硫铁矿制硫酸与硫磺制硫酸的能源利用分析
硫磺制酸
目录绪论 (2)1 熔硫岗位操作规程 (3)1.1岗位任务与治理范围 (3)1.2工艺流程与操作指标 (3)1.3开、停车方法 (4)1.4岗位操作要点 (6)1.5不正常现象及处理方法 (7)2 焚硫及转化岗位操作法 (8)2.1岗位任务及治理范围 (8)2.2工艺流程与操作指标 (8)3 干吸岗位操作法 (11)3.1岗位任务与治理范围 (11)3.2工艺流程与操作指标 (11)4 锅炉岗位操作法 (14)4.1岗位任务与治理范围 (14)4.2工艺流程与操作指标 (14)5 汽轮机、风机岗位操作法 (16)5.1岗位任务与治理范围 (16)5.2操作指标 (16)6 脱盐水岗位操作法 (17)6.1岗位任务与治理范围 (17)6.2工艺流程与操作指标 (17)结论 ................................................. 错误!未定义书签。
参考文献 ............................................... 错误!未定义书签。
致谢 . (21)绪论硫酸是重要的化工原料,生产硫酸的原料主要有硫磺,冶炼烟气和硫铁矿。
硫磺是当前世界硫酸生产的主要原料,全世界硫磺制酸约占75%,硫铁矿制酸约占16%。
与硫铁矿制酸相比,硫磺制酸具有投资省,流程简单,能源利用率高和操作人员少等优点,比硫铁矿制酸更经济,并可减少废水和废渣排放,更好的达到环保要求。
由于天然硫资源缺乏,近几年由于国际硫磺价格降低,国内硫铁矿供应紧张,促使国内硫磺制酸得到很快发展(见附图1)。
我国硫磺制酸发展需要注意以下几点:1﹑装置大型化对于硫磺制酸来说,由于工艺流程短,操作控制容易,装置易大型化。
2﹑采用两转两吸新工艺,选用新型催化剂两转两吸流程在工艺﹑设备上日趋成熟,新建装置应尽量采用两转两吸流程,同时应选用高活性﹑低燃点和低压降的新型钒催化剂,从而提高转化率,降低能耗和减少二氧化硫排放。
硫磺制酸和硫铁矿制酸工艺流程图及说明
硫磺制酸和硫铁矿制酸工艺流程图及说明硫磺制酸工艺流程图及说明:硫磺制酸是一种常见的工业制酸工艺,其主要原料是硫磺。
下面是硫磺制酸的工艺流程图及详细说明。
流程图:首先,硫磺由储罐经过泵送至硫磺加热机组进行加热。
加热后的硫磺通过输送带进入粉碎机进行破碎,得到一定粒度的硫磺粉末。
然后,将硫磺粉末送入制酸氧化反应器。
反应器中的硫磺粉末与空气中的氧气发生氧化反应,生成二氧化硫(SO2)。
接着,将反应器产生的SO2气体通过除尘器进行除尘处理,使气体中的颗粒物得以净化。
之后,将净化后的SO2气体进一步送入脱硫设备进行脱硫。
脱硫设备一般采用湿法脱硫或干法脱硫的方法,将SO2气体中的硫化物去除。
脱硫后的气体进一步通过系统加热并进入催化转换器。
催化转换器中催化剂的作用下,SO2气体发生催化反应生成三氧化硫(SO3)。
最后,将SO3气体输送至吸收塔,与水铵溶液进行反应。
反应产生的硫酸溶液经过脱水和过滤后,即可得到纯度较高的硫酸。
说明:硫磺制酸工艺主要通过氧化、脱硫和催化等环节将硫磺转化为硫酸。
其中,硫磺加热能够使硫磺变为粉状,提高硫磺的反应活性;氧化反应是关键步骤,将硫磺氧化为二氧化硫;除尘和脱硫处理可以提高反应产物的纯度,并减少对环境的污染;催化转换和吸收塔反应则是将SO2转化为SO3,并最终与水铵溶液反应生成硫酸。
硫铁矿制酸工艺流程图及说明:硫铁矿制酸是一种以含有硫化铁矿石为原料的工业制酸工艺,其主要原料是硫铁矿。
下面是硫铁矿制酸的工艺流程图及详细说明。
流程图:硫铁矿石经过破碎、磨矿等前处理步骤后,进入浮选机进行浮选。
浮选将硫铁矿石中的硫化铁与其他杂质分离,得到硫铁矿石的浮选精矿。
然后,浮选精矿经过焙烧处理,将其中的硫化铁转化为氧化铁。
焙烧产生的废气中含有大量的二氧化硫(SO2),需要进行收集和处理。
接着,通过炉前处理将焙烧产生的SO2经过除尘、脱硫等步骤进行净化。
这些处理步骤可采用类似硫磺制酸的脱硫方法。
脱硫后的气体再经过加热等处理进入催化转换器。
硫酸生产技术 pdf
硫酸是一种重要的工业原料,用于生产化肥、化学纤维、塑料、颜料、药物和炸药等。
硫酸的生产技术有多种,以下是一些常见的硫酸生产技术:
1.硫铁矿制酸:硫铁矿是一种常见的制酸原料,通过将其与氧气反应可以生成二氧化硫气体,再通过催化转化和吸收工艺可以生产硫酸。
2.硫磺制酸:硫磺是一种纯度较高的制酸原料,通过将其燃烧可以生成二氧化硫气体,再经过催化转化和吸收工艺可以生产硫酸。
3.冶炼烟气制酸:冶炼烟气中含有大量的二氧化硫气体,通过回收烟气中的二氧化硫气体可以生产硫酸。
这种技术主要用于处理有色金属冶炼过程中产生的烟气。
4.氮氧化物制酸:将氮气和氧气在高温高压下反应生成氮氧化物气体,再通过催化转化和吸收工艺可以生产硫酸。
这种技术需要使用特定的催化剂,并需要控制反应条件。
5.天然气制酸:将天然气中的硫元素转化为二氧化硫气体,再通过催化转化和吸收工艺可以生产硫酸。
这种技术需要使用特定的催化剂和反应条件。
以上是硫酸的一些常见生产技术,不同的生产技术有不同的优缺点和应用场景。
在实际应用中,需要根据原料来源、生产规模和市场需求等因素来选择合适的生产技术。
硫铁矿制硫酸与硫磺制硫酸的能源利用分析
2. 1 硫酸生产中的能量状况
硫酸生产过程中, 燃烧硫磺或硫铁矿生成二 氧化硫、二氧化硫氧化成三氧化硫、吸收三氧化硫 生成硫酸等工艺过程均为放热反应。
( 1) 化学反应热 硫酸生产过程中, 存在含硫原料的燃烧热、二 氧化硫的转化热、三氧化硫的吸收热、空气干燥硫 酸的稀释热和硫酸循环槽内硫酸的稀释热和混合 热。理论计算表明: 生产单位产品 ( 1 t 100% 硫 酸 , 下同 ) 的硫磺燃烧热和二氧化硫氧化热为 4 000 M J, 以硫磺为原料的反应热总计约为 5 700 M J; 而硫铁矿燃烧 热和二氧化硫 氧化热总 计为 5 400 M J, 以硫铁矿为原料的反应热总计为 7 100 M J。目前, 硫磺 制酸 总反应 热的 回收 率可高 达 85% ~ 90% , 其中高、中温热回收率在 85% 以上, 而硫铁矿制酸的高、中温回收率仅为 65% [ 1] 。 ( 2) 机械能 机械能转变为热能是在主鼓风机输送炉气或 空气的过程中, 炉气或空气被鼓风机压缩后升压 而获得, 机械能转变为热能量的多少由工艺流程 的设置和工艺参数的选择而定, 一般为总反应热 的 2% ~ 3% 。 ( 3) 能量消耗 工业硫酸生产存在一定 的消耗, 如电 ( 原料 的破碎及输送设备消耗 ) 、蒸汽 ( 固体硫磺的熔化
