化工生产技术课件4.3

第三节炉气的净化及枯燥硫铁矿焙烧炉气除含有SO2、N2、O2外，还含有SO3、H2O、As2O3、SeO2、HF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，不仅对设备产生严峻腐蚀，而且很难被吸取除去。在炉气送去转化之前，必需先对炉气进展净化，应到达的净化指标如下表。一、炉气净化的目的和要求砷酸雾氟水分尘<0.001g/m3

<0.03g/m3

<0.001g/m3<0.1g/m3

<0.005g/m3

二、净化的原理及方法〔一〕矿尘的去除依据炉气中尘粒大小不同，工业上实行不同的净化方法。对于较大的尘粒〔10μm以上〕可承受自由沉降室或旋风分别器等机械除尘设备；对于较小的尘粒〔0.1～10μm〕可承受电除尘器；对于更小颗粒的矿尘〔<0.05μm〕可承受液相洗涤法除去。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别。焙烧后产生的As2O3和SeO2有这样的特性，当温度下降时，它们在气体中的饱和含量快速下降，因此可承受水或稀硫酸来降温洗涤炉气。当温度降至50℃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、硒氧化物大局部被洗涤液带走。剩余呈固体微粒悬浮在气相中成为酸雾冷凝中心。〔二〕砷和硒的去除1．酸雾的形成承受硫酸溶液或水洗涤净化炉气，洗涤液中肯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〕酸雾的形成与去除2．酸雾的去除生产中常用电除雾器去除酸雾。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浓度，从而使气体中水蒸气含量增加，酸雾吸取水分而增大粒径。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外表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.“文泡冷电”酸洗净化流程自焙烧工序来的SO2炉气，进入文丘里洗涤器1〔文氏管〕，用15％-20％稀酸进展第一级洗涤，洗涤后的气体经复挡除沫器3除沫，再进入泡沫塔4用1％-3％稀酸进展其次级洗涤。炉气经两级稀酸洗除去矿尘、杂质，其中的As2O3、SeO2大局部凝固为颗粒而被除掉，局部成为酸雾的分散中心；炉气中的SO3与水蒸气形成酸雾，在分散中心形成酸雾颗粒。炉气经两级稀酸洗，再经复挡除沫器5除沫，进入列管式冷凝器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，净化后的炉气去枯燥塔。文丘里洗涤器1的洗涤酸经斜板沉降槽9沉降，沉降后清液循环使用；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%～30%的稀酸洗涤降温，除去炉气中的大局部矿尘及杂质，再进入其次洗涤塔〔填料塔〕进一步洗涤冷却，炉气中的砷、硒氧化物根本被冷凝，一局部被洗涤酸带走．另一些形成酸雾分散中心，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，然后进入其次段电除雾器，进一步除掉酸雾和杂质。2.三塔两电酸洗流程四、炉气的枯燥枯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0.1g。炉气中的水蒸气假设进入二氧化硫转化器，会与三氧化硫再次形成酸雾，酸雾难于吸取，同时对催化剂会造成影响，因此，炉气必需进展严格的枯燥。1．枯燥塔工作原理工业上常用浓硫酸作枯燥剂，炉气从填料塔下部通入，与塔上部淋洒的浓硫酸逆流接触，硫酸吸取炉气中的水分，使炉气到达枯燥指标。2．工艺条件的选择

〔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，枯燥效果亦越好。浓度为98.3％的硫酸液面上几乎没有水蒸气。但是硫酸浓度超过95%时，硫酸液面上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力量，又要考虑尽量避开酸雾的形成，通常承受浓度为93%-95%的硫酸作为枯燥酸。〔2〕喷淋酸的温度从降低喷淋酸液面上蒸气分压，提高枯燥程度并削减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SO2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30～4O℃，在夏季不超过45℃。〔3〕气体温度进入枯燥塔的气体温度低，气体带入塔内的水分就少，枯燥效率就高。因此，进入枯燥塔的气体温度愈低愈好。实际生产中，一般掌握气温在30℃左右，夏季不超过37℃。〔4〕喷淋密度在枯燥过程中，喷淋酸吸取气体中的水分，放出大量的热，酸温随之上升。假设喷淋酸量过少，会使升温幅度过大，从而降低枯燥效率，加剧酸雾形成。生产上一般选择喷淋密度为10--15m3／m2·h，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掌握在0.2-0.5%之间。炉气经净化后进入枯燥塔，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取。枯燥后的炉气经枯燥塔顶部的捕沫器除去夹带的酸沫，然后去转化工序。3.枯燥工艺流程喷淋酸吸取水分后温度上升