硫酸炉气净化与干燥(ppt文档)
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硫酸炉气净化与干燥1
第一篇 硫酸
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。
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。
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
硫酸工业 工艺流程ppt课件
三 硫铁矿的沸腾焙烧
〔一〕根本原理 〔二〕沸腾焙烧炉的构造 〔三〕沸腾焙烧工艺流程 〔四〕电除尘器
〔一〕硫铁矿沸腾焙烧根本原理
１、流态化概念 固体流态化是在流动流体的作
硫酸工业 工艺流程
3.1 绪论 3.2 从硫铁矿制二氧化硫炉气 3.3 炉气的净化与枯燥 3.4 二氧化硫的催化氧化 3.5 三氧化硫的吸收 3.6 三废治理与综合利用
3.1 绪 论
一、性质 二、用途 三、消费方法 四、硫酸工业开展概略
一、性质
❖ 纯硫酸 〔H2SO4〕是一种无色透明的油状液体，相对密 度为1.8269，几乎比水重一倍。工业消费的硫酸系指SO3 和H2O以一定比例混合的溶液。
〔一〕 焙烧反响
❖主要反响：
❖
Ⅰ 2FeS2=2FeS+ S2(g)
ΔH0298=295.68kJ
❖
Ⅱ S2(g)+2O2=2SO2 ΔH0298=-
724.07kJ
❖ ΔH0298=-2453.30kJ
4FeS+7O2=2Fe2O3+4SO2
❖ 1723.79kJ
3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2 ΔH0298=-
Fe3O4+4SO3=Fe2(SO4)3+FeSO4
❖Ⅱ 高温下矿石与烧渣反响
❖ FeS2+16Fe2O3=11Fe3O4+2SO2 FeS+10Fe2O3=7Fe3O4+SO2
❖ FeS2+5Fe3O4=16FeO+2SO2 FeS+3Fe3O4=10FeO+SO2
〔二〕焙烧方法
焙烧方法主要由硫铁矿成份和渣的处置方式决议。 普通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
硫酸生产过程分析PPT演示课件
S% G1 32.6 / 233.4 100% G
9
二、操作步骤
1. 天平上准称试样0.2g（矿）~0.5（渣），台秤上称烧结剂 3g~6g于40mL瓷坩埚内，用细玻棒混匀，表面再盖一薄层烧 结剂。
2. 置于低温马弗炉中，逐渐升温至700℃~750℃烧结1.5h。 3. 取出，冷却后放入300mL烧杯中，用热水浸取溶块并洗净坩埚。 4. 煮沸5min，用中速滤纸过滤。先用5%Na2CO3洗液洗沉淀
7
矿石或炉渣中总硫的测定
在生产中，为了进行系统物料衡算，检查焙烧 炉运转情况，了解有效硫的烧出率和测定总硫，通常采用硫酸钡沉淀重量法。试样 经烧结和酸溶分解后，与Ba2+离子生成 BaSO4沉淀，重量法测定后计算出试样中的总 硫。
3. 用下式计算有效硫含量
1 cV 32.06
S%(有效) 2 1000G 100%
6
三、操作步骤
1、接通电源、升高炉温。 2、试漏 3、加3%H2O220mL到吸收瓶内，加0.1%甲基橙（4~5）滴。 滴定管内注入NaOH标准溶液至“0”刻度。 4、在天平上准确称取0.2g（矿石）~0.5g（渣）试样置于瓷舟内， 轻轻振动并使试样铺平于瓷舟底部。等温度升850℃~900℃时， 打开炉管入口端橡皮塞，将瓷舟推放到管内高温部分，立即塞紧橡 皮塞。开启空压机，调整三通旋塞，以1L/min速度通入空气。吸 收瓶内液体因生成硫酸而慢慢变为红色，缓缓滴入NaOH溶液，直 至最终出现黄色不再变红为终点。 5、停止鼓风，拉出瓷舟。 6、记下NaOH溶液体积，计算结果。
吸是收否塔正尾常气的中 依据SO。3的测定，是衡量和检查吸收塔运转 对产品硫酸的质量检验。 对尾气及废水的质量控制。
4
矿石或炉渣中有效硫的测定
9
二、操作步骤
1. 天平上准称试样0.2g（矿）~0.5（渣），台秤上称烧结剂 3g~6g于40mL瓷坩埚内，用细玻棒混匀，表面再盖一薄层烧 结剂。
2. 置于低温马弗炉中，逐渐升温至700℃~750℃烧结1.5h。 3. 取出，冷却后放入300mL烧杯中，用热水浸取溶块并洗净坩埚。 4. 煮沸5min，用中速滤纸过滤。先用5%Na2CO3洗液洗沉淀
7
矿石或炉渣中总硫的测定