装置的特性, 符合国家大力发展节能型工业的方 针, 对企业高效利用能源、提升经济效益具有直接 的作用。
硫磺制硫酸装置的能耗低于硫铁矿制硫酸装 置的主要原因有二: 一是大型装置技术装备水平
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川化
2009年第 4期
5 200 m3 液氨球罐安定性的认识
川化股份有限公司 陶 旗
化肥厂
邓永江 潘 聪
摘 要 5 200 m3 液氨球罐作为重大危险源, 其安定 性是极 其重要 的。从多个 方面论 述了影 响氨 球安定性的因素, 介绍了为保证氨球的安 定所做的工作, 并在分析总结历次修理经验的 基础上完 善了氨 球的修理措施。
以硫磺替代硫铁矿焙烧生产硫酸实践
以硫磺替代硫铁矿焙烧生产硫酸实践摘要:介绍了硫铁矿制酸装置利用硫磺替代硫铁矿制酸的三种焙烧方法;结合三种焙烧方法的各自特点提出生产运行中采取的技术措施,并对运行中易出现的问题提出预防和解决方案,对硫磺储存的安全问题也采取了相应的技术措施。
关键词硫磺;硫铁矿;焙烧;储存;硫酸1、以硫磺替代硫铁矿制酸的焙烧方法1.1硫磺与矿渣掺混焙烧法硫磺与矿渣混用作沸腾炉的入炉料,通过调节矿渣的掺兑量,将入炉料的含硫配制在略高于硫铁矿制酸时入炉料含硫的水平,以控制沸腾炉的炉温。
然后通过沸腾炉圆盘给料机对沸腾炉适量、均衡加料,同时沸腾炉出渣口保持连续出渣以保持炉内物料的稳定,确保稳定炉底压力。
1.2沸腾炉纯烧硫磺焙烧法原料硫磺(粒径在5mm以下)经过沸腾炉圆盘给料机向沸腾炉均衡,适量加入,停止排渣。
运行过程中沸腾炉炉内的物料颗粒会出现爆裂,物料内的细小粉尘会被沸腾炉的出口气体带走,当带走的粉尘达到一定量时会表现出沸腾炉炉底压力下降,需定期向沸腾炉内补充矿渣来维持炉底压力的稳定。
1.3硫铁矿掺入硫磺焙烧法在硫铁矿中掺入硫磺,硫磺的掺烧比例以10%—70%不等,而后通过调节硫铁矿烧渣的加入量将沸腾可的入炉料含硫调整至所需的适宜数值。
2 三种焙烧法的技术要点及常见事故的预防和处理2.1硫磺与矿渣掺混焙烧法该焙烧法与硫铁矿制酸相近,二种焙烧法可维持相同的沸腾炉焙烧温度。
由于粉末硫磺的堆积密度一般在1.0kg/L左右,在相同的焙烧条件下,较小的堆积密度使硫磺相对于硫铁矿更容易带到沸腾炉的上部空间去燃烧,硫酸装置在采用硫铁矿制酸时沸腾炉的过渡段和扩大段从不出现结“灰瘤子”,而以硫磺替代硫铁矿制酸时则频繁出现。
为避免沸腾炉上不出现“灰瘤子”,应该注意以下几点:①、硫磺的水分控制在w(H2O)5%—10%为佳。
②、操作中宜适当加大沸腾炉二次风的开启量以改善沸腾炉上部空间的燃烧环境。
③、操作中沸腾炉的炉底压力应适当提高,以减少带到沸腾炉上部空间燃烧的含硫物质量。
矿石与硫磺制硫酸工艺研究对比
矿石与硫磺制硫酸工艺研究对比采用矿石制酸工艺,若装置生产能力为年产15万t硫酸。
矿石经提取矿中有效成分硫元素后,产出的大量矿渣部分处理到钢铁厂作为炼铁原料,大部分作为水泥厂生产中的添加料,以调整水泥原料成分,增加水泥强度。
矿石制酸工艺存在的最大问题是对环境污染大,大量的污水、粉尘及矿渣严重影响着周围环境;另外操作环境恶劣、操作强度高。
同时能耗也高,环保费用无法承受。
而在人们对环境质量要求越来越高,政府对环境整治决心越来越大的现状下,上硫厂的硫酸生产到了非采取“行动”不可的时候了。
是保留原生产工艺--矿石制酸,而加大环保治理投入,还是选择从工艺流程上改进措施,从根本上解决问题?经过认真深入的分析研究,最终上硫厂选择了工艺改进的方案,由矿石制酸改为硫磺制酸工艺,即以液体硫磺为原料来生产硫酸,从根本上解决了矿石制酸生产时产出的大量污水、粉尘、矿渣对环境的污染问题。
使上硫厂从沉重的环保困境中得以解脱,使生产经营步入良性循环。
1 矿石制酸工艺流程93%硫酸1.2过程分析 (1)矿料矿料为硫铁矿,主要成分为FeS2。
矿料平均含硫量 为30%,且各矿区 的含硫量波动较大,并含有砷、氟等有害元素。
因为生产1 t 硫酸需耗 1 t 矿料,故矿料需求量 大。
由此造成了运输量巨大 ,运输费用高,且 堆放场地大等问题 。
(2) 粉碎因为进厂的矿料大小不一,且有部分块料。
在进入沸腾炉焙烧之前必须进行破碎,以达到3.5 mm X 3.5 mm 以下的要求。
大块料采用腭式 破碎机破碎,再用反击式破碎机进一步破碎。
在此过程中产生大量粉尘,对环境污染相当严重 ,能耗也大。
(3) 焙烧破碎合格的矿料投入沸腾炉焙烧,二硫化铁与空气中的氧反应生成二氧化硫。
反应式如下:4FeS2+11Q2=8SQ+2Fe2C3+3 305.36 kJ由此可知,每生产 1 mol SO 2产生 0.25 mol Fe 2O3矿渣。
其中S 的原子 转化率为100%, O 的原子转化率为 72.7%。
综合利用硫磺制酸高温废热发电保护环境提高经济效益
综合利用硫磺制酸高温废热发电保护环境提高经济效益摘要:在硫磺制酸的过程中,硫磺在焚硫炉内燃烧,此时所产生的炉气的温度通常高达1000℃~1050℃,所产生的热气如果直接排出去不仅会对空气和环境造成极大的污染,而且还会使这些高温能量形成浪费,不利于可持续发展。
根据相关数据统计,年产80kt硫酸的制酸企业,这些余热的能量总计约为30×10kJ/h。
如果这部分热量能用在发电上,不仅能较少排空污染,而且还能提高经济效益,实现经济与环境的双赢,除此之外,在不外电网遇到紧急状况,如停电等,硫酸装置还可以正常维持生产,也在一定程度上保证了生产的可靠性。
本文从实际出发,稽核工作经验,对综合利用硫磺制酸高温度发电保护环境提高经济效益的相关内容进行说明,为该领域的研究提高参考。
关键词:硫磺制酸;高温余热;保护环境;经济效益硫酸是一种酸,高浓度的硫酸有强烈吸水性,可用作脱水剂,碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。
