硫酸炉气净化与干燥1
硫酸的工业制法分析解析
6．什么是热交换过程？ 6. 什么是热交换过程?
通过热交换器把反应时生 成的热，传递给进入接触 室的需要预热的混合气体， 并冷却反应后生成的气体， 像这样传递热量的过程就 是化学工业上常用的热交 换过程。
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7．吸收SO3为什么不直接用水或 稀硫酸，而是用98.3%的浓硫酸？
因为用水或稀硫酸作吸收 剂时，容易形成酸雾，吸 收速度慢且吸收不充分， 而 用 98.3% 的 浓 硫 酸 作 吸 收剂，则在吸收过程中不 形成酸雾，吸收速度快且 吸收充分，有利于SO3的吸 收。
关于多步反应变一步的计算
步骤： 1.写出多步反应的化学方程式； 2.找出主要原料和最终产物之间的物质的 量的对应关系。即找出主要原料和最终产 物中所含关键原子个数关系。 3.列出关系式，解出答案。
守恒原则
•计算中可以按照守恒、累积、转化的三原则处 理有关过程及数据以化难为易。 •1.守恒原则：如黄铁矿制硫酸中 S 原子守恒，具 体表现形式为 •FeS2——2H2SO4 或 S——H2SO4
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2．为什么把燃烧黄铁矿的炉子叫沸腾 炉？为什么用这种炉子？
这是因为矿粒燃烧的时候， 从炉底通入强大的空气流， 把矿粒吹得在炉内一定空 间里剧烈沸腾，好象“沸 腾着的液体”一样。因此， 人们把这种炉子叫沸腾炉。 矿粒在这种沸腾情况下， 跟空气充分接触，燃烧快， 反应完全，提高了原料的 利用率。
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三．有关化学计算
•几个概念：化学计算中涉及到工业生产实际中 的“四率”（即转化率、利用率、产率、损失 率）和纯度。 •物质的纯度=（纯物质/不纯物质）×100% •产率=（实际产量/理论产量）×100% •利用率=（实际利用原料量/实际投入原料总量） ×100% •损失率：1-利用率 •在原料中：转化率=利用率
冶炼烟气制酸中的干燥和吸收工段简介
摘要本文主要分阐述了冶炼烟气制酸制酸工艺中的干吸工段中的各影响因素。
根据相关资料与云南驰宏锌锗股份有限公司曲靖生产区硫酸车间的生产实际相结合，分析了硫酸生产工艺中影响干吸工段的重要因素。
干燥系统和吸收系统是硫酸生产过程中两个不相连贯的工序。
由于在两个系统中均以浓硫酸做为吸收剂，彼此需要进行串酸维持调节各自浓度，而且采用的设备相似，故在生产和设计上通常划为同一工序，称为“干吸工序”。
通过研究干吸工段的各影响因素可以有效的提高二氧化硫烟气的转化率，提高三氧化硫的吸收率，减少尾气排放，对企业生产和安全环保非常重要。
关键词：冶炼烟气制酸干燥吸收ABSTRACTThis paper expounds the main points smelter off-gas acid in the process of dry absorption section in various influencing factors. According to relevant data and yunnan chi macro zinc germanium co., LTD., qujing production area sulfuric acid workshop production reality, analyzes the influence of sulphuric acid production in the process of dry absorption section of the important factors. Drying system and absorption system is sulfuric acid production process two phase coherent process. Because the two systems are in concentrated sulfuric acid as absorbing agent, need each other to string acid maintain control their concentration, and using equipment similar, so in the production and design usually belong to the same process, known as the \"dry absorption section\". Through the study of dry absorption section of all the factors can improve the efficiency of sulfur dioxide gas conversion rate, improve sulfur trioxide absorptivity and reduce emissions, the enterprise production and safe environmental protection is