在生产中，为了进行系统物料衡算，检查焙烧 炉运转情况，了解有效硫的烧出率和测定总硫，通常采用硫酸钡沉淀重量法。试样 经烧结和酸溶分解后，与Ba2+离子生成 BaSO4沉淀，重量法测定后计算出试样中的总 硫。
3. 用下式计算有效硫含量
1 cV 32.06
S%(有效) 2 1000G 100%
6
三、操作步骤
1、接通电源、升高炉温。 2、试漏 3、加3%H2O220mL到吸收瓶内，加0.1%甲基橙（4~5）滴。 滴定管内注入NaOH标准溶液至“0”刻度。 4、在天平上准确称取0.2g（矿石）~0.5g（渣）试样置于瓷舟内， 轻轻振动并使试样铺平于瓷舟底部。等温度升850℃~900℃时， 打开炉管入口端橡皮塞，将瓷舟推放到管内高温部分，立即塞紧橡 皮塞。开启空压机，调整三通旋塞，以1L/min速度通入空气。吸 收瓶内液体因生成硫酸而慢慢变为红色，缓缓滴入NaOH溶液，直 至最终出现黄色不再变红为终点。 5、停止鼓风，拉出瓷舟。 6、记下NaOH溶液体积，计算结果。
吸是收否塔正尾常气的中 依据SO。3的测定，是衡量和检查吸收塔运转 对产品硫酸的质量检验。 对尾气及废水的质量控制。
4
矿石或炉渣中有效硫的测定
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。
硫酸生产过程ppt课件
46.55%
硫铁矿按其晶体的结构的不同又分为黄铁矿白
铁矿磁黄铁矿或称磁硫铁矿
硫铁矿按其来源不同分为:普通硫铁矿浮选硫铁
矿和尾砂含煤硫铁矿
Page 3
二、硫磺 制酸原料用硫磺与硫铁矿相比，炉气中的SO2与O2的含
量都可相应提高，有利于提高设备的生产能力。 三、其他含硫原料 硫酸盐 先将硫酸盐还原得SO2气体，然后再加工成硫酸。 冶炼烟气 冶炼有色金属过程中产生大量含有二氧化硫烟
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
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24
硫
Page 11
（2）分解产物中的硫燃烧，生成二氧化硫；硫化亚铁氧 化为三氧化二铁和二氧化硫
影响硫化亚铁焙烧反应速率的因素包括： 1.温度 2.硫铁矿的粒度 3.氧浓度
Page 12
二、炉气的净化与干燥 1.湿法 2.干燥法
水洗净化流程及设备 流程：用大量的冷水喷淋高温炉气，使其温度由850～ 950℃迅速冷却至70℃以下，炉气中的 As2S3、SeO2、HF和 酸雾等有害杂质进入洗涤水中，矿尘被水洗掉，再将水沫 与炉气分离。由于炉气中含饱和水蒸气，经干燥塔利用浓 硫酸的吸水性将炉气干燥，除去炉气中的水气，达到炉气 净化之目的要求。
Page 22
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。
硫酸炉气净化与干燥ppt课件
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
❖ 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
(1)砷和硒 (2)氟 (3)三氧化硫 (4)水分
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）
❖ 酸雾的形成3.2.2.2 酸雾的形成和清除
❖ 洗涤炉气时，炉气中若少气量相三中氧有化悬浮硫尘要粒与，水反应生成 硫酸，温度较低时，则炉实气际中过大饱多和度数比三上氧述化硫都转化 成硫酸蒸汽。当气相临中界硫过酸饱蒸和汽度还压低大。于总其饱和蒸汽 压中就时降可，温达硫 速 到酸 度 饱蒸 很 和汽快。就，其会气过之净定冷相饱，化要凝中和酸过仔。硫度雾程细实酸定是中考际分义很形虑易成情压为除在 的况 迅雾炉 ，是 速。气 一， 增洗 加涤 ，过 很程 快
❖ 作为第一洗涤塔，其操作条件在不同流程中存在 一定的差异。一般炉气进口温度在300~350℃左右， 出塔气温约65~70℃。除尘效率与矿尘的性质和喷 淋密度有关，一般约在60％~75％之间。除雾效率 在14％ ~50％以下。气流速度一般在1.0—1.5m／s。 空塔的缺点是容积大、效率较低、投资多，在应用 上受到一定限制。
❖
❖ 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。
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
