硫磺制酸工艺规程与操作规程要点
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硫磺制酸工艺规程与操作规程
第一部分:工艺规程:
一:产品说明:
硫酸是三氧化硫(SO3)和水(H2O)的化合物,硫酸的分子式:H2SO4, 纯硫酸的分子量为98.08,是无色、无臭而透明的油状液体。
工业上生产的硫酸都是纯硫酸(100%)的水溶液。其性质如下:
(一)硫酸的浓度与比重:
商品硫酸的浓度为≥92.5%,浓度较高的硫酸比重与浓度对照表见下表。
在同一温度下,硫酸水溶液的比重随着它的浓度的增加而增加,当浓度达到97%时比重达到最大值,过此则递减至100%时为止。
同一浓度的硫酸,它的比重随温度的升高而降低。
20℃时硫酸的比重与浓度对照表
(二)硫酸的结晶温度:
在浓硫酸(指浓度在90%以上)范围内,98%硫酸结晶温度-0.7℃,93%硫酸结晶温度-27℃。因此,商品硫酸为93%的硫酸。
(三)硫酸的沸点和蒸汽压:
当硫酸浓度在98.3%以下时,它的沸点随浓度的升高而增加,浓度为
98.3%的硫酸,沸点最高(336.6℃),以后则开始下降。100%硫酸的沸点为296.2℃。
硫酸水溶液上面的总蒸汽压,随其浓度的增加而逐渐下降,当浓度增加到98.3%时,蒸汽压降至最小值。
硫酸上面的蒸汽是由H2O、H2SO4和SO3分子的混合物所组成。在这种情况下,仅98.3%硫酸的蒸汽成分与液体成分相同。
水蒸汽压小是硫酸的重要性质。温度越低、浓度越高,酸液面上的水蒸气平衡分压越小。用浓硫酸来干燥气体就是利用了这一性质。
(四)硫酸的稀释热:
硫酸能以任何比例与水混合。硫酸中加入水就有热量放出,用水稀释的浓度越低,放出的热量越多。
如果将硫酸无限稀释下去,直到再加水也不会有热量发生,这样整个过程放出热量的总和称为溶解热或无限稀释热,它等于22000卡/摩尔。
由于浓硫酸的稀释热很大,同时由于酸、水比重上的差异,因此,在实验室中稀释浓硫酸时,不能将水倒入硫酸,必须将硫酸慢慢注入水中,同时不断搅拌,以防反应过剧造成酸沫飞溅伤人。在生产过程中,需要往浓硫酸中加水时应当用密闭设备,上设足够大的水汽排出口,而且加水不可过猛。
(五)浓硫酸的特性:
(1)、吸水性:
浓硫酸具有强烈的吸水性,浓硫酸容易吸收空气中的水而变稀,工业上利用这一性质将其作为空气或气体的干燥剂。而储存浓硫酸的设备或容器必须密闭,以防吸水。
(2)、脱水性:
浓硫酸具有强烈的脱水性,浓硫酸能按水分子中氢氧原子数的比(2:1)夺去有机物中(如:蔗糖、木屑、纸屑、棉花等),而使被脱水的物质碳化而变黑。
如:C12H22O11=12C+11H2O
(3)、强氧化性:硫酸是一种化学性质活泼的强酸,除具有强酸的一般共性外,浓硫酸还具有强氧化性。常温下,浓硫酸与钢铁作用,能在钢铁表面生成一层致密的氧化铁薄膜,它保护内部的钢铁不再受腐蚀。因此,一般能用钢铁设备储运浓硫酸。
(六)、工业硫酸的质量标准:
GB/T534----2002
二:生产原理:
固体硫磺用蒸汽间接加热熔融后,在焚硫炉内与空气结合燃烧,其反应式:S + O2 =SO2