very important.Keywords：Smelter off-gas drying absorption目录1引言 (1)2干吸工段工艺流程 (1)2.1干吸工段工艺流程图（见下图） (1)2.2工艺及设备简述 (2)3炉气的干燥 (3)3.1酸雾和酸雾的形成原因 (4)3.2响炉气干燥的主要因素 (4)3.2.1炉气温度和含水量 (4)3.2.2干燥所用的硫酸浓度和温度 (5)3.2.3干燥酸浓度和温度的选择 (5)3.3双膜理论 (6)3.4炉气干燥的指标 (6)4三氧化硫的吸收 (6)4.1 SO3气体的吸收原理 (6)4.2影响SO3气体吸收的主要因素 (7)5干吸工段的控制指标 (7)6结论与讨论 (7)参考文献 (8)致谢: (9)1引言大部分有色金属矿都是金属硫化物，比如硫化锌、硫化铅和硫化镍等，随着有色金属工业的发展，利用冶炼烟气制酸也呈上升趋势，不仅充分利用了资源保护了环境还为企业增加了经济效益。
第三篇硫酸厂净化岗位
硫酸生产岗位操作规程第三篇净化岗位（硫酸厂）编写: 廖雪华审核：廖雪华批准：李志华广西西江化工有限责任公司2009年10月30日净化岗位一、岗位任务与管理范围（一）岗位任务将焙烧岗位来的高温并含尘、酸雾、砷、氟、硒、硅等杂质的炉气进行净化和降温，使炉气达到净化指标要求，以利于后工序的操作和设备正常运转。
同时利用CN过滤器将净化产生的污水进行固液分离,清液循环利用,减小环境污染。
（二）管理范围1、所管区域由第一文氏管进口开始至干燥塔进口止，包括在此区域内的设备、管道、电器、仪表、安全装置等。
2、应管设备第一文氏管、泡沫塔、电除雾器、脱吸塔、水泵、板冷水泵、板冷器、稀酸泵、清液池、原液池、CN过滤器、加药罐、空压机、有关仪表以及一文出口至干燥塔入口的所有管道、阀门。
二、工艺流程与操作指标（一）流程示意图2CN过滤器（二）净化岗位工艺流程图(附后)（三）工艺指标1、压力降一文压力降：≥60mmH2O泡沫塔压力降：≥90mmH2O电除雾压力降：30-50 mmH2O2、气温第一文氏管出口气温：＜65℃泡沫塔出口气温：≤42℃净化出口气温：≤42℃（夏季≤43℃）3、电除雾器①二次工作电压：45-65kv ②二次工作电流：250-500mA③工作压力≤－8820Pa ④工作温度≤45℃⑤绝缘控制温度：120±20℃⑥冲洗水压：≥0.2MPa/m24、净化出口指标风机出口气体中的酸雾：＜0.03g/HM3风机出口气体中的含尘：＜0.01g/HM35、脱吸塔二氧化硫吹出率（脱吸率）：≥95%（四）主要设备结构1、文氏管：文氏管根据喷射水的方式可分为内喷和外喷两种，其结构由收缩管、喉颈、扩散管三个部分组成。
内喷是水经位于喉颈中心线的喷咀与气流同方向喷入。
外喷是水经位于喉颈四周的喷咀小孔与气流方向成一定角度逆向喷入。
在我厂第一文氏管收缩管用不锈钢、扩散管用硬铅、喉颈用特种不锈钢制作。
2、泡沫塔：有两种方式。
硫酸安全生产操作规程
硫酸安全生产操作规程第一章净化岗位一、岗位任务与管理范围：（一）、任务：将铜冶炼来的高温并含尘、酸雾、砷、铅、氟、硒等杂质的炉气进行净化和降温，使炉气达到净化指标要求，以保证后面工段的正常操作和设备正常运行。
（二）、管理范围：1、由电除尘进口至干燥塔进口止，包括在此区域内的一切建筑物、设备、管道、电器、仪表、安全装置等。
2、应管设备：（1）、电除尘一台（2）、冷却塔一台（3）、洗涤塔一台（4）、斜管沉降器二台（5）、板式稀酸冷却器一台（6）、电除雾器四台（7）、高位水槽一台（8）、稀酸循环泵四台（9）、污酸输送泵四台二、操作指标：（一）电除尘器入口烟气量：48200Nm3/h入口烟气温度：350℃入口气体压力：-2500Pa入口含尘量：<27.1g/Nm31＃电场：二次电压45～50KV2＃电场：二次电压40～50KV3＃4＃电场：二次电压45～50KV（二）电除雾器工作温度：﹤40℃工作压力：﹤－800毫米水柱绝缘箱控制温度：120±20℃出口酸雾指标：二级≤0.005g/Nm3一级电除雾：二次电压40～50KV二级电除雾：二次电压40～50KV（三）冷却塔冷却塔进口气温℃290--360冷却塔出口气温℃60～65冷却塔进口酸温℃<65冷却塔～10--15%（视实际操作中的氟含量和酸温再定）（四）洗涤塔洗涤塔出口气温℃38--40洗涤塔进口酸温℃<40洗涤塔～1--5%（视实际操作中的氟含量和酸温再定）三、净化工段设备及技术特性四、开停车方法：（一）、开车前的准备1、电除尘a首先应拆除电除尘所有接地线。
b详细检查电除尘器各电场内是否有异物，极间距是否合适、振打锤是否完整，极线是否断裂或松动。
（电工检查）c详细检查阳极，阴极分布板及振打设备，主要动作灵活，不缺油。
（电工检查）d检查传动机构是否加满润滑油，所有传动机构运转方向不得反转。
灰斗内是否有异物。
e详细检查阴极振打绝缘箱、石英管、电加热器是否接好，并试送电。
无机化工工艺学期末考试知识总结
硫酸1、硫酸的制造方法有：硝化法（铅室法、塔式法)和接触法；其中接触法常用.2、硫酸生产流程：原料预处理(粉碎、配矿、干燥）、焙烧、净化、转化、吸收。
3、焙烧速率提高途径:提高操作温度、减小硫铁矿粒度、增加空气与矿粒的相对运动、提高入炉空气氧含量.4、沸腾焙烧炉优点:生产强度大、硫的烧出率高、传热系数高、产生的炉气二氧化硫浓度高、适用的原料范围广、结构简单、维修方便。
