硫酸生产方法

1、以硫铁矿为原料的接触法硫酸生产工艺董子玉1 .概述（1） 硫酸的用途和产品规格硫酸是重要的化工产品，用途十分广泛。工业硫酸是指SQ与H20以一定比例混合而成的化合物，分为稀硫酸（FhSQ含量65%和75%）浓硫酸（FkSO含量92.5%和98%和发烟硫酸（游 离 S03 含量 20%） o（2） 硫酸生产的原料生产硫酸的原料主要有硫磺、硫铁矿、硫酸盐及含硫工业废物。硫磺是理想原料（含 硫 99.5%）,原料纯，流程简单、投资少、成本低。硫铁矿是世界上大多数国家生产硫酸的主要原料。分有普通硫铁矿、浮选硫铁矿和含 煤硫铁矿。硫酸盐有石膏（CaSQ）芒硝（N82SQ）和明矶石KAk （QH） 6 （

2、SQ4） 2等，这些 原料生产硫酸，还可生产其它产品。含硫废物指冶金厂、石油炼制副产气及低品位燃料燃烧废气中的SQ,炼焦的焦炉气和合成氨厂半水煤气中的HS,及金属加工的酸洗液、炼厂的废酸与废渣。（3）硫酸生产的方法接触法制硫酸基本反应（1） S0 2的制取将硫铁矿焙烧，制取S022.二氧化硫炉气的制造(1)硫铁矿的预处理块状硫铁矿和含煤硫铁矿需破碎和筛分。大矿石破碎至35-45m m以下，再细碎，使碎粒小于3-6mm送入料仓或焙烧炉。(2)硫铁矿的焙烧焙烧操作条件a .温度焙烧温度控制在850 95Orob .矿粒度c.氧浓度氧浓度过高，生成的SO2在Fe2O3的催化作用下变为SO3生成的酸雾

3、多，加重净化 负荷。焙烧设备焙烧是在焙烧炉中进行。焙烧炉有块矿炉、机械炉、沸腾炉等几种型式，我国广泛使 用沸腾炉。(3)炉气净化净化的目的和指标工艺流程不同，净化指标有所差别，我国规定的标准(mg?m-3)如下：水分V 100;尘V2;珅V5;氟V 10;酸雾：一级降雾V35,二级电降雾v5。净化原理及设备 根据炉气中杂质的种类和特点，可用U形管除尘、旋风降尘、水洗(或酸洗)、电除尘、干燥等净化方法逐级进行分离。净化流程净化流程分为湿法和干法两大类湿法流程中，将炉气冷却，洗涤除杂，再升温(420440。转化，造成了 “干湿病”。生产1吨 酸排出1075m3的酸性污水，污染严重，国外该流程已淘汰

4、。此流程投资少，上马 快，除碎氟效率 高，我国90%的硫酸厂采用水洗流程。干法流程短，在高温下进行，热利用率高。无污酸、污水排出，污染少。缺点是除As, Se, F等杂质 差,不适于含As, Se, F多的矿料。3 .二氧化硫的催化氧化(1)催化氧化工艺条件1 .最适宜温度从热力学角度SO2的氧化的平衡转化率随温度升高而降低，氧化反应宜在低温下 进行。适宜的炉气组成提高炉气中02的浓度都有利的。02的浓度越大，SO2的转化率越大，反应速率也 越快；SO2的浓度越小，生产强度降低。SO2浓度还与催化剂用量、生产能力及总 费用有关。2 .压力SO2氧化是体积缩小的可逆的反应。增加压力有利于SO2的

5、转化。常压下，转化率已达 96% s 98% o(2)二氧化硫催化氧化的设备和流程转化器 按换热方式不同，转化器分间接换热式和直接换热式两类。工艺流程a.中间换热式四段转化流程b.四段转化空气冷激流程C.二转二吸流程4 .三氧化硫的吸收将S03用硫酸吸收成产品酸；或从转化工序出来的转化气中S03含量不超过10%。使之与水蒸气结合成硫酸蒸气，再冷凝为酸。前者为吸收成酸，后者是冷凝成酸。（1）吸收成酸吸收成酸是用硫酸水溶液吸收SO3 s03溶解在溶液中，与所含的水化合生成 硫酸：nS03+ H28 H2so 牛（n-l） S03 + Q当n> 1时，生成发烟硫酸；n 1时，生成无水硫酸；nv

6、 1时生成含水硫酸。生产中用浓度为 98.3%的酸来吸收，效果最好，过低过高都会使操作恶化。（2）冷凝成酸冷凝成酸适用于转化气中含有水分的场合，S03与水蒸气结合成硫酸蒸气：S03 （ 气）+ H20 气）= H2s04 气）+ 125 kJ （2 20）温度降低，平衡常数增大，平衡向右移动，生成大量H2s04蒸气。当H2s04勺蒸气的分压超过其饱和蒸气压，即凝成硫酸溶液：H2S04 （ 气）=H2s04液）+ 50.13 kJ （2 21）上述两个可逆反应构成一个平衡体系：S03 （气）+ H20 气）=H2SO4 气）=H2so4 液冷凝成酸流程与吸收成酸流程相似，但两者存在不同之处。吸收

7、成酸为化学吸收过程，吸收剂 为98.3%浓硫酸，操作温度较低，进塔气体温度在120s200C。冷凝成酸是物理过程，使用硫酸的浓度较低，操作温度较高，一般转化气体进口温度保持在220s400c以±o5.接触法生产硫酸的全流程接触法流程的生产方法有多种，把不同方法的几个工序结合起来，构成不同的接触法生产硫酸 全流程。通常有水洗、酸洗和干洗三种流程。小结从工业原料到合格产品的工业生产涉及诸多实际问题，一方面，矿石的加工处理、炉气的净化分 离等物理过程，是硫酸生产必不可少的单元操作，焙烧和转化工序的化学反应的要求决定着矿石处理 和炉气净化等物理过程进行的程度；另一方面，焙烧和转化本身又都是非均相化学反应过程，其速率是 由表面反应，还是由扩散来决定，需通过宏观动力学研究确定。单元操作和宏现化学