SO3吸收制硫酸-25演示稿件

任务四SO2的催化氧化1．二氧化硫催化氧化的基本原理1.1化学平衡SO2+1/2O2=SO3-96.24kJ/mol反应特点：可逆放热、体积缩小、有催化剂参加。平衡常数：400～700℃范围，Kp与T的关系：T↓—→Kp↑；平衡转化率通过式（7-16）（P182）采用试差计算。硫酸任务五SO3吸收及尾气处理炉气中的SO2经催化氧化生成SO3后，用硫酸水溶液吸收，可得到硫酸或发烟硫酸：nSO3+H2O=H2SO4+（n-1）SO3△H＜0当n＜1，生成含水硫酸；当n=1，生成无水硫酸；当n＞1，生成发烟硫酸。硫酸生产的成品规格为：92.5%或98%的浓硫酸；含游离SO320%或者65%的发烟硫酸。硫酸1．吸收的工艺条件1.1吸收酸浓度为何SO3的吸收要采用98.3%H2SO4来吸收？吸收酸的浓度为98.3%H2SO4时，可以使气相中的SO3的吸收达到最完全的程度。浓度过高或过低均不适宜。浓度过高(＞98.3%)：酸面上SO3的分压高，吸收不完全；浓度过低(＜98.3%)：酸面上H2O的分压高，吸收时产生硫酸蒸气，然后在空间冷凝产生细小的硫酸液滴即酸雾，酸雾很难完全分离。而且吸收酸浓度愈低，温度愈高，酸雾的形成量愈大，相应的SO3损失也就愈多。硫酸1.2吸收酸温度T对SO3吸收的影响较大。T↓—→吸收率↑(吸收温度低有利)是否吸收酸的T越低越好？错误！为什么？

T：60～75℃①进塔气中含有水分(指标：＜0.1g/m3)，进塔气温度高，如吸收酸温度低，传热中会不可避免出现局部温度低于硫酸蒸气的露点温度，导致产生酸雾；②气体温度高，且吸收是放热反应，导致吸收酸有较大的温升，为保持低温，需大量冷却水冷却并需增加酸冷器面积，导致成本升高。近年由于两转两吸工艺的应用，及低温余热利用技术，已采用较高酸温和进塔气高温吸收工艺；此工艺可避免酸雾的生成，减少酸冷器的换热面积，提高余热利用价值。但考虑到设备和管道的防腐，酸温不宜过高。硫酸硫酸1.3进塔气体温度吸收温度低有利。但温度过低易生成酸雾，炉气干燥也不得。进塔气含水＜0.1g/m3时，其露点为112℃，故一般控制进塔气体温度不低于120℃，以减少酸雾的生成。如炉气干燥程度较差，则气体温度还应适当提高。1.4硫酸浓度计算CH2SO4=1.225CSO3

CSO3=0.8163CH2SO4

发烟硫酸=[CSO3/81.63]×100%

81.63为100%硫酸中SO3的含量硫酸2．吸收工艺流程2.1吸收流程的配置浓硫酸吸收SO3气体，一般在塔设备中进行。吸收SO3系放热过程，随着吸收过程的进行，吸收酸温度增高。为使循环酸的温度保持一定，必须使其通过冷却设备，以除去在吸收过程中增加的热量。每个吸收塔除应有自己的循环酸储槽外，还应有输送酸的泵。因此，吸收工序的设备应由吸收塔、酸储槽、泵和冷却器等组成。硫酸（a）特点：酸冷器在泵后，酸流速较大，传热系数大，所需换热面积小，投资省；冷却管内酸压力高，温度高，腐蚀严重；酸泵温度高，酸泵腐蚀严重。（b）特点：酸冷器管内流速低，所需换热面积大；塔出口到酸槽液位差较小，可能会因酸液流动不畅而造成事故；冷却管内酸压力低，流速小，腐蚀小。（c）特点：酸的流速介于以上两种流程之间，传热好；冷却器配置在泵前，酸在冷却器管内流动一方面靠位差，另一方面靠泵抽吸，管内受压较小，比较安全。硫酸吸收的典型工艺流程硫酸尾气回收一转一吸工艺转化率大多在95％～97％之间，排放尾气中SO2浓度高达3000～4000ml/m3，必须设置尾气处理装置，方能实现达标排放（两转两吸工艺转化率为99.5%，尾气中SO2浓度为500ml/m3，可直接排放；尾气中SO2浓度新标准为200ml/m3

）。低浓度烟气回收的方法很多，经济合理工艺成熟的方法主要有氨-酸法、钠法和活性炭法，其中以氨法应用最广，其次为钠法。这些方法除了能消除的SO2污染外，还能副产固体亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、亚硫酸钠、液体二氧化硫等。3．尾气的处理

尾气主要成份：SO2(约0.3%～0.8%)、微量SO3和酸雾。

解决的根本方法：提高SO2的转化率(采用“两转两吸”工艺，SO2转化率达99.5%以上，不必处理可直接排放)。生产中没有采用“两转两吸”工艺的，转化率一般为97%，尾气必须处理，采用氨-酸法处理尾气。3.1氨-酸法处理尾气氨-酸法用氨水吸收尾气中的SO2、SO3和酸雾，最终生成(NH4)2SO4溶液。氨-酸法过程由吸收、分解、中和三个部分组成。硫酸（1）吸收氨水吸收SO2、先生成(NH4)2SO3和NH4HSO3溶液2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3

SO32-+O2=SO42-尾气经吸收后，SO2含量符合排放标准，即可放空（2）分解吸收液用93%硫酸进行分解，可得到含有一定量水蒸气的纯SO2（用H2SO4干燥后，加工成液体SO2—液硫）和(NH4)2SO4溶液（3）中和分解过程中加入过量的H2SO4需用氨水中和，加工成硫铵产品H2SO4+2NH3=(NH4)2SO4硫酸3.2尾气处理的其他方法（1）生产亚硫酸氢铵（2）生产亚硫酸铵（3）生产亚硫酸钠（4）活性炭吸附法（5）过硫酸氧化法硫酸4．资源的综合利用4.1硫酸废水处理原则（1）尽量减少废水排放量例如改水洗工艺为封闭酸洗循环工艺，减少酸性污水量。（2）优先考虑以废治废若有废碱液可利用，可代替石灰中和酸性污水。硫酸4.2稀酸的利用净化工序洗涤酸浓度一般有15%～20%，可合理利用。（1）作为硫酸生产工艺补充水加入吸收循环槽；（2）稀酸与浓酸混合成76%的