不足：炉尘量大、炉尘占总烧渣的60％—70%除尘净化系统负荷大、需将硫铁矿粉碎至较小粒度、需高压鼓风机动力消耗大。
5、酸雾:炉气中少量三氧化硫要与水反应生成硫酸；温度较低时，炉气中大多数三氧化硫都转化成硫酸蒸汽-酸雾.清除方法:静电沉降法。
6、净化杂质目的：除去无用杂质、提供合格原料气。
①矿尘:使催化剂中毒②As2O3和SeO2:使催化剂中毒③HF和SiF4④H2O和SO3形成酸雾7、净化流程比较水洗流程:简单、投资省、操作方便、砷和氟的净化率都高.但SO3和SO2溶于水难于回收、使S 的利用率低。
最大不足是排放有毒含尘污水多、环境污染大。
酸洗流程:酸可循环使用、多余酸排出系统他用。
可利用炉气中的SO3、提高了S的利用率。
酸泥中的砷硒也可回收.最大优点是排污量少、为水洗流程的1/200～1/300。
9、吸收硫酸浓度：当硫酸浓度<98.3％时，水的平衡分压很高，SO3平衡分压很低;当硫酸浓度〉98。
3%时,水的平衡分压很低，SO3平衡分压很高。
只有硫酸浓度=98。
3％,水和SO3平衡分压都接近于零,可得到最大的吸收率。
10、SO2催化氧化转化为SO2工艺条件:1、最适宜温度；2、二氧化硫的起始浓度3、最终转化率。
11、吸收影响因素：1、吸收酸浓;2、吸收酸温度；3、进塔气温度13、两转两吸流程特点：①反应速度快、最终转化率高；②可用SO2浓度较高的炉气；③减轻尾气污染和尾气处理负荷④需增加一换热器一次吸收后需要再加热到420℃左右才能进行转化反应⑤动力消耗增加。
硫酸的生产工艺 ppt课件
硫酸的工艺流程图
硫铁矿的陪烧
炉气的净化
气体的干燥
二氧化硫的转化
三氧化硫的吸收
一、硫酸的生产方法
硫酸是三氧化硫和水化合后的产物 即： SO3+H2O=H2SO4 制取SO3是 由于硫磺及硫化物在空气中易于燃烧，同时
生成SO2，即： S+O2=SO2
使二氧化硫催化氧化可得三氧化硫
即: 2SO2+O2=2SO3
从沸腾炉焙烧硫铁矿得到的炉气中，除了 SO2 和O2是转化工序所需的有用气体、N2是惰性气体外， 还含有哪些有害物质？
矿尘
As Se H2O+SO3
阻塞管道和设备，增大流体阻力，降 低钒催化剂的活性。
As2O3 SeO2
使钒催化剂中毒
生成硫酸雾
腐蚀设备、管道，降 低钒催化剂的活性。
●旋风除尘 此方法主要是排出0.1～0.2μｍ以上的矿尘颗粒。
•硫酸生产方法的简介 •硫酸的工艺流程图 •反应设备的简介 •催化剂的选用 •硫酸生产工艺路线及分析 •内容小结
硫酸生产方法的简介
硫酸的生产方法有：塔式法、铅室法 和接触法。本次采用以硫铁矿为原料 的接触法生产工艺。它的主要工序包 括1、硫铁矿的陪烧 2、炉气的净化3、 气体的干燥 4、二氧化硫的转化5、三 氧化硫的吸收。
硫酸的生产工艺
硫酸简介
硫酸，化学式为H2SO4。是一种无色无味油状液体， 是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比 与水混溶。硫酸是基本化学工业中重要产品之一。它 不仅作为许多化工产品的原料，而且还广泛地应用于 其他的国民经济部门。硫酸作为化学六大无机强酸之 一，同时也作为所有酸中最常见的强酸之一，硫酸在 工业生产和人们的日常生活中有着广泛的应用。例如 石油和冶金工业、土壤改良、化肥生产等方面的应用。
无机物工艺教案-第三节炉气的净化与干燥(1)
水洗流程简单、投资省、操作方便，砷和氟的净化率都高。但SO3和SO2溶于水难于回收，使S的利用率低。最大不足是排放有毒含尘污水多，环境污染大。(每吨硫酸约排15吨污水！)
酸洗流程中酸可循环使用，多余酸排出系统他用。可利用炉气中的SO3，提高了S的利用率。酸泥中的砷硒也可回收。最大优点是排污量少，约为水洗流程的1/200~1/300。
水洗流程生产中一般不用，只做简单介绍，以利于学生掌握酸洗流程
工艺条件结合工艺流程进行讲解
流程特点：
该流程的特点是采用了“动力波”洗涤器。该洗涤器没有雾化喷头及活动件，故运行可靠，维修费用低。
（2）水洗流程
比较常用的水洗流程有下列几种。
①“文泡文”水洗流程
由文氏管、泡沫塔、文氏管组成，它具有设备小、操作方便、投资少的优点。但系统压降高。
②“文泡电”水洗流程
用电除雾器代替上述“文泡文”流程中的第二级文丘里，提高了对酸雾杂质的净化效率，系统压降也比“文泡文"流程要小。
③“文文冷电"水洗流程
由两个文氏管、冷凝器、电除雾器组成，技术性能和适应能力都较好。
4．炉气净化的工艺条件
（1）炉气出口温度
湿法除尘时炉气出口温度，必须要控制好适宜的温度，以便大部分的砷、硒氧化物能以气溶胶的形式被吸收液带走。实践证明，其洗涤温度控制在50℃。
（2）液体喷淋量（即喷淋密度）
湿法除尘时，液体喷淋量大，则炉气降温速度过快，易形成大量酸雾，使催化剂中毒及腐蚀设备管道等；液体喷淋量小，则无法达到净化要求。故一般以喷淋洗涤剂时形成酸雾少为标准。
文丘里洗涤器l的洗涤酸经斜板沉降槽9，沉降循环酸中的污泥；经沉降后的清液循环使用；污泥自斜板底部放出，用石灰粉中和，与矿渣一起外运。
第七章硫酸工艺
图 3.3
3 沸腾焙烧炉的特点 生产强度大 硫的烧出率高 传热系数高 产生的炉气二氧化硫浓度高 适用的原料范围广 结构简单、维修方便 不足： 炉尘量大，炉尘占总烧渣的60%-70%，除尘净化