与水混合时,亦会放出大量热能。
其具有强烈的腐蚀性和氧化性,故需谨慎使用。
是一种重要的工业原料,可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等,也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。
常用作化学试剂,在有机合成中可用作脱水剂和磺化剂。
在工业上一般使用硫磺制酸的方法进行硫酸的制备。
在硫磺制酸的过程中,焚硫炉内的高温气体排空会造成空气的污染和资源的浪费,因此研究硫磺制酸高温度发电保护环境提高经济效益的意义非凡,本文对相关内容进行研究和说明。
一、概述在硫磺制酸的具体过程中,硫磺在焚硫炉内燃烧正常的工况下,炉气的温度要高达1000℃~1050℃之间,但是在后面的转化器重,进口温度只需要430℃,这一部分的预热的数量约为25GJ/h,转化器一段出口温度为580℃,二段进口温度为440℃,这个阶段的余热为6GJ/h,转化器四段进口温度为440℃,进第二吸收塔的温度为200℃。
这一部分的余热为8GJ/h,再加上转化器二、三段出口,可供利用的余热量较少,不考虑加以利用的余热,总余热资源约为41GJ/h。
硫黄制硫酸
目前,除用硫铁矿制酸外,还有硫黄制酸、冶炼烟气制酸等。 天然硫黄的开发和从天然气中回收硫黄为硫酸生产提供了丰富的原 料基础。 硫黄制酸特点:与硫铁矿制酸相比,硫黄制硫酸有很多优 点,如炉气中二氧化硫与氧的含量可相应提高,有利于提高生产 能力;硫磺含杂质少,焙烧前经纯化去掉的杂质,所得炉气无需 复杂精制过程即可直接降温进入转化系统,工艺流程简单,投资 费用少;硫黄燃烧不产生废渣,无烧渣排除和处理的困难。
硫黄的性质:
1、物理性质 块状硫黄为淡黄色块状结晶体,粉 末为淡黄色粉末,有特殊臭味 2、化学性质:能溶于二硫化碳,不溶于水,能与 氧气反应燃烧。
硫黄制酸的反应原理
以硫黄为原料生产硫酸经过3个化学反应:
硫单质燃烧
NO.1:S2 + 2O2 = SO2 +Q
当采用不含有砷、硒、氟的硫黄为原料时,可制得合格炉气, 经适当降温后直接进入转化炉进行SO2 气体的催化氧化,然后 经吸收制成合格的硫酸产品。 SO2 催化氧化
结束!谢谢!
硫黄制酸的一种典型工艺流程图
1-焚硫炉;2-废热锅炉;3-省煤-过热器;4-第一过热器;5-转化器;6-第一换热器; 7-第一吸收塔;8-第二吸收塔;9,10,14-冷却塔;11,12,15-贮酸槽;13-干燥塔;16鼓风机
流程说明:
空气经鼓风机加压后送入干燥塔,用浓硫酸干燥。 干燥空气在焚硫炉内与液体硫黄反应,生成二氧化硫气体。 高温二氧化硫气直接进入废热锅炉,气温降到合适温度进入转化器。 转化采用3+1式两次转化工艺;一次转化时,转化气分别通过一段 床,第一过热器,二段床、第一换热器Ⅰ、三段床、第一换热器Ⅱ, 再进入第一吸收塔; 经过一次吸收后的转化器再次通过第一换热器Ⅱ(壳程),第一换 热器Ⅰ(壳程),在进入转化器四段,进行第二次转化; 从转化器四段出来的气体,在省煤-过热器内冷却,然后进入第二 吸收塔,用浓硫酸将第二次生成的三氧化硫吸收。尾气通过烟囱排 入大气。
硫酸工业“三废”治理
包括二氧化硫尾气、酸性废水、硫铁矿烧渣和中和渣等废渣。
能量消耗及废热回收
硫酸生产存在一定的消耗,如电(原料破碎及输送设备如鼓风机、泵
消耗)、蒸汽(固体硫磺熔融消耗)和各种辅助燃料等。
硫酸生产是一个放热过程,反应热主要来源有4个部分:含硫原料的 燃烧、二氧化硫的氧化、气体干燥和三氧化硫的吸收。通常,设置 火管或水管废热锅炉回收高温废热生产蒸汽,蒸汽用于发电或直接 应用;设置过热器、省煤器等设备回收中温废热,将中压饱和蒸汽转 变为过热蒸汽和加热锅炉给水,提高了蒸汽的品质和产率。
生存;冶,磷
石膏、硫化氢和废酸裂解气制酸等占有少量的份额。当然,风险依然存在, 因为这一格局包含着对国际硫磺市场过多的依赖,而国际硫磺市场不仅受 资源、生产、消费和运输的影响,而且受经济形势和政治形势的影响,任
何一根杠杆的倾斜都有可能导致供需关系的失衡,况且还存在着诸如自然
灾害等不可预见因素。历史上因硫磺价格飞涨而导致硫酸企业损失惨重的 教训值得记取。从这个意义上来说产业信息化至关重要,及时准确地了解 国际市场信息是企业规避风险的第一道防线,而国家则应最大限度地发挥
宏观调控作用,防止硫磺无序进口,以保持国际市场的供需平衡。与此同时
,要大力提高硫铁矿制酸装置的技术水平,降低消耗,减少污染,提高竞争力 ,使其成为抵御国际硫磺市场风险、保证国民经济正常运转的重要后备资 源。
前国内仅有少数硫酸企业将中和渣制成建筑材料,大部分企业都采用堆存
处理,存在二次污染的问题。
具体工艺分析
具体工艺分析
具体工艺分析
我的建议
国家政策扶持,政府鼓励。
硫酸工业实现节能减排离不开国家政策的扶持和相关法律法规的保障,切实加强节能减
排法规建设,国家制定的各项政策、法规要体现对节能减排的鼓励,如在/硫酸行业清洁 生产评价指标体系的指导下,对硫酸企业实行退税政策,而不是征收排污费政策。在税收 方面,国家应加快制定和完善鼓励节能减排的税收政策,允许将免征增值税的循环经济产 品所耗原料的进项税额作为非循环经济产品的销项税额。在能源政策方面,国家应尽快 建立、健全有效的节能和废热利用激励机制,国家应协调电力部门平等对待发电厂电价 和硫酸装置废热发电电价,对硫酸企业来说,目前发电上网价格仅012元/kWh左右,而用电
硫磺制酸
目录绪论 (2)1 熔硫岗位操作规程 (3)1.1岗位任务与治理范围 (3)1.2工艺流程与操作指标 (3)1.3开、停车方法 (4)1.4岗位操作要点 (6)1.5不正常现象及处理方法 (7)2 焚硫及转化岗位操作法 (8)2.1岗位任务及治理范围 (8)2.2工艺流程与操作指标 (8)3 干吸岗位操作法 (11)3.1岗位任务与治理范围 (11)3.2工艺流程与操作指标 (11)4 锅炉岗位操作法 (14)4.1岗位任务与治理范围 (14)4.2工艺流程与操作指标 (14)5 汽轮机、风机岗位操作法 (16)5.1岗位任务与治理范围 (16)5.2操作指标 (16)6 脱盐水岗位操作法 (17)6.1岗位任务与治理范围 (17)6.2工艺流程与操作指标 (17)结论 ................................................ 错误!未定义书签。
