硫酸生產(chǎn)方法

1、以硫鐵礦為原料的接觸法硫酸生產(chǎn)工藝董子玉1 .概述（1） 硫酸的用途和產(chǎn)品規(guī)格硫酸是重要的化工產(chǎn)品，用途十分廣泛。工業(yè)硫酸是指SQ與H20以一定比例混合而成的化合物，分為稀硫酸（FhSQ含量65%和75%）濃硫酸（FkSO含量92.5%和98%和發(fā)煙硫酸（游 離 S03 含量 20%） o（2） 硫酸生產(chǎn)的原料生產(chǎn)硫酸的原料主要有硫磺、硫鐵礦、硫酸鹽及含硫工業(yè)廢物。硫磺是理想原料（含 硫 99.5%）,原料純，流程簡單、投資少、成本低。硫鐵礦是世界上大多數(shù)國家生產(chǎn)硫酸的主要原料。分有普通硫鐵礦、浮選硫鐵礦和含 煤硫鐵礦。硫酸鹽有石膏（CaSQ）芒硝（N82SQ）和明磯石KAk （QH） 6 （

2、SQ4） 2等，這些 原料生產(chǎn)硫酸，還可生產(chǎn)其它產(chǎn)品。含硫廢物指冶金廠、石油煉制副產(chǎn)氣及低品位燃料燃燒廢氣中的SQ,煉焦的焦?fàn)t氣和合成氨廠半水煤氣中的HS,及金屬加工的酸洗液、煉廠的廢酸與廢渣。（3）硫酸生產(chǎn)的方法接觸法制硫酸基本反應(yīng)（1） S0 2的制取將硫鐵礦焙燒，制取S022.二氧化硫爐氣的制造(1)硫鐵礦的預(yù)處理塊狀硫鐵礦和含煤硫鐵礦需破碎和篩分。大礦石破碎至35-45m m以下，再細(xì)碎，使碎粒小于3-6mm送入料倉或焙燒爐。(2)硫鐵礦的焙燒焙燒操作條件a .溫度焙燒溫度控制在850 95Orob .礦粒度c.氧濃度氧濃度過高，生成的SO2在Fe2O3的催化作用下變?yōu)镾O3生成的酸霧

3、多，加重凈化 負(fù)荷。焙燒設(shè)備焙燒是在焙燒爐中進(jìn)行。焙燒爐有塊礦爐、機(jī)械爐、沸騰爐等幾種型式，我國廣泛使 用沸騰爐。(3)爐氣凈化凈化的目的和指標(biāo)工藝流程不同，凈化指標(biāo)有所差別，我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)(mg?m-3)如下：水分V 100;塵V2;珅V5;氟V 10;酸霧：一級(jí)降霧V35,二級(jí)電降霧v5。凈化原理及設(shè)備 根據(jù)爐氣中雜質(zhì)的種類和特點(diǎn)，可用U形管除塵、旋風(fēng)降塵、水洗(或酸洗)、電除塵、干燥等凈化方法逐級(jí)進(jìn)行分離。凈化流程凈化流程分為濕法和干法兩大類濕法流程中，將爐氣冷卻，洗滌除雜，再升溫(420440。轉(zhuǎn)化，造成了 “干濕病”。生產(chǎn)1噸 酸排出1075m3的酸性污水，污染嚴(yán)重，國外該流程已淘汰

4、。此流程投資少，上馬 快，除碎氟效率 高，我國90%的硫酸廠采用水洗流程。干法流程短，在高溫下進(jìn)行，熱利用率高。無污酸、污水排出，污染少。缺點(diǎn)是除As, Se, F等雜質(zhì) 差,不適于含As, Se, F多的礦料。3 .二氧化硫的催化氧化(1)催化氧化工藝條件1 .最適宜溫度從熱力學(xué)角度SO2的氧化的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低，氧化反應(yīng)宜在低溫下 進(jìn)行。適宜的爐氣組成提高爐氣中02的濃度都有利的。02的濃度越大，SO2的轉(zhuǎn)化率越大，反應(yīng)速率也 越快；SO2的濃度越小，生產(chǎn)強(qiáng)度降低。SO2濃度還與催化劑用量、生產(chǎn)能力及總 費(fèi)用有關(guān)。2 .壓力SO2氧化是體積縮小的可逆的反應(yīng)。增加壓力有利于SO2的