系统负荷大。
需将硫铁矿粉碎至较小粒度，需高压鼓风机，动力 消耗大。
几种焙烧方法
焙烧方法主要由硫铁矿成份和渣的处理方式决定。一般硫铁 矿多采用氧化焙烧。
时，炉气中大多数三氧化硫都转化成硫酸蒸汽。当气
相中硫酸蒸汽压大于其饱和蒸汽压时，硫酸蒸汽就会
冷凝。实际情况是，洗涤过程中降温速度很快，气相
中硫酸分压迅速增加，很快就可达到饱和。其过饱和
度定义为
S
pH 2 SO4
/
p* H2 SO4
由于硫酸冷凝成雾，雾滴上的饱和蒸汽压与平面液上
的饱和蒸汽压不一样。故实际判断条件是临界过饱和
1 氧化焙烧 氧过量，使硫铁矿完全氧化，主要反应为
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
焙烧过程为：
硫铁矿＋空气
沸腾焙烧炉 废热锅炉
电除尘 炉气去精制
旋风除尘
炉床温度约 炉底压力 出炉气SO2
800~850 C 炉顶温度 900~950 C 10-15kPa 13%~13.5%
2 磁性焙烧 控制进氧量，使过量氧较少，反应为
酸洗流程中酸可循环使用，多余酸排出系统他用。 可利用炉气中的SO3，提高了S的利用率。酸泥中的砷 硒也可回收。最大优点是排污量少，约为水洗流程的 1/200~1/300。
目前投产的工厂一般都不允许采用水洗流程。
炉气的干燥
炉气经除尘除雾后，还须干燥以除去其中的水分。
1.干燥原理和工艺条件 吸收酸的浓度
硫酸厂试题
1、硫磺粉（硫蒸气）爆炸，如何处理？答：（1）首先查看现场，有无人员伤亡，若有，应立即救人；有无燃烧点，若有，应该立即灭掉；（2）粉状硫磺装卸、倒堆、运输要小心，尽量防止其过多飞扬；（3）仓库、熔硫区要保持良好通风；（4）硫磺区域为禁火区，电器和照明设备要用防爆保险式，动火要办理动火证。
2、熔硫槽等顶部出气口着火，如何处理？答：（1）小面积着火，立即用灭火器进行灭火，注意火源溅到别的硫磺，造成火点扩散；（2）大面积着火，打开灭火蒸汽阀，用灭火蒸汽灭火，并用灭火器材协助灭火工作；（3）检查火苗扑灭情况，确认火苗已经完全扑灭，不存在复燃的隐患，关闭灭火蒸汽阀；（4）在生产情况下，对熔硫厂房及熔硫槽等应加强防火措施；3、焚转岗位任务（1）.负责将液体硫磺与干燥空气中的氧燃烧生成二氧化硫。
（2）.负责将二氧化硫转化为三氧化硫，并控制焚硫转化工艺指标，负责焚烧硫磺转化工序的设备操作及维修保养。
（3）.负责将转化过程中产生的热量合理利用，并送出部分热空气给其他工序使用。
4、焚转岗位工艺流程说明5、转化的操作三要素是什么？答：（1）转化反应的操作温度（炉温、触媒温度）（2）反应的进气浓度（风磺比）（3）反应的通气量（风压）6、硫磺生产硫酸的化学过程S+O2=SO2; SO2+O2=SO3；SO3+H2O=H2SO47、如何加减负荷？答：1、加负荷原则先加风后加磺，减负荷原则先减磺后减风；2、加风加磺过程少加多次，避免负荷波动过大；3、观察炉前温度上升下降趋势，控制喷磺量；4、加减负荷后同时关开高温副线阀门，控制一段进口温度。
8、岗位任务是什么？本岗位负责余热锅炉及其辅机设备的正常运行，配合焚转岗位将反应热作为锅炉的热源副产蒸汽，使反应热变为有效热能加以利用，同时将合格的过热蒸汽送抽凝汽轮机驱动发电机运转。
9、锅炉定期排污要在高水位时进行，为什么？答：避免锅炉因排污而造成缺水。
10、锅炉在什么情况下要进行水压试验？答：（1）新装、改装、移装或者大修的锅炉（2）停运一年以上或者对设备有怀疑时（3）正常情况下每隔6年进行一次11、锅炉排污时应注意哪些事项？答：（1）严密监视水位；（2）要求在高水位时排污；（3）预先要进行暖管，排污操作要正确；（4）排污后检查是否泄漏。
硫酸生产过程
三、二氧化硫催化氧化 用钒做催化剂。二氧化硫催化氧化反应放热量不大，而且 催化剂的导热系数很小，因此，一般都采用绝热多段中间 换热式反应器 。目前多采用四段或五段二氧化硫转化器 。 若转化器中催化剂层数越多，操作线偏离最适宜温度 线的程度越小，反应速率越大，催化剂用量越小，设备尺 寸也越小。但是，催化剂段数越多，设备越复杂，操作也 越复杂。因此，目前二氧化硫转化器多采用四段转化流程 。 四、二氧化硫的转化工艺 1.一次转化 2.两次转化
炉气干燥原理和工艺条件 目的：二氧化硫炉气经过水洗净化，清除了矿尘、砷、硒、 氟和酸雾等有害杂质，但含有饱和水蒸气，炉气温度愈高 ，饱和水蒸气的含量愈多。水蒸气随炉气被带入转化器内 会与SO3形成酸雾,损坏钒催化剂，使其活性降低。 方法：常用具有强烈吸水性的浓硫酸作为炉气干燥剂。 炉气通入填料干燥塔下部与塔上部淋洒下来的浓硫酸在填 料表面逆流接触，除掉炉气中的水分，达到炉气干燥指标 要求。
成分分析
硬脂酸：作为雪花膏的主要成分，以遮盖作用减缓皮肤水 分的蒸发，对皮肤还有一定的柔滑作用。 碱：配制雪花膏时，以脂肪酸皂或其它表面活性剂为乳化 剂。在本实验中，钾皂和钠皂的质量，约为中和后剩余硬 脂酸是35%，钾皂和钠皂按10：1的用量来搭配，可以制 得分散状良好的，稠度适中的稳定乳化体。 多元醇：有效降低水的蒸汽压，使水分较难蒸发，又可以 增加硬脂酸的可塑性，使雪花膏能轻易的在皮肤上抹展开 。 十六醇：是滋润皮肤的油性组分，又能防止乳化粒子变粗 。 单硬脂酸甘油酯： 助乳化剂，使乳化体系保持稳定 含硫的源自业废料 (1)硫化氢气 (2)烟道气
