制酸生產(chǎn)工藝簡介課件

硫酸生工藝簡概述硫酸的工業(yè)生產(chǎn)始于18世紀(jì)中葉。1746年羅巴克博士和加伯特在蘇格蘭的的普雷斯頓判茲建立了第一個原始的鉛室法硫酸廠,月產(chǎn)濃度為334%的硫酸334Kg,用于漂白亞麻。隨后,硫酸的生產(chǎn)在法國和德國得到迅速發(fā)展。鉛室法硫酸生產(chǎn)在19有了重大改進(jìn)。19世紀(jì)初,開始在單獨(dú)的爐子里燃燒硫磺,并且使用硫酸分解硝石,取得氮氧化物。20世紀(jì)初出現(xiàn)了全部用塔代替鉛室的塔式法硫酸生產(chǎn),1831年英國的菲利普提出使用二氧化硫在催化劑的作用下催化氧化為三氧化硫并用水吸收成硫酸的方法。當(dāng)時是用灼熱的鉑作為催化劑的。1900年美國建立了第一個用硫鐵礦為原料的接觸法硫酸生產(chǎn)廠,以鉑作為催化劑。1915年,德國巴斯夫公司經(jīng)過研究開發(fā),開始使用釩作為催化劑,由于釩催化劑便宜效率又高,因此迅速就取代鉑催化劑,19世紀(jì)由于硫酸的需求量大幅增加,促進(jìn)了硫酸生產(chǎn)的發(fā)展。我國硫酸生產(chǎn)的主要原料是硫鐵礦,其次是硫磺,最近冶煉煙氣制酸也在迅速發(fā)展,取得了很好的效果。第一節(jié)硫酸的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)硫酸的物理性質(zhì)1、硫酸的濃度不論是硫磺制酸還是其他含硫原料制酸產(chǎn)品硫酸一般是93%或者98%的濃硫酸,因?yàn)楣I(yè)硫酸的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了硫酸濃度要求。關(guān)于濃硫酸和稀硫酸的界定,一般以75%左右為界限2、硫酸的密度20℃,93%的濃硫酸密度1.83g/m398%的濃硫酸密度為1.84g/m33、硫酸的熔點(diǎn)、凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)93%的濃硫酸熔點(diǎn)是-32℃98%濃硫酸的熔點(diǎn)3℃,93%的濃硫酸凝圊點(diǎn)是-27℃,98%濃硫酸的凝固點(diǎn)-0.7℃,98%濃硫酸的沸點(diǎn)327℃二、硫酸的化學(xué)性質(zhì)1、硫酸的分子結(jié)構(gòu)硫酸是三氧化硫和水化合而成?；瘜W(xué)上一般把一個分子的三氧化硫和個分子的水相結(jié)合稱為無水硫酸。無水硫酸就是指100%的硫酸,又稱純硫酸。純硫酸一般為無色透明、油狀液體,也有通過加入添加劑制成固體硫酸純硫酸的化學(xué)式用“H2SO4”相對分子量為9808。工業(yè)上通用的硫酸,是指三氧化硫與水以任何比例化合的物質(zhì)。三氧化硫與水的分子比<1時,稱硫酸水溶液。三氧化硫與水的分子比>1時,就是氧化硫在100%硫酸中的溶液,稱發(fā)煙硫酸。這種硫酸中三氧化硫含量超過硫酸中水的含量,未與水化合的三氧化硫稱為游離三氧化硫硫酸的通常濃度用其中所含硫酸的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來表示。如98%硫酸,就是指其中含有98%重量的硫酸和2%重量的水。習(xí)慣上把濃度≥75%的硫酸叫做濃硫酸,而把75%以下的硫酸叫做稀硫酸硫酸與其他物質(zhì)的反應(yīng)硫酸能跟很多無機(jī)物和有機(jī)物反應(yīng),這些反應(yīng)主要是因?yàn)榱蛩岬膹?qiáng)氧化性、強(qiáng)酸性等性質(zhì)而成的Zn+H2S04=ZnSo4+H2(氣體)2NaOH(EXKOH)+H2S04==Na2S04+2H20第二節(jié)硫酸生產(chǎn)的基本原理硫酸生產(chǎn)的原料和原料的預(yù)處理1、生產(chǎn)硫酸所用的原料主要有硫鐵礦(FeS2)、硫金砂(經(jīng)過浮選得到硫富集的小粒度精礦)、硫磺(天然形成的硫單質(zhì)以及利用其他物質(zhì)反應(yīng)制得的硫單質(zhì),主要從天然氣和石油生產(chǎn)過程中回收)、石膏(天然2水石膏CaSO42H2O)、天然石膏CaSO4以及磷石膏是在濕法制造磷酸時用硫酸作用于粉狀磷礦石時產(chǎn)生的)、硫化礦(大部分有色金屬礦都是金屬硫化物,這些硫化物冶煉可產(chǎn)生二氧化硫煙氣,煙氣回收利用可制造硫酸)硫化氫和硫酸亞鐵(天然氣、工業(yè)煤氣中含有豐富的硫化氫氣體,工業(yè)上的硫酸亞鐵主要來源于鈦白工業(yè)生產(chǎn))、工業(yè)含硫廢氣和廢硫酸生產(chǎn)硫酸原料的預(yù)處理塊狀硫鐵礦要求經(jīng)過粉碎、篩分處理,對水分含量比較高的礦要求干燥;硫金砂等浮選產(chǎn)生的礦要求經(jīng)過干燥窯干燥處理,因?yàn)檫M(jìn)入硫酸廠的硫金砂一般含水在10%~20%,稱為潮礦,潮礦粘度大嚴(yán)重影響生產(chǎn);硫磺要求經(jīng)過熔化、過濾、精制等過程處理氧化硫氣體的制取1、硫鐵礦的焙燒,硫鐵礦在900℃高溫下反應(yīng)產(chǎn)岀二氧化硫氣體,其總反應(yīng)方程式如下4FeS2+1102=2Fe2O3+SO2+3309.749kJ2、硫磺的焙燒,硫磺在900℃~1050℃的高溫下反應(yīng)產(chǎn)生二氧化硫氣體,其反應(yīng)方程式可寫完S+O,=SO,+Q3、石膏的煅燒,石膏在900℃~1200℃C的高溫下反應(yīng)產(chǎn)生二氧化硫氣體,其反應(yīng)方程式為4Caso+2C=4Ca0+2C02+4502-Q4、有色金屬冶煉,包括銅冶煉、鋅冶煉、鉛冶煉等等,大部分有色金屬礦都是以硫化物形式存在的,這里只介紹銅冶煉主要反應(yīng)式。華剛礦業(yè)銅鈷礦主要硫化礦為輝銅礦,其反應(yīng)式為Cu,S+O2=2Cu+SO2+Q在國內(nèi)最常見的硫化銅礦是黃銅礦,其反應(yīng)式4CuFeS,+50,=2Cu,SFeS+450,+2FeO+Q、二氧化硫氣體的轉(zhuǎn)化氧化硫氣體轉(zhuǎn)化的物化原理,反應(yīng)式為2(SO2)+O2<=>2(S0)該反應(yīng)式是分子數(shù)目