参考文献 .............................................. 错误!未定义书签。
致谢 . (21)绪论硫酸是重要的化工原料,生产硫酸的原料主要有硫磺,冶炼烟气和硫铁矿。
硫磺是当前世界硫酸生产的主要原料,全世界硫磺制酸约占75%,硫铁矿制酸约占16%。
与硫铁矿制酸相比,硫磺制酸具有投资省,流程简单,能源利用率高和操作人员少等优点,比硫铁矿制酸更经济,并可减少废水和废渣排放,更好的达到环保要求。
由于天然硫资源缺乏,近几年由于国际硫磺价格降低,国内硫铁矿供应紧张,促使国内硫磺制酸得到很快发展(见附图1)。
我国硫磺制酸发展需要注意以下几点:1﹑装置大型化对于硫磺制酸来说,由于工艺流程短,操作控制容易,装置易大型化。
2﹑采用两转两吸新工艺,选用新型催化剂两转两吸流程在工艺﹑设备上日趋成熟,新建装置应尽量采用两转两吸流程,同时应选用高活性﹑低燃点和低压降的新型钒催化剂,从而提高转化率,降低能耗和减少二氧化硫排放。
硫铁矿制备硫酸的反应原理
硫铁矿制备硫酸的反应原理以硫铁矿制备硫酸的反应原理为标题,本文将介绍硫铁矿制备硫酸的反应原理及其过程。
硫酸是一种广泛应用于化工、冶金、制药等行业的重要化学品。
硫铁矿是一种常见的硫化物矿石,其中含有较高比例的硫元素。
利用硫铁矿制备硫酸的过程主要包括矿石的破碎、浸出、氧化等步骤。
硫铁矿需要进行破碎。
由于硫铁矿通常呈块状或粉末状,需要通过破碎设备将其破碎成适当的颗粒大小。
较小的颗粒有利于后续的浸出和氧化反应。
接下来,进行硫铁矿的浸出。
浸出是将硫铁矿暴露在适当的浸出剂中,使其中的硫元素溶解出来的过程。
常用的浸出剂包括水、酸等。
在实际操作中,通常会选择浸出剂的浓度、温度和浸出时间等条件,以提高硫元素的溶解度和浸出效率。
硫铁矿中的硫元素主要以硫化物的形式存在,如FeS2。
在浸出的过程中,硫化物会与浸出剂中的氧气发生反应,生成硫酸根离子。
这个反应可以用下述化学方程式表示:FeS2 + 7O2 + 2H2O → FeSO4 + H2SO4其中,FeS2表示硫铁矿,O2表示氧气,H2O表示水,FeSO4表示硫酸铁,H2SO4表示硫酸。
这个反应是一个氧化反应,硫化物中的硫元素被氧化成了硫酸根离子,同时还生成了硫酸铁。
硫酸根离子溶解在浸出液中,而硫酸铁则可以通过一系列的分离和纯化步骤得到。
需要注意的是,在实际操作中,为了提高反应速率和浸出效果,通常会加入一些助剂,如氧化剂或酸性催化剂。
这些助剂的选择和控制对反应的进行起着重要的作用。
总结起来,硫铁矿制备硫酸的反应原理是通过破碎和浸出的过程将硫铁矿中的硫元素溶解出来,然后与氧气反应生成硫酸根离子和硫酸铁。
这个反应是一个氧化反应,需要在适当的条件下进行,同时可能需要加入助剂来促进反应的进行。
通过一系列的分离和纯化步骤,可以得到纯度较高的硫酸。
硫铁矿制备硫酸的反应原理在实际应用中具有重要的意义,可以为各个行业提供所需的硫酸原料。
硫铁矿与硫磺制酸的比较(翻译)
硫铁矿与硫磺制酸的比较现代接触法制酸通常采用钒触媒作催化剂,由于钒触媒对炉气成分及有害杂质有严格的要求,因此,原料的不同产生不同的制酸工艺。
综合起来,基本分为如下六大工序:目前,主要有硫铁矿制酸和硫磺制酸,下面从原料、工艺流程、能耗及能量回收利用、装置成本等方面对两种制酸工艺分别进行比较。
1.原料品质一般来说,硫铁矿ω(S)为20 %~50 %。
在大部分情况下,矿中的杂质会影响制酸装置的操作,必须从烟气中除去。
砷会使催化剂中毒而失去活性。
通常的处理方法是用水冷却和洗涤气体,然后对洗涤塔排出的废稀酸进行处理以回收砷渣;或者更常见的做法是使砷生成不溶性化合物而固定。
经过洗涤后的气体通常必须采用两级高效电除雾器来完全脱除砷。
铅的性质与砷类似,一些装置曾发生过由于铅和铋而导致稀酸冷却器结垢堵塞,从而增加了维修成本。
氟化物在硫铁矿中不常见。
然而,如果循环酸中的氟化物浓度高于0.1 g/L,可采取特殊的处理方法将其除去,如将硅酸钠注人湿气体冷却部分。
有时,硫铁矿中会有微量的氯化物存在。
在气体净化工序,如果氯化物浓度超过0.2 g/L,不锈钢容易发生腐蚀。
少量的汞也会偶然地出现在硫铁矿中。
汞容易以蒸汽或细雾粒的形式从气体洗涤设备中逃逸。
在设计电除雾器时,必须特别注意避免铅汞合金的形成。
汞会污染产品酸,使换热器堵塞,且非常难以除掉。
当发现汞的数量多,影响生产时,可以用甘汞(氯化亚汞)法从硫酸装置原料气中加以脱除。
在硫铁矿制酸装置中,气体含有更多的粉尘,必须使用更有效的净化设备。
特别是在第一转化段,粉尘会堵塞催化剂,使其压力降上涨。
在干吸工序,粉尘还会堵塞除雾器并使产品酸变色。
与上述相比,硫磺制酸装置采用的市售硫磺通常杂质较低,并且几乎不存在金属杂质。
灰分质量分数在0.005 %~0.02 %,烃质量分数在0.01 %~0.25 %,这是炼油厂回收硫磺的典型数据。
如果使用固态硫磺,则必须包括熔融和过滤设备。
2.原料经济性从历史上看,当硫磺价格太高或供应短缺时,替代原料常常就会被拿来研究。
硫酸亚铁和硫磺、硫铁矿混合制酸技术的应用和进展
硫酸亚铁与单质硫及硫化物混合制硫酸和铁精 粉, 自 2003 年 8 月开始试验至今已达 12 年 之久, 第 一套 1 200 t / d 单系列大型装置于 2011 年 3 月 一次 开车 达 产 , 至今已稳定运行 4 年余, 其后在国内大 型 硫酸法钛白粉厂配套的硫酸装置和钛白粉厂就近的 硫精砂制酸装置上推广。经过我院正规设计的装置 已达 9 套, 其 中: 300 ~ 400 kt / a ( 1 000 ~ 1 200 t / d ) 装置共 5 套, 已 投 产 4 套, 另 一套 正 在 单 体 试 车 中; 220 kt / a( 660 t / d) 装置共 2 套, 正在建设中; 240 kt / a ( 720 t / d ) 装置 一套 正 在 设计中; 160 kt / a ( 500 t / d ) 装置一套, 已稳定运行 6 年。 