海洋化学课件讲解

经典水洗流程
设备的配置与酸洗流程相同，只是 增设了一个二氧化硫吹出塔。
水从第二洗涤塔淋下流出后经沉淀 槽，由泵送入第一洗涤塔。
污水经沉淀槽、吹出塔吹出二氧化 硫后，再经处理，排入江河。
经典水洗流程
优点
水洗流程简单，技资省 净化效果好，系统阻力小，对原料要求不高， 适用于炉气中含矿尘和杂质量较多的情况
水洗流程
经典水洗流程
新型水洗流程——文、泡、文 流程
“文泡电”水洗流程

“文文冷电”水洗流程
美国杜邦公司开发的 气体洗涤设备
动力波净化工艺
经典水洗流程
1 —第一洗涤塔；2 —第二洗涤塔；3 —第一、二级电除雾器；4 —干燥塔；5 — —浓酸冷却器；6 —浓酸泵；7 —清水泵；8 —沉降桶；9,11 —污水泵；10 —沉 降槽；12 —吹出塔
粒径>10um
粒径0.1～10um 粒径<0.05um
自由沉降
旋风分离器 电除尘器
液相洗涤
旋风除尘器
利用离心力作用 80～90％矿尘得到分离 硫酸工业用的旋风除尘器在负压下操作，
注意气密性 多用于炉气的初级除尘
电除尘器
电除尘器组成 电除尘的原理
电除尘器优点
除尘率高（95～99％）最高达99.9％ 生产能力范围大 流动阻力小
净化流程 关键设备——动力波洗涤器
逆喷型洗涤器
动力波净化工艺
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
再进入泡沫塔进一步冷却（也可填料塔代替） 除尘及除砷、硒、氟和酸雾等杂质
泡沫塔后设一台最终逆喷型洗涤器以脱除残余 的不溶性颗粒尘埃和部分残余酸雾
98.3% 硫酸液面上水蒸气分压 40℃时0.004， 质量分数大于98.3% 硫酸液面上只有 SO3 和 H2SO4 蒸气的分压，几乎没有水蒸气存在。
当炉气中水蒸气分压大于硫酸液面上的水蒸气 分压时，炉气即被干燥
干燥工艺条件
喷淋酸的浓度 喷淋酸的温度 气体温度 喷淋密度
干燥工艺条件
90
0.0006
95
0.003
98
0.006
酸雾含量/(g/m3)
60℃
80℃
0.002 0.011 0.019
0.006 0.033 0.056
100℃
0.028 0.115 0.204
干燥工艺条件－表格分析
60℃时，硫酸的质量分数从90% 增高到95% 时， 酸雾含量增加 4.5倍。另外，硫酸含量愈高， 温度愈低，硫酸中溶解的二氧化硫愈多，结果 随干燥塔的循环酸带出的二氧化硫损失增大。
酸雾的清除
酸雾在净化过程中不能用液体吸收办法 除净
必须要在电除雾器中用静电沉降法来捕 集
电除雾器
电除雾器原理与电除尘器相同
电晕电极发生电晕放电使气体的酸雾颗粒带电而趋向电极
在电极上进行电荷传递变成液体附着在电极上
当这种液体聚集达一定量时，无需振打，便靠自重顺着电极流下
增大酸雾粒径方法
逐级降低洗涤酸的浓度使气体中水蒸气 含量增大酸雾吸收水分被稀释
三氧化硫与水蒸气形成酸雾，在凝聚中心形成 酸雾颗粒
“文泡冷电”酸洗流程
两级酸洗后的炉气，经复档除沫器除沫， 进入列管间接冷却塔，使炉气进一步冷 却，水蒸气进一步冷凝，酸雾粒径再进 一步增大
由列管间接冷却塔出来的炉气进入管束 式电除雾器，除去酸雾
净化后的炉气去干燥塔进行干燥
“文泡冷电”酸洗流程
As2O3饱和蒸气压/Pa 9.06×10-5 1.8×10-3 2.4×10-2 0.212 16 45.3 720
炉气中As2O3含量 /( g/m3)
1.6×10-5
1.6×10-4
4.2×10-3
3.7×1 0-2
0.28
7.90
124
SeO2饱和蒸气压/Pa
9.06×10-4
1.87×10-
低浓度硫酸能够被利用的条件下最有利；当炉气中水分含量很高而二氧化 硫含量相对较低的情况下 ( 如沸腾焙烧潮湿矿石时 ), 第一洗涤塔不可能 采用较高浓度的硫酸淋洒时，才采用此流程。
“两塔一器两电”酸洗流程
标准酸洗流程基础上发展起来的 标准酸洗流程中的增湿塔用间接冷凝器
代替
热浓酸洗净化流程
“两塔两电”酸洗流程
第一洗涤塔用质量分数 20%~35% 的硫酸 淋洒
第二洗涤塔用质量分数 5%~10% 的硫酸 淋洒
淋洒酸的浓度低，省掉了增湿塔及其附属设备
“两塔两电”酸洗流程
优点 缺点
淋洒酸的浓度低，省掉了增湿塔及其附属设备， 节省了投资又简化了流程
产生的质量分数 20%~30% 稀酸， 用途很少即：废酸不能综合利用
喷淋酸的浓度