❖ 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
(1)砷和硒 (2)氟 (3)三氧化硫 (4)水分
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）
❖ 酸雾的形成3.2.2.2 酸雾的形成和清除
❖ 洗涤炉气时，炉气中若少气量相三中氧有化悬浮硫尘要粒与，水反应生成 硫酸，温度较低时，则炉实气际中过大饱多和度数比三上氧述化硫都转化 成硫酸蒸汽。当气相临中界硫过酸饱蒸和汽度还压低大。于总其饱和蒸汽 压中就时降可，温达硫 速 到酸 度 饱蒸 很 和汽快。就，其会气过之净定冷相饱，化要凝中和酸过仔。硫度雾程细实酸定是中考际分义很形虑易成情压为除在 的况 迅雾炉 ，是 速。气 一， 增洗 加涤 ，过 很程 快
❖ 作为第一洗涤塔，其操作条件在不同流程中存在 一定的差异。一般炉气进口温度在300~350℃左右， 出塔气温约65~70℃。除尘效率与矿尘的性质和喷 淋密度有关，一般约在60％~75％之间。除雾效率 在14％ ~50％以下。气流速度一般在1.0—1.5m／s。 空塔的缺点是容积大、效率较低、投资多，在应用 上受到一定限制。
❖
❖ 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。
硫酸概述、净化和综合利用
开采的硫铁矿都含有很多杂质，使矿呈灰、褐、黄铜 等不同颜色。通常含硫量只有30%~50%。
硫磺：使用天然硫磺生产硫酸最好，但我国矿少。
其它原料：硫酸盐、冶炼烟气、含硫工业废料等。
从硫铁矿制二氧化硫炉气
硫铁矿的焙烧
1 硫铁矿的焙烧反应
2FeS2 = 2FeS + S2 S2 + O2 = SO2 4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 +4SO2 上述反应的总反应式：
4 脱砷焙烧
脱砷焙烧主要用于含砷量大的硫铁矿。 除了主要反应外，还发生下列反应：
4FeAsS = 4FeS + As4 4FeAsS + 4FeS2 = 8FeS + As4S4
As4 + 3O2 = 2As2O3 若炉气中氧气过多，会发生以下反应
As2O3 + O2 = As2O5 As2O5 + Fe2O3 = 2FeAsO4 所以脱砷焙烧要求低氧高二氧化硫。
7 .4 7 12 T 8 0 1
kJ/mol
平衡常数
K0p
p p0 0.5 S O3 p p0.5 SO2 O2
用热力学关系
ln
K
0 p
dT
H0 RT2
积分可得平衡常数与温度的关系
lg K 0 p 48 .3/1 T 2 .82 lg T 5 2 4 .2 8 1 4 3 0 T
7 .0 1 1 2 7 0 T 2 1 .1 9 1 7 1 0 T 03 2 .23 在温度区间400~700°C，可用下列简化经验公式，在工
图 3.9
气流速度
气速增大，传质系数增大。但压降与气速的平方 成正比，所以气速不能过大。同时气速大还要带走较 多酸沫，引起S的损失。 适宜的气速范围： 干燥塔：空塔以0.7~0.9m/s为宜。
硫磺：使用天然硫磺生产硫酸最好，但我国矿少。
其它原料：硫酸盐、冶炼烟气、含硫工业废料等。
从硫铁矿制二氧化硫炉气
硫铁矿的焙烧
1 硫铁矿的焙烧反应
2FeS2 = 2FeS + S2 S2 + O2 = SO2 4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 +4SO2 上述反应的总反应式：
4 脱砷焙烧
脱砷焙烧主要用于含砷量大的硫铁矿。 除了主要反应外，还发生下列反应：
4FeAsS = 4FeS + As4 4FeAsS + 4FeS2 = 8FeS + As4S4
As4 + 3O2 = 2As2O3 若炉气中氧气过多，会发生以下反应
As2O3 + O2 = As2O5 As2O5 + Fe2O3 = 2FeAsO4 所以脱砷焙烧要求低氧高二氧化硫。
7 .4 7 12 T 8 0 1
kJ/mol
平衡常数
K0p
p p0 0.5 S O3 p p0.5 SO2 O2
用热力学关系
ln
K
0 p
dT
H0 RT2
积分可得平衡常数与温度的关系
lg K 0 p 48 .3/1 T 2 .82 lg T 5 2 4 .2 8 1 4 3 0 T
7 .0 1 1 2 7 0 T 2 1 .1 9 1 7 1 0 T 03 2 .23 在温度区间400~700°C，可用下列简化经验公式，在工