反应原理：
（1）从含硫原料制造二氧化硫的气体 硫磺： S+O2＝SO2 硫铁矿： 4FeS2＋11O2＝2Fe2O3+8SO2 （2）将二氧化硫氧化成三氧化硫 SO2+1/2O2=SO3 （3）三氧化硫与水结合成为硫酸 nSO3+H2O=H2SO4+(n-1)SO3
硫酸工业 工艺流程
一、原料及其预处理
❖硫铁矿的脱水：
块矿一般含水量在5％以下，尾砂含水量低的 也在8％以上，高的可达15％～18％。沸腾炉干法 加料要求含水量在8％以内，水量过多，不仅会造 成原料输送困难，而且结成的团矿入炉后会破坏炉 子的正常操作。因此，干法加料应对过湿的矿料进 行干燥，通常采用自然干燥，在大型工厂采用专门 设备(如滚筒烘干机)烘干。
❖ 我国硫酸的消费情况
❖ 被称为工业之母。
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三. 生产方法(硝化法、接触法)
（一）硝化法原理 ➢ SO2+N2O3+H2O == H2SO4+2NO ➢ 2NO+O2==2NO2 ➢ NO +NO2 == N2O3 硝化法也称亚硝基法，可分为：
铅室法
塔式法:直接用SO2,H2O,O2反应生成硫酸。
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（二）焙烧方法
焙烧方法主要由硫铁矿成份和渣的处理方式决定。 一般硫铁矿多采用氧化焙烧。
1、常规焙烧 2、磁性焙烧 3、脱砷焙烧 4、硫酸化焙烧
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1、常规焙烧
❖氧过量，使硫铁矿完全氧化，主要反应为
4FeS2+11O2==8SO2+2Fe2O3
❖ 流程示意图如下：
矿料 空气
沸腾焙 烧炉
废热 锅炉
• ①贫矿与富矿搭配，以使混合矿中含硫量恒定。 • ②含煤硫铁矿与普通硫铁矿搭配，使混合矿中含碳量小于1％。 • ③高砷矿与低砷矿搭配。
▪ 配矿的方法：通常采用铲车或行车对不同成分矿料按比例抓取翻混。 ▪ 沸腾焙烧炉所用硫铁矿指标为：
S>20％：As<0.05％；C<1％；Pb<0.6％；F<0.05％；H2O<8％。
硫酸工业 工艺流程
制作硫酸的工艺流程
二、工艺流程说明本生产装置为50kt/ a 硫铁矿制酸，封闭酸洗净化，（3+2）二次转化二次吸收。
硫铁矿经原料工段、焙烧工段、净化工段、转化工段、干吸工段等工序，其工艺流程详尽介绍如下：（一）原料岗位在原料厂房内，经料斗至1#皮带入破碎机后经2#皮带至筛分，筛分后经3#皮带至大倾角皮带再至供料皮带进入沸腾炉料斗，料再由沸腾大炉料斗喂入沸腾炉。
（二）焙烧岗位硫铁矿在沸腾炉内与空气鼓风机鼓入的空气在进行沸腾焙烧，焙烧出的高温炉气含SO2 在12-13% ，由炉顶侧向引出，沸腾层温度控制在800-850C,经炉气冷却器冷却，沉降部分粉尘后再进入旋风除尘器进行除尘，同时S02炉气降温至350C左右再进入电除尘器进行除尘。
（三）电除尘器来自焙烧工段的炉气，炉气温度约在350C左右，含尘量约在30g/NM3，进入电除尘器，炉气中的微小尘粒受电场力的作用，经电离、荷电分别向阴极，阳极移动，并沉积于放电极线上和集尘极板上，通过振打，掉落至集灰斗，由溢流螺旋排灰机排出，炉气净化到含尘0.2g/NM3。
进入净化工段。
（四）净化工段净化采用内喷文氏管——泡沫塔——间冷器——电除雾器封闭稀酸洗净化流程。
来自电除尘器的炉气，炉气温度约在300C左右，含尘量约在0.2g/NM3，首先进入内喷文氏管，炉气在喉管内以50米/秒气速冲击送入稀酸，使稀酸雾化，气体与液体充分接触，炉气温度降到65'C左右，炉气中大部分灰尘、砷、氟等杂质被除去。
经增湿后的炉气进入泡沫塔进一步洗涤、冷却，炉气温度降至50 C左右，进入间冷器。
炉气在间冷器内与水间接冷却，换热使炉气温度降至35 C以下，炉气中的热量绝大部分在此设备移出系统。
进入电除雾器进一步除去残余的灰尘和酸雾，使炉气中酸雾<0.03g/NM3 ，砷<1.0mg/NM3，氟<3.0mg/NM3，净化后的炉气进入干燥塔。
由内喷文氏管流出的洗涤稀酸，温度60-65 C进入斜管沉降器，进行固液分离，清液回循环槽，斜管沉降器底部定期排出的酸泥及少量稀酸流至中和槽用石灰中和处理。
冶炼烟气制酸中的干燥和吸收工段1
冶炼烟气制酸中的干燥和吸收工段王芳（昆明冶金高等专科学校环境与化工学院化工0601 班）摘要本文主要分阐述了冶炼烟气制酸制酸工艺中的干吸工段中的各影响因素。
根据相关资料与云南驰宏锌锗股份有限公司曲靖生产区硫酸车间的生产实际相结合，分析了硫酸生产工艺中影响干吸工段的重要因素。
干燥系统和吸收系统是硫酸生产过程中两个不相连贯的工序。
由于在两个系统中均以浓硫酸做为吸收剂，彼此需要进行串酸维持调节各自浓度，而且采用的设备相似，故在生产和设计上通常划为同一工序，称为“干吸工序”。
通过研究干吸工段的各影响因素可以有效的提高二氧化硫烟气的转化率，提高三氧化硫的吸收率，减少尾气排放，对企业生产和安全环保非常重要。