大型装置投产后, 最高日产酸分别是: 硫酸亚铁 + 硫磺为 1 360 t; 硫酸亚铁 + 硫磺 + 硫精砂为 1 200 t; 中型装置在 硫酸 亚铁 + 硫 精 砂 时为 550 t。 铁 精 粉铁含量大于 60% 。 FeSO4 ·H2 O、 加入的硫酸亚铁有 FeSO4 ·7H2 O、 废酸浓缩分离 出 的 硫酸 亚铁 ( 含 FeSO4 · H2 O 和 游 离 H2 SO4 ) 等, 吨 酸 加 入 量 一 般为 300 ~ 400 kg, 以 FeSO4 ·H2 O 加入量为最高, 达 600 kg 以 上, 蒸汽 产 量一般减少 30% 左右。 目 前 有 厂 家 用 含 其 他固 相 物很高的单质硫掺烧亚铁, 以降低成本。 上 述 大 型装置 均 与大 型 硫酸 法 钛 白 粉 配 套, 中 型装置是外来硫酸 亚铁 掺烧, 这 两 种类 型 其 设计 理 后者 体 现 资 念是有差异的。前 者立足 于 循环 经济, 源利用, 掺烧后可 增 加铁 精 粉 产量, 提高铁 含 量, 降
硫铁矿制酸原理
硫铁矿制酸原理硫铁矿是一种常见的矿石,含有丰富的硫和铁元素。
在工业生产中,硫铁矿不仅可以用于提取铁,还可以用于制酸。
那么,硫铁矿是如何制酸的呢?接下来我们就来详细介绍硫铁矿制酸的原理。
首先,硫铁矿制酸的原理是基于硫铁矿中含有的硫元素。
硫铁矿经过破碎、浮选等工艺后,得到的硫铁矿浓缩物中含有较高的硫含量。
接着,将硫铁矿浓缩物进行烧结,使其中的硫元素氧化成二氧化硫。
在烧结的过程中,加入适量的空气,使得硫元素与氧气发生反应,生成二氧化硫气体。
烧结后的产物称为烧结矿,其中含有大量的二氧化硫。
其次,烧结矿中的二氧化硫可以进一步被氧化成三氧化硫。
通过将烧结矿放入转鼓窑中,控制好氧气的流量和温度,使得二氧化硫气体与氧气充分反应,生成三氧化硫。
三氧化硫是一种无色有刺激性气体,是制酸的重要原料之一。
最后,将得到的三氧化硫气体进一步氧化,生成硫酸。
将三氧化硫气体引入吸收塔中,通过与水充分接触,发生气液反应生成硫酸。
硫酸是一种无色透明的液体,是工业生产中应用广泛的化工产品。
总的来说,硫铁矿制酸的原理是通过将硫铁矿中的硫元素氧化成二氧化硫,再将二氧化硫氧化成三氧化硫,最终生成硫酸。
这一过程是工业生产中非常重要的一环,硫酸是许多化工产品的重要原料之一,对于工业生产有着重要的意义。
在实际生产中,硫铁矿制酸的过程需要严格控制温度、氧气流量等参数,以确保反应能够顺利进行,同时也要注意处理好生成的二氧化硫和三氧化硫气体,避免对环境造成污染。
因此,硫铁矿制酸不仅需要深入理解化学原理,还需要严格遵守环保要求,确保生产过程安全、高效、环保。
总之,硫铁矿制酸的原理是通过氧化硫铁矿中的硫元素,最终生成硫酸。
这一过程在工业生产中具有重要的应用价值,对于化工行业的发展起着重要的推动作用。
希望本文对硫铁矿制酸的原理有所帮助,谢谢阅读!。
硫铁矿的主要用途是制硫酸
硫铁矿的主要用途是制硫酸硫铁矿是一种含有大量硫化铁矿物的矿石,其主要成分是黄铁矿(FeS2)。
硫铁矿的主要用途是制备硫酸,这是因为硫铁矿中的二硫化铁可以通过氧化反应转化为二氧化硫(SO2),再经过氧化反应生成三氧化硫(SO3),最后与水反应形成硫酸(H2SO4)。
硫酸是一种重要的工业化学品,广泛应用于多个领域。
以下将对硫酸的用途进行详细介绍。
1. 冶金工业:硫酸在冶金工业中起着至关重要的作用。
它经常用于从矿石中提取金属。
例如,矿石中的铜、铅、锌等金属可以通过浸出法从硫酸中获得。
此外,硫酸还用于矿石的熔炼和提纯过程中。
2. 化学工业:硫酸被广泛用于制备其他化学品。
例如,它是制造肥料和农药的重要原料。
硫酸还用于制造酸洗剂、漂白剂、染料和颜料等化学品。
3. 石油工业:硫酸在石油工业中具有多个用途。
首先,它用于炼油过程中的脱蜡和酸化反应。
其次,硫酸被用于酸化碱洗处理过程,以去除石油中的硫化氢等杂质。
此外,硫酸还是制备合成橡胶和其他石油化工产品的重要原料。
4. 纤维工业:硫酸在纤维工业中也扮演重要角色。
例如,它是制造纤维素纤维(如人造丝)的重要溶剂。
此外,硫酸还用于染料、颜料和化纤的制造过程中。
5. 电池工业:硫酸是制造电池的基本原料之一。
蓄电池(如铅酸蓄电池)中的电解液通常就是硫酸。
6. 医药工业:硫酸也被广泛应用于医药工业中。
它是制备药物的一种重要原料,并被用于制造抗生素、麻醉剂等药物。
除了以上主要的应用领域,硫酸还可以用于制作洗涤剂、玻璃、陶瓷、纸浆和纸张等。
由于硫酸的广泛应用以及其在重要工业过程中的关键地位,硫铁矿作为硫酸的主要来源之一,具有非常重要的经济价值。
总结起来,硫铁矿的主要用途是制备硫酸,而硫酸则在冶金、化学、石油、纤维、电池、医药等多个工业领域中发挥着重要作用。
硫铁矿作为硫酸的主要原料之一,对工业发展和国民经济具有重要意义。
硫铁矿接触法制硫酸的生产工艺毕业设计
硫铁矿接触法制硫酸的生产工艺毕业设计一、硫铁矿接触法制硫酸的工艺流程1.矿石破碎:将硫铁矿脱除杂质后,通过破碎机将矿石进行粗碎。
2.矿石预热:将粗碎后的矿石用预热炉进行预热,使其达到合适的反应温度。
3.矿石还原:将预热后的矿石送入还原炉中,通过高温还原反应使硫铁矿中的硫含量转化为二氧化硫。
4.氧化反应:将二氧化硫与空气中的氧气进行接触反应,生成二氧化硫。
5.吸收:将二氧化硫气体通过塔式吸收器,与稀硫酸进行接触吸收,生成硫酸溶液。
6.制酸:吸收后的硫酸溶液通过浓缩、脱水等工艺步骤,得到浓硫酸成品。
二、硫铁矿接触法制硫酸的工艺条件和控制要点1.温度控制:矿石还原和氧化反应需要一定的温度条件。
还原炉中的温度通常控制在900-1200℃,氧化反应的温度通常控制在400-600℃。
2.氧气控制:氧化还原反应中,要确保有足够的氧气供给,以保证硫铁矿中的硫能被完全转化为二氧化硫。
3.矿石粒度和成分控制:矿石经过破碎和预热后,需达到适当的粒度和成分,以保证反应充分进行。
4.吸收剂浓度控制:吸收剂浓度是影响吸收效果的重要因素,需要根据实际情况进行调整。
5.浓缩和脱水过程控制:制备浓硫酸时,需要对硫酸溶液进行浓缩和脱水处理,这些过程中温度、压力、流速等参数需要进行精确控制。
三、硫铁矿接触法制硫酸的工艺优缺点1.原料广泛:硫铁矿是一种丰富的资源,成本较低,使得硫铁矿接触法制硫酸具有经济性优势。
