化工生产技术

1、第三节 炉气的净化及干燥 硫铁矿焙烧炉气除含有SOSO2 2、N N2 2、O O2 2外，还含有SOSO3 3、H H2 2O O、AsAs2 2O O3 3、SeOSeO2 2、HFHF及矿尘等物质。矿尘不仅会堵塞设备与管道，而且会造成催化剂失活；砷和硒则会使催化剂中毒；水分与三氧化硫极易形成酸雾，不仅对设备产生严重腐蚀，而且很难被吸收除去。在炉气送去转化之前，必须先对炉气进行净化，应达到的净化指标如下表。一、炉气净化的目的和要求砷砷 酸雾酸雾 氟氟 水分水分 尘尘 0.001g/m0.001g/m3 3 0.03g/m0.03g/m3 3 0.001g/ m0.001g/ m3 3 0.

2、1g /m0.1g /m3 3 0.005g/m0.005g/m3 3 二、净化的原理及方法 （一）矿尘的清除 根据炉气中尘粒大小不同，工业上采取不同的净化方法。对于较大的尘粒（10m10m以上）可采用自由沉降室或旋风分离器等机械除尘设备；对于较小的尘粒（0.10.110m10m）可采用电除尘器；对于更小颗粒的矿尘（0.05m0.05m）可采用液相洗涤法除去。 电除尘器 原理：含尘气体通过高压电场后产生的自发性电离使颗粒带电，在电场力的作用下运动，到达收尘电极后放电并吸附在收尘电极上，从而实现了气态非均相物系的分离。 焙烧后产生的 AsAs2 2O O3 3和 SeOSeO2 2有这样的特性，

3、当温度下降时，它们在气体中的饱和含量迅速下降，因此可采用水或稀硫酸来降温洗涤炉气。 当温度降至5050时，气体的砷、硒氧化物已降至规定指标以下。凝固成固相的砷、硒氧化物大部分被洗涤液带走。残余呈固体微粒悬浮在气相中成为酸雾冷凝中心。 （二）砷和硒的清除（二）砷和硒的清除 1 1酸雾的形成 采用硫酸溶液或水洗涤净化炉气，洗涤液中一定数量的水分子进入气相，使炉气中的水蒸气含量增加。水蒸气与炉气中的三氧化硫接触生成硫酸蒸气。 随着温度的降低，硫酸蒸气冷凝形成酸雾（硫酸小液滴）。（三）酸雾的形成与清除2酸雾的清除 生产中常用电除雾器清除酸雾。 电除雾器的除雾效率与酸雾微粒直径成正比，一是逐级降低洗涤酸

4、浓度，从而使气体中水蒸气含量增加，酸雾吸收水分而增大粒径。二是气体被逐级冷却，使酸雾也被冷却，同时气体中的水分在酸雾表面冷凝从而使粒径增大。三、炉气净化的酸洗工艺流程 酸洗流程是用稀硫酸洗涤炉气，除去其中的矿尘和有害杂质，降低炉气温度。 1.“1.“文泡冷电”酸洗净化流程 自焙烧工序来的SOSO2 2炉气，进入文丘里洗涤器1 1（文氏管），用1515-20-20稀酸进行第一级洗涤，洗涤后的气体经复挡除沫器3 3除沫，再进入泡沫塔4 4用1 1-3-3稀酸进行第二级洗涤。 硫酸1012111111101010放酸沟水河泥去中和絮凝剂21345678下水上水水放酸沟图4-5 文泡冷电酸洗流程1-文

5、氏管；2-文氏管受槽；3，5-复挡除沫器；4-泡沫塔；6-间接冷却塔7-电除雾器；8-安全水封；9-斜板沉降槽；10-泵；11-循环曹；12-稀酸槽 炉气经两级稀酸洗除去矿尘、杂质，其中的AsAs2 2O O3 3、SeOSeO2 2 大部分凝固为颗粒而被除掉，部分成为酸雾的凝聚中心； 炉气中的SOSO3 3与水蒸气形成酸雾，在凝聚中心形成酸雾颗粒。炉气经两级稀酸洗，再经复挡除沫器5 5除沫，进入列管式冷凝器6 6冷却，水蒸气进一步冷凝，酸雾粒径进一步增大，而后进入管束式电除雾器，借助于直流电场除去酸雾，净化后的炉气去干燥塔。 文丘里洗涤器1 1的洗涤酸经斜板沉降槽9 9沉降，沉降后清液循环使

6、用；污泥自斜板底部放出，用石灰粉中和后与矿渣一起外运处理。 热炉气在第一洗涤塔（空塔）被20%20%30%30%的稀酸洗涤降温，除去炉气中的大部分矿尘及杂质，再进入第二洗涤塔（填料塔）进一步洗涤冷却，炉气中的砷、硒氧化物基本被冷凝，一部分被洗涤酸带走另一些形成酸雾凝聚中心，被第一段电除雾器除去。出来的炉气经增湿塔冷却和增湿，使酸雾粒径增大，然后进入第二段电除雾器，进一步除掉酸雾和杂质。2.2.三塔两电酸洗流程去干燥塔副产稀酸电除尘来的SO2气酸泥123456789778899 图4.9三塔两电酸溪流程 1-第一洗涤器；2-第二洗涤器；3-第一段电除雾器；4-增湿塔；5-第二段电除雾器；6-沉淀

