出口增設電除霧器。2、尾氣回收塔帶母液 帶母液的常見原因有堿度過大，比重過低，上塔母液量過少，篩板孔堵塞，煙囪回流管堵塞及除沫層被結晶堵塞或被損壞等