复件第二章_硫酸(sulfuric_acid)

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1、第二章硫酸(sulfuricacid)第一节概述(summary)一、硫酸的规格(specification)92%H2SO498%H2SO4无水H2SO420%发烟H2SO4(sulfuricacid,fuming)65%发烟H2SO4二、硫酸的物性1、结晶温度2、密度3、沸点及蒸汽的组成三、硫酸的生产方法(manufactionmethod)含硫原料SO2炉气生产SO2炉气净制SO2催化转化SO3吸收H2SO4四、生产硫酸的原料(rawmaterial)硫铁矿(ironpyrite,sulfurousiro

2、nore)硫磺(sulfur;sulphur)硫酸盐(sulfate)含硫化氢(sulfuretedhydrogen)的工业废气冶炼烟气硫铁矿(ironpyrite,sulfurousironore)纯硫铁矿（FeS2）多为正方晶系，呈金黄色，称为黄铁矿。普通硫铁矿，主要成分FeS2磁硫铁矿，主要成分Fe7S8黄铁矿(pyrite)最常见的普通硫铁矿，硫含量30~50%；硫含量25%以下称为贫矿(leanore)。块状硫铁矿为生产硫酸专门开采，使用前要破碎(crash)、筛分处理。浮选硫铁矿浮选有色金属后的硫铁

3、矿（尾砂）浮选低品位硫铁矿后的硫铁矿（硫精砂）含煤硫铁矿与煤共生的硫铁矿，一般不单独使用。硫磺(sulfur、sulphur)是制造硫酸使用最早而又最好的原料。天然硫磺、石化回收硫磺、硫铁矿生产的硫磺。其它含硫原料硫酸盐(sulfate)石膏(plaster)元明粉（thenardite,sodiumsulfate）冶炼烟气(smeltinggas)有色金属冶炼时的烟气（SO2)含硫工业废物工业生产中排放的废气(exhaustgas)、废液（liquidwaste）、废渣(wasteresidue)。合成氨脱硫

4、气第二节从硫铁矿制二氧化硫炉气一、硫铁矿焙烧(sulfurousironoreburn)1、焙烧反应2FeS2====2FeS+S2－Q(900℃)S2+2O2====2SO2+Q4FeS+7O2====2Fe2O3+4SO2+Q焙烧总反应:4FeS2+11O2====2Fe2O3+8SO2+Q(3411KJ)空气不足焙烧生成Fe3O4(ferroferricoxide):3FeS2+8O2====Fe3O4+6SO2+Q(2435KJ)2、焙烧机理(mechanism)焙烧反应是非均相反应过程。由热力学知，反

5、应进行得很完全，对生产起决定作用的是焙烧反应速度。硫铁矿焙烧速度不仅和反应速度有关，还和传热、传质有关。焙烧反应分三个阶段（参见P93图3-1）硫铁矿分解为硫磺：2FeS2====2FeS+S2－Q≤560℃，化学动力学控制硫磺燃烧（转换阶段）：S2+2O2====2SO2+Q硫化亚铁燃烧：4FeS+7O2====2Fe2O3+4SO2+Q≥727℃，扩散控制总焙烧反应是氧扩散控制(diffusioncontrol)。提高焙烧速率途径：①提高焙烧温度(一般控制在850~950℃)②减小粒度(granularit

6、y)(矿料适当破碎)③增加空气与矿粒相对运动(沸腾床焙烧)④提高入炉空气氧含量(通常用空气焙烧)二、沸腾焙烧(boilingburn)1、沸腾炉(boilingstove)分类：直筒型、扩散型、锥床型。我国主要采用扩散型。焙烧空间扩散区沸腾区扩散型沸腾炉基本结构筒体：钢制，内衬耐火砖。炉堂：沸腾区（进料口、排渣口、冷却、人孔、点火孔、测温装置）扩散区焙烧空间进风室：分布板风帽2、余热回收硫铁矿焙烧反应放出大量热（含S35%矿石，4500KJ/Kg；热利用率60%，每吨矿可产生100Kg标准煤发热量，即可副产蒸气

7、0.9~1.1t），炉气温度高达850~950℃。余热回收采用废热锅炉，其结构同普通废热锅炉，但有其特殊性：①要求除尘②耐酸腐蚀③良好的气密性沸腾焙烧与余热回收流程见下图3、沸腾焙烧炉特点优点：生产强度大硫的烧出率高，矿渣残硫≤0.5%传热系数高,易将沸腾炉中热量移走能得到较高浓度SO2炉气(10~13%)适用的原料范围广结构简单，材料省，维修工作量较小缺点：炉气带出炉尘量大硫铁矿要增加粉碎系统，动力消耗多三、几种焙烧方式氧化焙烧(oxidationburning)：4FeS2+11O2====2Fe2O3+8

8、SO2+Q是目前硫酸厂广泛采用的焙烧方式。磁性焙烧(magnetismburning)：3FeS2+8O2====Fe3O4+6SO2+Q目的是得到含铁大于55%的精矿(四氧化三铁)，作为炼铁原料。硫酸化焙烧：是为综合利用硫铁矿中伴生的Co(cobalt)、Ni(nickel)、Cu(cupper)有色金属而采用的焙烧方法。采用较低的温度（600~700℃），保持O2过剩，使炉气中含S