2.二氧化硫收率高:硫铁矿接触法能够高效地将硫铁矿中的硫转化为二氧化硫,收率较高。
3.水资源利用率高:该工艺中,硫酸的制备过程中水能够得到更好的利用,减少水资源的浪费。
该工艺也存在一些缺点:1.环境污染:硫铁矿接触法制硫酸的过程中会产生大量的二氧化硫,可能对环境造成一定污染。
2.能耗高:硫铁矿接触法制硫酸的过程中需要大量的能源供给,能耗较高。
3.硫铁矿的选择性要求高:为了保证反应的效果,需要选择合适的硫铁矿石进行制酸。
综上所述,硫铁矿接触法制硫酸是一种重要的硫酸生产工艺,具有成本低、收率高等优点,但也面临环境污染、能耗高等挑战。
硫铁矿制酸原理
硫铁矿制酸原理
硫铁矿是一种重要的资源,除了用于提取金属铁外,还可以用来制酸。
硫铁矿制酸的原理是通过氧化反应将硫铁矿中的硫化物转化为硫酸。
这一过程在工业生产中有着重要的应用,下面将对硫铁矿制酸的原理进行详细介绍。
首先,硫铁矿制酸的关键步骤是氧化反应。
硫铁矿中的主要成分是硫化铁,而硫化铁在氧气的存在下会发生氧化反应,生成二氧化硫和三氧化硫。
这两种气体在水的存在下会形成亚硫酸和硫酸。
这一系列反应可以用化学方程式表示为:
FeS2 + 7/2 O2 → Fe2O3 + 2SO2。
2FeS2 + 11/2 O2 → 2Fe2O3 + 4SO2。
其中,FeS2代表硫铁矿,O2代表氧气,Fe2O3代表氧化铁,SO2代表二氧化硫。
其次,硫铁矿制酸的反应条件包括温度、压力和催化剂。
在工业生产中,通常会选择在较高温度下进行氧化反应,以促进硫铁矿
中硫化物的氧化。
此外,适当的压力和催化剂也可以加速反应速率,提高硫铁矿制酸的效率。
最后,硫铁矿制酸的产物主要是硫酸。
硫酸是一种重要的化工
原料,在冶金、化肥、医药等领域有着广泛的应用。
因此,通过硫
铁矿制酸可以获得大量的硫酸,满足不同行业的需求。
总的来说,硫铁矿制酸的原理是通过氧化反应将硫铁矿中的硫
化物转化为硫酸。
这一过程需要在一定的温度、压力和催化剂条件
下进行,最终可以得到硫酸这一重要的化工产品。
硫铁矿制酸在工
业生产中有着广泛的应用,对于提高资源利用率、促进产业发展具
有重要意义。
硫铁矿制酸与硫磺制酸的比较
硫铁矿制酸与硫磺制酸的比较作者:***来源:《科学与财富》2020年第23期摘要:介绍硫铁矿制酸和硫磺制酸的工艺流程,比较硫铁矿制酸与硫磺制酸在原料、装置、工艺及成本方面的不同,说明硫铁矿制酸与硫磺制酸在未来硫酸工业中的发展趋势,论述选择硫铁矿还是硫磺做原料的经济性。
关键词:硫酸;硫铁矿;硫磺;比较1绪论1.1现代硫酸生产技术的特点①强化生产,降低投资。
②降低系统阻力,节约动力消耗。
③提高余热利用效率。
④采用耐腐蚀材料,保证设备可靠运转。
⑤消除污染。
⑥生产设备的大型化和集中化。
1.2 硫酸的工业制法当今工业硫酸的生产方法主要为接触法。
反应原理:硫铁矿或硫磺燃烧制取二氧化硫,二氧化硫氧化成三氧化硫,三氧化硫跟水化合生成硫酸。
以硫铁矿为原料时步骤如下4FeS2+11O2=====2Fe2O3+8SO23FeS2+8O2=====Fe3O4+6SO22SO2+O2=====2SO3SO3+H2O=====H2SO41.3生产原料硫酸的生产原料通常是指能够制得SO2的含硫原料。
工业上所用的含硫原料主要有硫磺、硫铁矿、有色金属冶炼副产的含SO2的烟气、石膏和含H2S的气体等。
2硫铁矿制酸的工艺2.1硫铁矿制酸的工艺过程硫铁矿经破碎、筛分处理后被投进沸腾炉中焙烧,产生900℃左右SO2气体,经过废热锅炉后降为450℃左右并除去较大的粉尘颗粒,经旋风除尘器进一步除去一些粉尘颗粒,而后进入电除尘器进一步除去较小粉尘颗粒,之后依次经过洗涤塔、间冷器等更进一步洗去粉尘并降低气体温度,再经两级电除雾器除去气体中的酸雾,之后气体进入干燥塔干燥。
干燥之后的SO2气体进入转化器在催化剂的作用下与空气中的氧反应使SO2转化为SO3气体,转化过程中释放出部分余热经换热器使SO3气体温度降低,之后进入第一吸收塔,第一吸收塔吸收后的尾气中仍然含有一定量的SO2和SO3气体,再一次进入转化器转化,进入第二吸收塔吸收,离开第二吸收塔的尾气中含只有极少量得SO2和SO3气体,再经处理达标后排放。
硫铁矿制酸装置改为硫磺制酸的工艺及经济分析
wa c iv d b s do h xsige up n ,a d tee o o n e s n lzd. s a he e ae n tee it q ime t n h cn my idx Wa a aye n
Ke r s: y wo d c d p o u 6o p a aus r n f r t a i r d e n a p r t ;ta so ma in;p o e s o rc s
围的环境 , 给硫酸厂正常生产造 成威胁。为确保 装 置 能长 期 稳定 、 经济 运 行 , 不改 变 装置 工 艺 流 在
程 和现 有设 备 的基 础 上 , 19 于 99年 , 培 烧 硫 铁 把 矿 沸腾 炉改 为 固体 硫 磺 掺烧 石 英 砂 工 艺 。在 运行 过程 中 由于废 热锅 炉 出 口的含 尘 量 低 于原 电尘 出 口气体 含 尘 , 20 于 02年 拆 除 了 电尘 设 备 。现 将 此
我公 司属 云南 高原 地 区 , 一套 2 有 0世纪 6 0年 代设 计 、O年 代建 成投 产 的 1 8 4万 吨/ 硫铁 矿 制 年 酸装 置 , 置所 用硫 铁 矿 来 源 于广 东 , 用铁 路 运 装 采 输 , 于运 输 费用 的上 涨 , 酸 生 产 成 本 增 加 ; 由 硫 加 之 , 装 置 在 运 行 过 程 中产 生 大 量 渣 、 , 染 周 该 尘 污
LiLia f ng
( he yl rnh u nnN trlG sC e cl o pn ,K n n 5 13. hn ) T reC ceBa c ,Y n a aua a hmi m ay umig6 0 1 C ia aC
Ab t a t sr c : De ce c n t e p o c i n o u f r c d fo p rt s n r d e r m h p c n i n n a i f i n y i h rdu t f s lu i a i r m y ie Wa i t uc d fo t e a e to e v r me t o c o s f o l