关键词冶炼烟气制酸干燥吸收1 引言大部分有色金属矿都是金属硫化物，比如硫化锌、硫化铅和硫化镍等，随着有色金属工业的发展，利用冶炼烟气制酸也呈上升趋势，不仅充分利用了资源保护了环境还为企业增加了经济效益。
有色金属的冶炼分火法和湿法冶炼，湿法冶炼就是金属硫化物在高温下焙烧脱硫，把金属硫化物转化为金属氧化物和SO2 （还有部分硫蒸气和SO3）气体，然后把焙烧电除尘器等除尘设备除去大部分烟尘后再送往净化工后含SO2 的烟气经过旋风收尘器、段降温并进一步除去烟气中的尘、杂质和酸雾等，最后把合格的SO2 烟气送往干吸工段和转化工段制成成品酸，该流程的主要特点是连续作业性较强，产生的烟气中SO2 浓度比较稳定，一般在6~8.5%，转化系统比较稳定。
火法冶炼就是金属硫化物在高温下脱硫焙烧，使金属硫化物转化为金属氧化物和SO2 （还有部分硫蒸气和SO3）气体，该流程包括熔炼、排放和排渣等几个过程，该流程的主要特点是间断作业性较强，所以产生的SO2 烟气中SO2 浓度不稳定，一般在2~10%，转化系统很不稳定。
冶炼烟气制酸一般分为四个工段：净化、干燥、转化和吸收，其中干燥和吸收的联系十分紧密，所以合称干吸工段。
干吸工段对整个制酸工艺起着十分重要的作用，它不仅关系到产品的产量、质量而且还影响环境安全。
气体的净化和干燥方法
气体的净化和干燥方法气体的净化和干燥方法是工业生产过程中非常重要的环节。
气体的净化和干燥可以有效地改善生产过程中的气体质量，从而保障产品质量和生产安全。
常见的气体净化和干燥方法包括物理吸附、化学吸附、冷凝和膜分离等技术。
下面我们将详细介绍这些方法及其在工业生产中的应用。
物理吸附是一种常见的气体净化和干燥方法，它通过将气体置于吸附剂表面，利用吸附剂的表面活性吸附气体分子，将其从气体中去除。
常用的物理吸附剂包括活性炭、分子筛等。
活性炭具有高度的孔隙度和表面积，因此能够吸附大量的气体分子。
活性炭广泛应用于空气净化、废气处理等领域。
分子筛则是一种具有特定孔径大小的吸附剂，可以根据所需的气体分子大小选择不同孔径的分子筛进行净化和干燥。
化学吸附是另一种重要的气体净化和干燥方法。
它通过化学反应将气体中的杂质和水分去除。
常见的化学吸附剂包括氢氧化钠、氢氧化钾等。
氢氧化钠和氢氧化钾可以强烈吸附气体中的二氧化碳和水蒸气，从而净化气体。
这种方法在制备高纯度气体、氢气生产等工业领域有着广泛的应用。
冷凝是一种常见的气体干燥方法。
它通过降低气体温度，使气体中的水蒸气凝结成液态水。
常用的冷凝剂包括制冷机、制冷剂等。
冷凝法可以有效地去除气体中的水分，广泛应用于燃气制备、空气分离等工业领域。
膜分离是近年来发展起来的一种气体净化和干燥方法。
它通过半透性膜将气体中的水分和杂质分离出去。
根据气体分子大小和性质的不同，可以选择不同材质的膜进行分离。
膜分离技术具有操作简单、能耗低、无二次污染等优点，因此在石油化工、食品加工等领域得到了广泛应用。
气体的净化和干燥方法多种多样，每种方法都有其适用的场景。
在工业生产中，选择合适的净化和干燥方法对于确保产品质量和生产安全至关重要。
未来随着科学技术的不断进步，相信气体净化和干燥技术将会得到更加广泛的应用，并为工业生产的发展提供更加可靠的保障。
硫酸炉气净化与干燥
由上述可知，大小不同的粒子都有其相应的
有效分离方法和装置，装置的分离效率一定 要与所分离的粒子粒径联系起来考虑才有实 际意义，否则会影响装置能力的发挥。
有时为提高分离装置效率，设法使小粒子 在进入分离设备前变大一些，如酸雾的分离 就采取了降温增湿使酸雾液滴长大的方法。
炉气净化原则
①炉气中悬浮微粒粒径分布很广，在净化 过程中应分级逐段进行，先大后小，先易后 难。 ②炉气中被除物以气、液、固三态存在， 应按微粒的轻重程度分别进行，先固液，后 气体。 ③有害杂质危害范围及程度不同，应先重 后轻。 ④为减少装置投资费用，应考虑多成分共 同分离的办法。
泡沫塔型洗涤器外形与普通有固定挡板的板
式塔相同，但塔板开孔率及操作气速相对较 大，运行中，在两塔板间的开孔区形成泡沫 区，泡沫区中气液接触非常密切，可有效地 脱除亚微细粒、冷却气体和多级吸收气体。
4
图4为动力波三级洗涤器流程简图。首先，含尘炉气进入一个初级逆喷型洗 涤器，气体在这里急冷降温，酸雾等冷凝，同时除尘，除尘效率可达90％ 左右。气体离开初级逆喷洗涤器后，进入泡沫塔进一步冷却(也可用填充塔 代替泡沫塔)．同时除尘以及去除砷、硒、氟和酸雾等杂质。在泡沫塔后设 一台最终逆喷型洗涤器，以脱除残余的不溶性颗粒尘及本部分残余酸雾。 在该工艺中，只要设置单级电除雾器，就能达到净化要求。
砷和硒
砷和硒在炉气中以气态氧化物形式存在，其含 量与原料中砷、硒含量和焙烧工艺条件有关。 它们是转化催化剂危害最大的毒物，并影响 成品酸的应用范围。
氟
原料中氟化物经焙烧后有一部分进入炉气中，这些 氟化物大部分以氟化氢形态存在，小部分以四氟化 硅形态存在。氟化氢对硅质设备及填料有严重的腐 蚀作用，而且其腐蚀作用是反复的。反应如下： SiO2十4HF＝SiF4十2H2O （1-3-1） SiF4+(X+2)H2O＝SiO2· 2O↓十4HF XH （1-3-2） 氟化物进入转化器后，在高温、干燥条件下，发 生式(1-3-2)反应，产生的水合氧化硅在催化剂表面 形成灰白色硬壳，严重时使催化剂结块，活性下降， 甚至使床层阻力增大。
接触法生产硫酸.