喷淋酸浓度越大，硫酸液面上水蒸气分压 越小，炉气干燥效果越好， 但当质量分数超过 98.3% 时(恒沸溶液), 硫酸液面上有二氧化硫存在， 可与炉气中的水蒸气生成酸雾。
温度越高，生成酸雾也越多
干燥工艺条件
干燥后炉气中的酸雾与喷淋酸含量和温度的关系
喷淋酸中 ω(H2SO4)/%
40℃
第一章 硫酸
第三节 炉气的净化与干燥
炉气的净化与干燥
炉气的组成与净化指标 杂质去除的方法与原理 炉气净化的工艺流程
炉气的组成与净化指标
炉气的组成 净化指标
炉气的组成
二氧化硫 氧气 氮气
三氧化硫 水
炉气
转化工 序所需
使催化 剂中毒
三氧化二砷 二氧化硒
氟化氢
堵塞设备 管道沉积 使催化剂
失活
矿尘
炉气的净化指标
砷＜0.0001 g/m3 氟＜0.005 g/m3 水分＜0.l g/m3 酸雾＜0.035 g/m3 矿尘＜ 0.005 g/m3
杂质去除的方法与原理
矿尘的清除 砷和硒的清除 酸雾的形成与清除
矿尘的清除
矿尘去除方法 旋风除尘器 电除尘器
矿尘去除方法
缺点
排放大量酸性污水， 污水中常含有砷、氟等有毒杂质，污染江河 三氧化硫全部损失，二氧化硫不能全部回收， 硫的利用率低。
新型水洗流程——文、泡、文 流程
利用文氏管洗涤器洗涤气体。文、泡、 文流程是在三文一器流程基础上改进而 成的。
新型水洗流程——文、泡、文 流程
第一文氏管主要作用为降温除尘 泡沫塔中用水喷淋起增湿作用
采用酸温为 50～60 ℃ , 质量分数 为 93% 热浓酸洗涤。
热浓酸洗净化流程
l ——热酸塔；2 ——泡沫塔；3 ——干燥塔；4 ——捕沫器；5 — —冷却器；6 ——立式泵；7 ——循环槽；8——98% 酸进口
热浓酸洗净化流程
由于用热浓酸缓慢冷却洗涤炉气，炉气
中二氧化硫进行表面冷凝成酸。生成酸 雾较少。要求进洗涤塔的炉气温度，必
砷和硒的清除
干法
固体吸附
湿法
用稀硫酸和水洗涤
湿法原理
利用三氧化二砷和二氧化硒在气相中的 蒸气压随着温度降低而迅速下降的 特点， 当炉气被酸洗或水洗而冷却时，三氧化 二砷和二氧化硒转变为固态可被溶液洗 去。
不同温度下As2O3 和SeO2 在炉气中的饱和含量
温度/℃
50
70
100
125 150 200 250
本流程是我国自行设计将水洗改为酸洗 的净化流程
“文泡冷电”酸洗流程
由焙烧工序来的二氧化硫炉气，首先进入文氏 里洗涤器，用15％～20％的稀硫酸进行一级洗 涤
洗涤后的气体经复档除沫器除沫后进入泡沫塔， 用1％～3％的稀酸进行第二级洗涤
两级洗涤后矿尘杂质被除去，炉气中部分三氧 化二砷二氧化硒凝固为颗粒被除去，部分成为 酸雾中心
须在三氧化硫露点温度以上，一般控制 在 300 ℃以上。出塔气温一般控制在 120 ℃或更高些，出塔酸温在 150~170 ℃左右。
热浓酸洗净化流程
优点
流程简单，省去了电除雾器； 可以净化含高浓度三氧化硫的炉气，不产稀酸 ； 无污水排放，对环境污染小。
缺点
对含砷、氟高的矿料适应性差
“文泡冷电”酸洗流程
As2O3 全部转变固体
固体
被洗涤液带走 悬浮在气相中形成酸雾中心
酸雾的形成与清除
酸雾的形成 酸雾的清除
酸雾的形成
硫酸蒸气就会在气相中冷凝，形成悬浮 在气相中的微小液滴称为酸雾
当用硫酸或水洗涤炉气时，由于炉气温 度迅速降低，形成酸雾
气体的冷却速度越快，蒸气的过饱和度 越高，越容易达到临界值生成酸雾
动力波净化工艺
动力波净化工艺
优点
没有雾化喷头及活动件——运行可靠维修费用少 除尘及酸雾效率高可减小电除雾器尺寸
该工艺中只要设置单级电除雾器就务
除掉炉气中的水分 使其含量≤0.lg/m3
炉气的干燥的原理
同一温度下，硫酸的浓度越高，硫酸液面上水 蒸气的平衡分压越小。
文氏管的构造
1 ——收缩管；2 ——颈管；3 ——扩大管
“文泡电”水洗流程
电除雾器代替“文泡文”中第二级文氏 管
提高了对酸雾杂质的净化效率 缺点：系统压降高
“文文冷电”水洗流程
两个文氏管 一个冷凝器 一个电除雾器
技术性能和适应力较好
动力波净化工艺
目前比较先进的一种净化流程 净化效率高 该工艺常见流程为：动力波三级洗涤器
第二文氏管用于除酸雾
新型水洗流程——文、泡、文 流程
1——U 形管除尘器；2 ——旋风分离器 ( 干旋 )；3 ——第一文氏管； 4 ——泡沫塔；5 ——第二文氏管；6 ——旋风分离器；7 ——脱吸塔
新型水洗流程——文、泡、文 流程