图 3.9
气流速度
气速增大，传质系数增大。但压降与气速的平方 成正比，所以气速不能过大。同时气速大还要带走较 多酸沫，引起S的损失。 适宜的气速范围： 干燥塔：空塔以0.7~0.9m/s为宜。
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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
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
(1)砷和硒 (2)氟 (3)三氧化硫 (4)水分
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）
SiO2十4HF＝SiF4十2H2O
（1-3-1）
SiF4+(X+2)H2O＝SiO2·XH2O↓十4HF （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。
三氧化硫
炉气中三氧化硫含量一般在0.03％~0.3％ 之间，是二氧化硫转化后的产物。照理，它 是无害的且多多益善。但在净化三氧化二砷、 二氧化硒时，对炉气采取了洗涤降温的方法， 使三氧化硫和水蒸气结合为酸雾，这些酸雾 又溶解有三氧化二砷和极细的矿尘，如不除 去，会使催化剂中毒、设备遭受腐蚀。
水分
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
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。
酸雾的形成3.2.2.2 酸雾的形成和清除
洗涤炉气时，炉气中若少气量相三中氧有化悬硫浮要尘与粒水，反应生成
硫酸，温度较低时，则炉实气际中过大饱多和数度三比氧上化述硫都转化
成硫酸蒸汽。当气相临中界硫过酸饱蒸和汽度压还大低于。其总饱和蒸汽 压中就时降可，温达硫 速 到酸 度 饱蒸 很 和汽快。就，其会气过之净定冷相饱，化要凝中和酸过仔。硫度雾程细实酸定是中考际分义很形虑情压为易成除况 迅在 的雾是 速炉 ，。， 增气 一洗 加涤 ，过 很程 快
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）
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。 Nhomakorabea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：
3.2.2 炉气净化原理与方法
3.2.2.1 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， 环境污染严重，已 逐渐被淘汰 。
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。
3.2.2 炉气净化原理与方法
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。
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。
3.2.1 工业气体净化原则
固体或液体颗粒的分离，通常根据不同粒径粒子在气流 中运动规律的不同，借一定外力(如重力、离心力、电场力 等)对粒子作用面实现分离。当颗粒较大时(100μm以上)，可 借重力自然沉降，对10一100μm的小粒子，利用离心力将 颗粒分离；对0.5—5μm的小粒子，可使气体连同小粒子绕 过障碍物(固体纤维)，使之碰撞并粘附在障碍物上；粒子更 小时(＜0.5μm)，则要靠更强大的外力作用才能分离出来， 如让粒子通过高压电场或让气流高速流经几十至几百微米大 小的障碍物使粒子获得更大的离心力被障碍物捕集(这种方 法所采用的设备有文氏管等)；粒径小到0.01μm以下，其运 动规律与气体分子相似．可以采取吸收或吸附的方法分离。
炉气中水含量视矿石和空气的水含量而 定。水分本身无直接毒害作用，但它会稀释 进入转化系统的酸雾和酸沫，严重腐蚀设备 和管道，同时水蒸气会与转化后得到的三氧 化硫在冷却和吸收过程中生成酸雾，酸雾不 易被捕集，绝大部分随尾气排出，使硫损失 增大，污染环境。因此炉气必须进行干燥。
3.2 炉气净化原理和方法
3.2.1 工业气体净化原则
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。