1 . 概述
1.1硫酸工业发展史
i.约8世纪时，当时阿拉伯的炼金者，用天然铁矾 （FeSO4· H2O）干馏而制得硫酸。 ii.1570年，G.Donaeus阐明了硫酸的多种性质。 iii.1746年，英国人J.Roebuck在伯明翰建成用铅室 法制酸的工厂，该法在19世纪上半叶基本成熟。 iiii.1911年，奥地利人C.Opl在赫鲁绍建成了世界上 第一套塔式法制酸的装置。
总焙烧反应
4FeS2 + 11O2 = 8SO2 + 2 Fe2O3 3FeS2 + 8O2 = 6SO2 + Fe3O4
2.2硫铁矿焙烧过程
炉气 硫铁矿 焙烧
炉渣 炉气：SO2、O2、N2、H2O
炉渣：Fe3O4、Fe2O3、不可燃物质和未完 全燃烧FeS等
2.2.1沸腾焙烧
沸腾焙烧炉：直筒型、扩散型、锥床型
5.2 烧渣的利用
– 建筑材料的原料 – 炼铁原料
– 回收重金属
– 用于生产Fe2O3颜料铁红
5.3 排放液的处理
污水 炉气水洗净化系统排除的洗涤水 厂区内冲洗被污染地面的出水 处理 – 加入碱性物质的多段中和 – 硫化-中和法-用于冶炼烟气制酸系统
4.3 浓H2SO4的吸收
– 设备：浓H2SO4吸收塔 – 吸收剂：98.3%的浓H2SO4 – 吸收过程的影响因素 • 吸收酸浓度 • 吸收酸温度
• 进塔气温
4.4 SO3吸收的工艺流程
冷却
转化气
发烟H2SO4吸 收塔
尾气送烟 囱或回收
浓H2SO4吸收 塔
5.三废治理与综合利用
我国于1984年制订“H2SO4工业污染排放标准” GB428基法--硝化法：以氮的氧化物为媒介，使 SO2在有O2、H2O情况下生成H2 SO4 接触法：SO2+O2=SO3
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第三章 炉气的净化与干燥
第三章 炉气的净化与干燥 Purification and dryness of SO2 gases
焙烧炉气除尘后，一些砷氧化物、硒氧化物和氟化物可使SO2转 化催化剂中毒，腐蚀管道。要除去后才能进入下工序。
炉气的净化目的：除去无用杂质，提供合格原料气。
炉气的干燥
图1-3-7为动力波三级洗涤器流程简图。首先，含尘炉气进入一个初级逆喷 型洗涤器，气体在这里急冷降温，酸雾等冷凝，同时除尘，除尘效率可达 90％左右。气体离开初级逆喷洗涤器后，进入泡沫塔进一步冷却(也可用填 充塔代替泡沫塔)．同时除尘以及去除砷、硒、氟和酸雾等杂质。在泡沫塔 后设一台最终逆喷型洗涤器，以脱除残余的不溶性颗粒尘及本部分残余酸 雾。在该工艺中，只要设置单级电除雾器，就能达到净化要求。
合为酸雾，这些酸雾又溶解有三氧化二 SiF4+(X+2)H2O＝SiO2· XH2O↓十4HF 氧化硫在冷却和吸收过程中生成酸雾，酸 砷和极细的矿尘，如不除去，会使催化 （1-3-2） 雾不易被捕集，绝大部分随尾气排出，使 剂中毒、设备遭受腐蚀。 氟化物进入转化器后，在高温、干燥条件 硫损失增大，污染环境。因此炉气必须进 下，发生式(1-3-2)反应，产生的水合氧化 行干燥。 硅在催化剂表面形成灰白色硬壳，严重时 使催化剂结块，活性下降，甚至使床层阻 力增大。
3．2．1 工业气体净化原则
Байду номын сангаас
3．2 炉气净化原理和方法
工业气体的净化按被脱除物的相态，可分为两大类： 一类为分离混合气体中某些气体组分：另一类为分离 悬浮在气体中的固体或液体颗粒。被分离的质点大小 不同，其中最小的为气体分子；大的则为多分子凝聚 体，大小从0.01μm到1000μm。粒子的大小不同，它 们的物理性质和运动规律也不同，因此分离它们的方 法亦有较大差异。 气体组分的分离，最基本的方法有三：A. 利用气 体分子自身的物理化学性质，使其通过扩散吸收在液 体中或吸附在固体表面上；B．将其通过化学变化转 化为无害成分；C.将其先进行相转化，使之成为液体 或固体，然后再分离。
有小部分被酸吸收，大部分只能在后续的电 除雾器中除去。电除雾器的原理与电除尘器 一样，只不过是除去液态雾滴罢了。 即使用电除雾器，也要采取增大雾滴直径的 基本措施来保证除雾效果。雾滴直径越大， 表面效应越少，与平面液体差异越小。除雾 效率越高。工业上往往设置冷却塔既降低温 度又通过增湿来增大雾滴直径。
3．1
炉气中有害杂质及净化要求 3．1．1 有害杂质及其危害 3．1．2 炉气净化指标
3．1．1 有害杂质及其危害
砷和硒在炉气中以气态氧化物 原料中氟化物经焙烧后有一部分进入炉气 形式存在，其含量与原料中砷、 (1)砷和硒 中，这些氟化物大部分以氟化氢形态存在， 炉气中三氧化硫含量一般在 0.03％~0.3％ 小部分以四氟化硅形态存在。氟化氢对硅 硒含量和焙烧工艺条件有关。 (2)氟 之间，是二氧化硫转化后的产物。照理， 质设备及填料有严重的腐蚀作用，而且其 炉气中水含量视矿石和空气的水含量而定。 它们是转化催化剂危害最大的 它是无害的且多多益善。但在净化三氧 腐蚀作用是反复的。反应如下： 水分本身无直接毒害作用，但它会稀释进 (3)三氧化硫 化二砷、二氧化硒时，对炉气采取了洗 毒物，并影响成品酸的应用范 SiO2十4HF＝SiF4十2H2O （1-3入转化系统的酸雾和酸沫，严重腐蚀设备 涤降温的方法，使三氧化硫和水蒸气结 (4)水分 和管道，同时水蒸气会与转化后得到的三 1围。 ）
酸雾的形成 洗涤炉气时，炉气中少量三氧化硫要与水反应生成 S≥S临， 硫酸，温度较低时，炉气中大多数三氧化硫都转化 若气相中有悬浮尘粒， 酸雾形 成硫酸蒸汽。当气相中硫酸蒸汽压大于其饱和蒸汽 则实际过饱和度比上述 成。 压时，硫酸蒸汽就会冷凝。实际情况是，洗涤过程 临界过饱和度还低。总 中降温速度很快，气相中硫酸分压迅速增加，很快 就可达到饱和。其过饱和度定义为 之，酸雾是很易在炉气 * 净化过程中形成的，一 S定要仔细考虑除雾。 pH 2 SO 4 / pH 2 SO 4 由于硫酸冷凝成雾，雾滴上的饱和蒸汽压与平面液 上的饱和蒸汽压不一样。故实际判断条件是临界过 饱和度S´。