二氧化硫在转化器内,在钒催化剂的作用下,转化(氧化)成三氧化硫,其反应式:
SO2+ 1/2 O2= SO3
三氧化硫在吸收塔内与浓硫酸中的水结合生成硫酸,其反应式:
SO3+ H2O = H2SO4
三:原辅材料及消耗定额:
四:包装、运输和储存:
工业硫酸的包装,数量较小可用瓷坛或塑料桶包装;数量较大应装于专用的槽车(船)内运输,槽车(船)应定期清理。工业硫酸的储存一般用钢制容器密闭储存。
硫酸的储运应严格遵守国家有关消防、危险品的安全条例。每批出厂硫酸的包装容器上应有清晰的符合GB190—1990中规定的“腐蚀品”标志。
五:环境保护
(一)环保检测及“三废”处理。
硫磺制酸装置环保主要检测点为:硫磺库的扬尘检测、风机房的噪声检测、尾气烟囱SO2含量的检测等。
硫磺制酸生产“三废”处理:
1、废渣:硫磺制酸液硫过滤机产生少量滤渣,年约30吨左右,此废渣可用作磷石膏制水泥的辅料,地坪冲洗微酸性水用尾吸塔二次石灰乳中和产生少量硫酸钙,年约24吨,用净化沉降器固液分离后,硫酸钙用作水泥原料。
2、废水:硫磺制酸生产废水主要是地坪冲洗水,前已述及,此废水中和、
固液分离后,清液做地坪冲洗水循环使用。
3、废气:硫磺制酸生产的废气主要是尾气烟囱排放的含SO2尾气,工艺采用“两转两吸”,且设计增加了尾气吸收塔,尾气SO2排放2.38kg/h,远低于国家规定的排放标准。
(二)“三废”处理的措施、方法及标准。
1、废渣、废水零排放:硫磺制酸一般视作无废渣排放,我公司将少量滤渣和硫酸钙用作水泥原、辅材料,达到零排放;冲洗地坪水中和、固液分离、循环使用,达到零排放,废水排放执行GB8978—1996标准。
2、废气排放:采用“两转两吸”加尾气回收,尾气SO2排放2.38kg/h。废气排放执行GB16297—1996标准。
3 、噪声:硫磺制酸厂界噪声主要是主风机噪声,采用风机房封闭玻璃窗减小噪声。厂界噪声执行GB12348—2008标准。
4、粉尘:硫磺制酸的粉尘主要是硫磺库的粉尘,采用原料颗粒硫磺采购时严格执行标准,降低原料粉磺量;生产过程中,降低铲车铲磺时的扬尘。车间粉尘执行GBZ2—2002标准。
(三)“三废”排放及处理一览表。
第二部分:工艺操作规程:
一:熔硫岗位操作规程: 1、 工序任务:
利用锅炉蒸汽(温度160℃-170℃
)将硫磺在快速熔硫槽内进行融化为液体,并通过调节蒸汽,使液硫温度稳定在135—145℃之间,快速熔硫槽、粗硫槽、精硫槽液位稳定在60—80%槽高。 2、 工艺流程及主要控制参数: 2.1 工艺流程方框图:
2.2工艺流程叙述:
硫磺经铲车加入到硫磺储斗,通过高倾角皮带机送至快速熔硫槽,经蒸汽盘管加热熔化成液体硫磺。快速熔硫槽液硫经溢流口溢流至粗硫槽,在粗硫槽加入助滤剂搅拌均匀后,再经粗硫泵打入液硫过滤机预涂,此时液流过滤机回流至粗硫槽,预涂合格后,开启液流过滤机至精硫槽的管道阀门,将过滤液硫送至精硫槽,当精硫槽液位至槽高的1/2以上后,启动精硫泵将液流打入液流储罐备用。 来自余热锅炉的0.6MPa 蒸汽,作为熔硫蒸汽进入快速熔硫槽熔硫,蒸汽冷凝水进入冷凝水总管。0.6MPa 蒸汽也作为保温用汽,进入管道夹套内、粗硫槽