7、槽；7-冷却器；8-循环槽9-循环酸泵四、炉气的干燥 干燥是除去炉气中的水分，使每立方米炉气中水蒸气含量小于0.1 g0.1 g。炉气中的水蒸气如果进入二氧化硫转化器，会与三氧化硫再次形成酸雾，酸雾难于吸收，同时对催化剂会造成影响，因此，炉气必须进行严格的干燥。1 1干燥塔工作原理 工业上常用浓硫酸作干燥剂，炉气从填料塔下部通入，与塔上部淋洒的浓硫酸逆流接触，硫酸吸收炉气中的水分，使炉气达到干燥指标。2 2工艺条件的选择 （1 1） 喷淋酸浓度 喷淋酸浓度越大，硫酸液面上水蒸气分压越小，干燥效果亦越好。浓度为98.398.3的硫酸液面上几乎没有水蒸气。但是硫酸浓度超过95%95%时，硫酸液面上

8、三氧化硫气体浓度增加，可与炉气中水蒸气生成酸雾。 在工业上既要考虑酸的吸水能力，又要考虑尽量避免酸雾的形成，通常采用浓度为93%-95%93%-95%的硫酸作为干燥酸。 （2 2）喷淋酸的温度 从降低喷淋酸液面上蒸气分压，提高干燥程度并减少酸雾的生成量等方面考虑，希望喷淋酸的温度尽可能低些。但这样却使SOSO2 2在酸中的溶解度增大和循环酸冷却系统的负荷增大。 实际生产中，喷淋酸的入塔温度一般选在30304O4O，在夏季不超过45 45 。 （3 3）气体温度 进入干燥塔的气体温度低，气体带入塔内的水分就少，干燥效率就高。 因此，进入干燥塔的气体温度愈低愈好。实际生产中，一般控制气温在3030

9、左右，夏季不超过3737。 （4 4）喷淋密度 在干燥过程中，喷淋酸吸收气体中的水分，放出大量的热，酸温随之升高。 若喷淋酸量过少，会使升温幅度过大，从而降低干燥效率，加剧酸雾形成。 生产上一般选择喷淋密度为10-15m10-15m3 3m m2 2hh，过大会增加流体阻力和动力消耗，同时可以保证塔内酸的温度和浓度的变化控制在0.2-0.5%0.2-0.5%之间。 炉气经净化后进入干燥塔，与塔顶喷淋下来的浓硫酸逆流接触，塔内装有填料以使气液接触均匀，炉气中的水分被硫酸吸收。 干燥后的炉气经干燥塔顶部的捕沫器除去夹带的酸沫，然后去转化工序。3.3.干燥工艺流程 喷淋酸吸收水分后温度升高，出塔后经

10、淋洒式酸冷却器降温，再进循环槽由酸泵送干燥塔顶进行喷淋。 喷淋酸吸收炉气中的水分后被稀释，为维持一定的浓度，需由吸收工序引来98.398.3硫酸在循环槽与出干燥塔的酸混合。 混合后酸量增多，多余的酸需送回吸收工序或作为成品酸送入酸库。砷砷 酸雾酸雾 氟氟 水分水分 尘尘 0.001g/m0.001g/m3 3 0.03g/m0.03g/m3 3 0.001g/ m0.001g/ m3 3 0.1g /m0.1g /m3 3 0.005g/m0.005g/m3 3 砷砷 酸雾酸雾 氟氟 水分水分 尘尘 0.001g/m0.001g/m3 3 0.03g/m0.03g/m3 3 0.001g/ m

11、0.001g/ m3 3 0.1g /m0.1g /m3 3 0.005g/m0.005g/m3 3 砷砷 酸雾酸雾 氟氟 水分水分 尘尘 0.001g/m0.001g/m3 3 0.03g/m0.03g/m3 3 0.001g/ m0.001g/ m3 3 0.1g /m0.1g /m3 3 0.005g/m0.005g/m3 3 去干燥塔副产稀酸电除尘来的SO2气酸泥123456789778899 图4.9三塔两电酸溪流程 1-第一洗涤器；2-第二洗涤器；3-第一段电除雾器；4-增湿塔；5-第二段电除雾器；6-沉淀槽；7-冷却器；8-循环槽9-循环酸泵 （2 2）喷淋酸的温度 从降低喷淋酸液面上蒸气分压，提高干燥程度并减少酸雾的生成量等方面考虑，希望喷淋酸的温度尽可能低些。但这样却使SOSO2 2在酸中的溶解度增大和循环酸冷却系统的负荷增大