3.2.2.1
逐渐被淘汰 。 砷和硒的清除 三氧化二砷和二氧化硒常用水或稀硫酸洗涤 炉气来清除。从表1-3-1可以看出，两者饱和 蒸汽压随温度下降显著降低。温度降到 50°C以下气相中含量已经很少。洗涤形成 的固体颗粒，形成酸雾凝聚中心，在除雾器 可以将其除去。
污水排放量大， 3．2．2 炉气净化原理与方法 环境污染严重，已
炉气进入管壳式间接冷凝器，被冷却水冷却到40℃以下，所 含水蒸气冷凝在器壁及酸雾表面上，使酸雾直径进一步增大。 至此炉气由330℃降到40℃以下，全部显热被管外冷却水带走。 炉气进入串联的两级电除雾器，使酸雾含量降到0.005g／ m3以下，残存的极微量矿尘几乎被完全除净。 应注意：所有湿法净化流程必须解决好清除酸男和减少炉气 带人干燥塔的水分两个问题，特别是使酸雾含量达标是贯穿整 个流程的主要问题。正如净化原理所述，只要把酸雾清除到规 定指标，则其它杂质都能达到要求。
3.2.2.2 酸雾的形成和清除
ln S ln p H 2 SO 4 / p
* H 2 SO 4
2M rRT
临 界 过 饱 和 度
6 4
2
0
100 150 200 250 300
T/°C 蓝色线为实验数据 绿色线为计算数据
酸雾的清除
酸雾雾滴的直径很小，很难除去，洗涤时只
3．1．2 炉气净化指标
目前，中国执行的指标如下(在二氧化硫鼓风机出口 测定点)。单位为标准状况下mg／m3。 水分 <100 （部颁指标） 酸雾，一级电除雾 <30 （部颁指标） 二级电除雾 <5 （部颁指标） 尘 <1 （推荐指标） 砷 <1 （推荐指标） 氟 <0.5 （推荐指标）
表1-3-1 As2O3 ，SeO2在气体中的饱和浓度
温度 /° C 50 70 100 125 150 As2O3饱和 SeO2 饱和 浓度/mg/Nm3 浓度/mg/Nm3 0.016 0.044 0.310 0.880 4.200 1.000 37.000 82.000 280.0 530.0
逆喷型洗涤器的装置简 图如图1-3-6所示。洗涤 液通过一个非节流的圆 管，逆着气流喷入一直 立的圆筒中。在圆筒中， 工艺气体与洗涤液相撞 击，动量达到平衡，此 时生成的气液混合物形 成稳定的“驻波”， “驻波“浮在气流中， 像一团漂着的泡沫，人 们把泡沫所占据的空间 称为泡沫区。泡沫区为 一强烈的湍动区域，其 液体表面积很大且不断 更新，当气体经过该区 域时，便发生颗粒捕集、 气体吸收和气体急冷等 过程。 泡沫塔型洗涤器外形与 普通有固定挡板的板式 塔相同，但塔板开孔率 及操作气速相对较大， 运行中，在两塔板间的 开孔区形成泡沫区，泡 沫区中气液接触非常密 切，可有效地脱除亚微 细粒、冷却气体和多级 吸收气体。
本流程相对于早期的“标准酸洗流程”其基本方法和原理相 似。但相比之下该工艺具有以下特点： ①采用绝热蒸发降低炉气温度。洗涤塔循环系统不设酸冷却 器，高温炉气与循环酸直接接触，温度了降，湿度增加，自身 的显热转变为潜热，构成绝热冷却过程，因此称该流程为“绝 热冷却酸洗流程”。 由于采用绝热蒸发降温，循环酸温较高，对三氧化二砷溶解 度大，较好地避免了As2O3结晶引起的堵塞。又由于不设循环 酸冷却器．因而对净化含砷和含尘较高的炉气有较好的适应性。 ②采用间接冷凝器除去炉气中的热量。在间接冷凝中，炉气 的潜热由冷却水带走，其传热过程为蒸气与不凝性气混合物的 冷却过程主要为气膜控制，传热系数K随炉气中湿含量增加急 剧提高。另外，炉气在间冷器内进一步降温，水蒸气不仅在器 壁冷凝，同时也在酸雾表面冷凝，使雾滴较大幅度增大。
两类净化流程的比较：
水洗流程简单、投资省、操作方便，砷和氟的净 化率都高。但 SO3和SO2溶于水难于回收，使S的 湿法制酸流程热量利用率低，工艺流程复 利用率低。最大不足是排放有毒含尘污水多，环 杂 , 设备投资大，消耗动力多，并产生污水。 境污染大。 (每吨硫酸约排15吨污水！)
3的酸性污水。 每生产 1 吨酸要排出 10 ～ 15m 酸洗流程中酸可循环使用，多余酸排出系统他用。
3.2.3 炉气净制的湿法工艺流程和设备 水洗流程排污量大，污水处理困难，已被淘汰。 典型酸洗流程如三塔二电流程和文-泡-冷-电酸 洗流程。
图 3.6
经电除尘后的炉气，含尘量降到0.2g／m3以下．温度为 300~320℃，进入冷却塔，由下而上为喷淋下的10％一20％稀 酸冷却洗涤。为防止矿尘堵塞，冷却塔一般采用空塔。炉气经 过该塔后，通过增加湿度而降湿，同时产生酸雾。炉气中所含 的矿尘、SO3、HF、As2O3、SeO2等杂质大部分被洗涤液液 滴捕集或吸收：有一部分未被液滴捕集的矿尘成为硫酸蒸气冷 凝的核心，以酸雾的形式被炉气带出塔。洗涤液在塔中由于水 分蒸发和对炉气中杂质的吸收、捕集各物质的浓度均有所提高， 但其湿度未发生改变，其原因是塔内气液直接接触．形成了一 个绝热蒸发系统。从这一点上说，炉气中的热量仍留在水中， 只是炉气的显热转化为水蒸气浴热。 炉气进入洗涤塔，气体中数种杂质部分含于酸雾液滴之中， 温度一般在70~80℃。因炉气含尘量低，不易堵塞设备，所以 采用气液接触面积大的填料塔。洗涤塔的作用与冷却塔的作用 基本相同。由于使用更低含量的酸，使炉气中水含量进一步提 高，酸雾液粒由于水蒸气的冷凝，液粒粒径增大、酸含量下降。
炉气净化分为湿法和干法两大类。 湿法是用液体洗涤炉气.高温炉气(350～ 400℃)使液相中水分气化，本身温度降低。 当炉气降至190～230℃时，转入气相的水与 炉气夹带的蒸汽和炉气中SO3形成硫酸蒸气； 随炉气温度降低，炉气中As2O3和SeO2转化 为微小结晶悬浮于气相中，形成As,Se和酸 雾气溶胶体系。再经除雾即可。