5、轉(zhuǎn)化。常壓下，轉(zhuǎn)化率已達(dá) 96% s 98% o(2)二氧化硫催化氧化的設(shè)備和流程轉(zhuǎn)化器 按換熱方式不同，轉(zhuǎn)化器分間接換熱式和直接換熱式兩類。工藝流程a.中間換熱式四段轉(zhuǎn)化流程b.四段轉(zhuǎn)化空氣冷激流程C.二轉(zhuǎn)二吸流程4 .三氧化硫的吸收將S03用硫酸吸收成產(chǎn)品酸；或從轉(zhuǎn)化工序出來的轉(zhuǎn)化氣中S03含量不超過10%。使之與水蒸氣結(jié)合成硫酸蒸氣，再冷凝為酸。前者為吸收成酸，后者是冷凝成酸。（1）吸收成酸吸收成酸是用硫酸水溶液吸收SO3 s03溶解在溶液中，與所含的水化合生成 硫酸：nS03+ H28 H2so 牛（n-l） S03 + Q當(dāng)n> 1時(shí)，生成發(fā)煙硫酸；n 1時(shí)，生成無水硫酸；nv

6、 1時(shí)生成含水硫酸。生產(chǎn)中用濃度為 98.3%的酸來吸收，效果最好，過低過高都會(huì)使操作惡化。（2）冷凝成酸冷凝成酸適用于轉(zhuǎn)化氣中含有水分的場合，S03與水蒸氣結(jié)合成硫酸蒸氣：S03 （ 氣）+ H20 氣）= H2s04 氣）+ 125 kJ （2 20）溫度降低，平衡常數(shù)增大，平衡向右移動(dòng)，生成大量H2s04蒸氣。當(dāng)H2s04勺蒸氣的分壓超過其飽和蒸氣壓，即凝成硫酸溶液：H2S04 （ 氣）=H2s04液）+ 50.13 kJ （2 21）上述兩個(gè)可逆反應(yīng)構(gòu)成一個(gè)平衡體系：S03 （氣）+ H20 氣）=H2SO4 氣）=H2so4 液冷凝成酸流程與吸收成酸流程相似，但兩者存在不同之處。吸收

7、成酸為化學(xué)吸收過程，吸收劑 為98.3%濃硫酸，操作溫度較低，進(jìn)塔氣體溫度在120s200C。冷凝成酸是物理過程，使用硫酸的濃度較低，操作溫度較高，一般轉(zhuǎn)化氣體進(jìn)口溫度保持在220s400c以±o5.接觸法生產(chǎn)硫酸的全流程接觸法流程的生產(chǎn)方法有多種，把不同方法的幾個(gè)工序結(jié)合起來，構(gòu)成不同的接觸法生產(chǎn)硫酸 全流程。通常有水洗、酸洗和干洗三種流程。小結(jié)從工業(yè)原料到合格產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)涉及諸多實(shí)際問題，一方面，礦石的加工處理、爐氣的凈化分 離等物理過程，是硫酸生產(chǎn)必不可少的單元操作，焙燒和轉(zhuǎn)化工序的化學(xué)反應(yīng)的要求決定著礦石處理 和爐氣凈化等物理過程進(jìn)行的程度；另一方面，焙燒和轉(zhuǎn)化本身又都是非均相化學(xué)反應(yīng)過程，其速率是 由表面反應(yīng)，還是由擴(kuò)散來決定，需通過宏觀動(dòng)力學(xué)研究確定。單元操作和宏現(xiàn)化學(xué)