硫酸生产工艺的发展状况
硫酸生产工艺的发展状况摘要:硫酸对于我国工业生产而言具有很大作用,其应用范围广泛,尤其是化学工业中的地位较高,不仅能生产无机化学肥料,还能作为基础工业原料,因此其生产工艺将会直接决定我国农业经济及工业经济发展进程,工作人员需要充分了解硫酸生产各工艺的特性,进而为我国硫酸生产工艺稳定长远发展奠定基础。
为此,本文就以硫酸生产工艺为例,对其发展状况进行深入分析。
关键字:硫酸;生产工艺;发展状况引言:随着我国工业经济的快速发展,目前我国硫酸工业得到了大幅度提升,硫酸工程无论其质量还是水平都发展良好,对我国国民经济发展起到了推波助澜的作用,因此我国对于硫酸生产工艺格外重视并引入了先进的技术以及装备,其目的就是为了提高我国硫酸工艺水平。
硫酸生产原料较为多元化,不同生产原料制作工艺以及应用要点就具有一定需求,因此工作人员需要充分掌握各原材料特性,合理选择生产工艺开展作业,进而提高硫酸生产水平,同时还需要从不同角度开展综合考虑,在优化硫酸生产体系的同时做好生态环境保护工作,控制硫酸生产成本。
一、硫酸生产工艺概述目前我国硫酸生产工艺主要是包括硫铁矿制酸以及硫磺制酸,其中硫铁矿制酸主要是通过沸腾燃烧方式提炼出硫铁矿中硫元素,再通过气体净化吸收的方式生产出硫酸,而硫磺制酸主要是以硫磺为主,通过不同方式提高液体硫磺温度,如快速熔流、液体硫酸燃烧等,通过设备将其转化为固体硫酸。
其次,我国硫酸生产原料多元化,不同生产原料特性以及化学反应都具有很大不同,工作人员需要了解各生产原料特性,根据其特性选择相应的方式进行生产,进而提高硫酸生产质量,如冶炼烟气制酸、硫磺制酸、硫酸盐制酸、硫铁矿制酸等,工作人员需要掌握各生产方式特性,根据实际生产需求选择不同的技术开展制作,保证硫酸生产符合工业生产需求,为我国工业发展奠定基础。
二、硫酸生产工艺的发展状况分析1、硫铁矿生产硫铁矿作为我国的特有资源,可以保持一定规模的硫铁矿制酸能力,有效提高我国经济发展,并且工作人员利用硫铁矿开展硫酸制作可以弥补国外硫资源,节约硫酸制作成本,因此相关学者要以国际市场以及我国发展现状为依据,为我国硫酸生产工艺争取有利条件,做好调节与平衡。
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川化
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总结与交流
硫铁矿制硫酸与硫磺制硫酸的能源利用分析
生产部 费艳雪
摘 要 分析比较了硫铁矿制硫酸装置和硫磺制硫 酸装置 在物料 消耗、能源利 用方面 的技术 及成 效, 并探讨了硫酸工业的发展方向。比较证明, 硫磺制硫酸工艺具有物料消耗较少、副产蒸 汽多等优点 , 能有效地利用余热资源, 更具节 能潜力, 符合环境友好、资源节约的生产理念。
硫酸生产中存在不同温位的废热, 根据载热 介 质温位的高低, 焙烧或燃烧工序产生的 1000∀
左右的热烟气及沸腾层中 850 ∀ 床层的热能称为 高温废热; 转化工序产生的 500~ 600 ∀ 转化气的 热能称为中温废热; 干吸工序 100 ∀ 左右循环酸 的热能称为低温废热。就量而言, 生产中高温废 热占废热总量的大部分, 低温废热仅占总量的 20% ~ 30% 。通常, 高温废热的回收方式是设置
关键词 硫酸生产; 硫铁矿 ; 硫磺; 能 源利用; 分析
1概 况
工业硫酸的生产按二氧化硫的氧化方法不同 分为 2类: 一类是亚硝基法; 另一类是接触法。根 据制酸原料的不同, 接触法又分为硫铁矿制硫酸、 硫磺制硫酸、冶炼烟气制硫酸和硫酸盐制硫酸 4 种。目前, 国内工业硫酸生产采用较多的是硫铁 矿制硫酸和硫磺制硫酸 2种工艺。
( 4) 管壳式酸冷却器 采用阳极保护管壳式酸冷却器, 节省了冷却 水的用量, 降低了生产水消耗。 ( 5) 电气设备
达到了节能目的。
2. 2. 2. 3 使用高效动设备, 提高动设备效率 装置采用高效风机、酸泵。风机、酸泵的效率
是其固有的特性, 在输送介质流量、阻力相同的情 况下, 风机、酸泵的效率越高, 则能耗越低 [ 2] 。 2. 3 节能效果比较
关键词 液氨球罐; 安定性 ; 应力腐蚀; 基础; 支柱; 应力测试; 声发射
川化股份有限公司地处成都平原, 距成都直 线距离不到 30 km, 其化肥厂的 5 200 m3 液氨球 罐 ( 下简称氨球 ) 由于容量大和 装有中度危害介 质液氨而被列为重大危险源, 其安定性 ( 裂纹造 成的破坏及支柱、基础的完好 程度 ) 不仅 关系到 合成氨装置的安全稳定运行, 而且关系到周边人 民群众的生命安全及周边环境的安全。因此, 必 须对其安定性进行全面而详细地测评, 以确保其 安全、稳定运行, 保证人民群众的生命及周边环境 的安全。
节约能源已成为当今世界人们关注的问题, 随着工业生产的不断发展, 能源消耗也日益增加, 合理地回收和利用能源是发展生产的重要条件之
一, 也是实现企业可持续发展和不断提升市场竞
争力的根本所在。硫酸工业的节能主要包括 3个 方面: 提高废热的回收利用率; 降低系统的能耗, 即降低系统压力降; 提高动设备的效率, 即采用高 效风机、酸泵 [ 2] 。
火管或水管废热锅炉回收高温废热生产蒸汽, 再
将蒸汽用于发电或直接利用; 中温废热的回收方 式是通过设置过热器、省煤器等设备, 将中压饱和 蒸汽转变为过热蒸汽及加热锅炉给水, 以提高蒸 汽的品质和产率 [ 2] 。
2. 2. 1 硫铁矿制硫酸装置的能源利用 在 120 kt / a硫铁矿制酸工艺中, 设置水管废
2009年第 4期
川化
15
司硫磺制酸装置的干燥塔和吸收塔采用瓷球拱结 力降占整个生产系统压力降的比例较大, 且运行 构, 填料选用 76 mm 和 38 mm 的异鞍环, 装填 后压降还将增加, 因而干燥塔选用了孟山都公司 高度为硫铁矿制酸装置填料高度的 58% (见表 2) 。 的 ES除雾器, 吸收塔选用了孟山都公司的 CS 考虑到干吸工序干燥塔、一吸塔、二吸塔 3塔总压 IIP 除雾器, 以尽量降低干吸工序的压力降。
111. 17 14. 845
1. 05 0. 945
硫磺制硫酸 0. 345 88 1. 53 0. 19 1. 64
1. 31
从表中可看出: 硫磺制硫酸相对原料消耗少, 吨酸的消耗仅为硫铁矿制酸的 1 / 3, 却比硫铁矿 制硫酸装置每 吨酸多副产 4. 2 MP a的过 热蒸汽
0. 365 ,t 全年多产中压蒸汽 279. 6 kt。 2. 2 能源利用状况
工艺设计时, 将鼓风机置于干燥塔下游, 回收 利用干燥酸的显热和干空气经鼓风机升压而增加
的热量, 从而将中压蒸汽回收率提高了 3% ~ 4% ( 生产 1 t硫酸副产蒸汽产量增加 0. 03 t) , 同时减 少了冷却水消耗 [ 3] 。
2. 2. 2. 2 降低系统压力降 降低硫酸系统的压力降是节能的主要手段,
硫铁矿焙烧 二氧化硫炉气净化、干燥 二氧 化硫的转化 三氧化硫的吸收 尾气吸收。
2007年公司为了将有限的天然气资 源用于 合成氨生产, 减少燃气锅炉耗气, 动工新建了一套 300 k t/ a硫磺制酸装置。其制酸工艺是以硫磺为 原料, 液体硫磺用泵加压后通过喷嘴雾化在干燥 的空气中燃烧, 以接触法 3+ 1 两转两吸工艺生 产 98% 的硫酸产品及其副产品。主要生产工序 为: 硫磺熔融及过滤 焚硫转化 空气干燥及三 氧化硫吸收 排放尾气的处理。
硫铁矿制硫酸和硫磺制硫酸装置的能源回收 利用情况比较见表 3。
表 3 硫铁矿制酸与硫磺制酸装置吨酸能源回收利用情况比较
项目
中压蒸汽 电 低压蒸汽 生产水 脱盐水 除氧水 回收能量
硫铁矿制硫酸
消耗定额 /t
折标准煤 /kgce
0. 945
101. 92
111. 17 kW ! h
- 13. 66
14. 845
川化股份有限公司早在 1958年就建成了一 套硫铁矿制酸装置, 经过不断挖潜改造, 最终形成 了年产 120 kt硫酸的生产规模。其制酸工艺是以 普通硫铁矿或硫精砂为原料, 通过焙烧制取 SO 2 炉气, 再用五氧化二矾 ( V 2O 5 ) 为主体的催化剂通 过一转一吸 (四段转化一次吸收 ) 工艺生产 98% 的硫酸及其副产品。主要生产工序为: 原料准备
热锅炉回收硫铁矿焙烧的反应热产蒸汽, 生产单 位产品可产 4. 2M P a的过热蒸汽 0. 945 ,t 全年副 产蒸汽 113. 4 kt。
但硫铁矿制酸工艺的本身特点决定了废热锅
炉只能回收高温炉气热量的 55% ~ 65% , 其余几 乎全部在后续 净化工 序中损失 掉 [ 2] 。转化 系统
的中温热量受工艺条件的限制, 主要用于预热进 转化的二氧化硫炉气, 以实现转化操作的自热平 衡, 而干吸工序的低位热量未回收利用。 2. 2. 2 硫磺制硫酸装置的能源利用
消耗 ) 、物料 ( 如生产水、压缩空气 ) 和各种辅助燃
料等。硫铁矿制硫酸与硫磺制硫酸单位产品消耗
见表 1。
14
川化
2009年第 4期
表 1 两种工 艺吨硫酸主要消耗及副产蒸汽情况
项目 原料 /t 电 /kW ! h 生产水 /m 3 低压蒸汽 /t 脱盐水 /t 除氧水 /t 副产蒸汽 /t
硫铁矿制硫酸 1. 05 (硫含量 28% )
300 kt/ a硫磺制酸工艺中, 从硫酸工业节能 的 3个方面采取了措施, 提高了能源的利用率, 生 产单位产品可副产 4. 2 MP a的过热蒸汽 1. 31 ,t 全 年副产蒸汽达 393kt, 相当于 全年节约天然气 3. 537 # 108 m 3。 2. 2. 2. 1 余热回收
硫磺制酸工艺中, 在焚硫炉后设置火管废热 锅炉, 在转化工段配置高、低温过热器和 2台省煤 器, 充分利用液硫燃烧产生的高温热能和 SO2 转 化产生的中温位热能, 将饱和蒸汽转变为过热蒸 汽, 提高蒸汽的品质和产率; 在干吸工序设置锅炉 给水预热器吸收低温热加热脱盐水, 提高进除氧 器的水温, 减少低压蒸汽消耗。
实质在于设备的选型和参数的选定。
( 1) 转化工序 转化工序设备多、管道多、阀门多、流程长, 是 压力降较大的工序, 也是硫酸生产系统降低压力 降的主攻目标。催化剂是现代接触法硫酸生产工
艺的核心, 硫磺制酸装置的催化剂装填量为 224 m3, 为有效降压, 我公司的硫磺制酸装置 选用了 孟山都公 司的 XLP - 110、XLP - 220 型催化 剂。 该催化剂强度高、粉化少、活性高, 形状采用环形, 这些特点都大大降低了催化剂床层的压力降。
2 能源利用效果比较
2. 1 硫酸生产中的能量状况
硫酸生产过程中, 燃烧硫磺或硫铁矿生成二 氧化硫、二氧化硫氧化成三氧化硫、吸收三氧化硫 生成硫酸等工艺过程均为放热反应。
( 1) 化学反应热 硫酸生产过程中, 存在含硫原料的燃烧热、二 氧化硫的转化热、三氧化硫的吸收热、空气干燥硫 酸的稀释热和硫酸循环槽内硫酸的稀释热和混合 热。理论计算表明: 生产单位产品 ( 1 t 100% 硫 酸 , 下同 ) 的硫磺燃烧热和二氧化硫氧化热为 4 000 M J, 以硫磺为原料的反应热总计约为 5 700 M J; 而硫铁矿燃烧 热和二氧化硫 氧化热总 计为 5 400 M J, 以硫铁矿为原料的反应热总计为 7 100 M J。目前, 硫磺 制酸 总反应 热的 回收 率可高 达 85% ~ 90% , 其中高、中温热回收率在 85% 以上, 而硫铁矿制酸的高、中温回收率仅为 65% [ 1] 。 ( 2) 机械能 机械能转变为热能是在主鼓风机输送炉气或 空气的过程中, 炉气或空气被鼓风机压缩后升压 而获得, 机械能转变为热能量的多少由工艺流程 的设置和工艺参数的选择而定, 一般为总反应热 的 2% ~ 3% 。 ( 3) 能量消耗 工业硫酸生产存在一定 的消耗, 如电 ( 原料 的破碎及输送设备消耗 ) 、蒸汽 ( 固体硫磺的熔化
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硫磺制硫酸
消耗定额 /t
折标准煤 /kgce
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88
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