硫磺制酸原理和工艺过程

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1、硫磺制酸原理及工艺过程化工1201班第四组目录六三废处理五主要设备四能量的利用三工艺流程图二工艺流程一原理原理1.S+O2=SO2（雾化蒸发）2.SO2+O2=SO3（转化反应钒触媒的催化）3.SO3+H2O=H2SO4（吸收塔）1.雾化蒸发硫磺蒸气与空气混合，在高温下达到硫磺的燃点时，气流中氧与硫蒸气燃烧反应，生成二氧化硫后进行扩散，由热气流和热辐射给雾状液硫传热，因而使液硫继续热发。反应速度随空气流速的增加而增加。因而改善雾化质量，增大液硫蒸发表面，增加空气流的湍动，提高空气的温度有利于液硫的蒸发，强化液硫的燃烧和

2、改善焚硫操作。2.钒触媒的催化作用（1）触媒表面的活性中心吸附氧分子，二氧化硫分子。使氧分子中的原子键断裂而产生活泼的氧﹛O﹜;（2）被吸附的二氧化硫分子和氧原子之间进行电子的重新排列化合成为三氧化硫分子；（3）三氧化硫分子从触媒表面上脱附下来，进入气相。硫磺制酸工艺过程工艺上一般采用快速熔硫、液硫机械过滤、机械雾化焚硫技术，较多地采用“ 3 + 2 ”两转两吸工艺，并采用中压锅炉和省煤器回收焚硫和转化工序的废热，产生中压过热蒸汽。将澄清的溶融硫送入焚硫炉与空气雾化后于炉内焚化，产生高温二氧化硫炉气，经余热锅炉使炉气温

3、度降至650～680℃，进入转化器，本设计采用一次转化通过一、二、三段触媒，二次转化通过四、五次触媒。换热方式一次转化采用外部换热，二次转化的四、五段间采用空气冷激。一熔硫工序（S+O2=SO2）熔硫工序一般采用快速熔硫和液硫机械过滤工艺，其中关键设备一是快速熔硫槽，二是液硫过滤器。固体硫磺经熔融，滤去固体杂质后，存于熔硫槽，维持熔硫温度在130~145℃之间，熔硫贮槽的空间温度在115℃以上。由泵将熔硫打入硫磺雾化喷嘴，与经过干燥的空气混合而入炉燃烧。燃烧的空气是由鼓风机送入硫酸干燥塔，使水分含量降低到0.1g/m3

4、以下，再经过除沫后送至焚硫炉和转化器。近年来为了节能，新设计的焚硫系统把鼓风机改设在干燥塔之后，使每吨酸能耗可降低10%左右。在焚硫炉产生的炉气，温度在800～1000℃，SO2浓度在12%左右，经废热锅炉冷却到430℃左右，进入炉气过滤器，滤去杂质后与空气混合，使温度和SO2浓度都达到合适范围后进入转化器二转化工艺及其条件（SO2+O2=SO3）转化一般采用进口催化剂、“3+1”两次转化工艺、“Ⅲ—Ⅱ”换热流程。也有个别装里采用国产催化剂、“3+2”两次转化工艺。总转化率均要求达到99.8%以上，一些装置要求转化率达

5、到99.83%以上，放空尾气中SO2含量低于700mg/m3。由于要求较高的转化率，一般催化剂的装填盆较大。转化工艺的操作条件主要有三个：转化反应的温度、转化反应的进气浓度以及转化器的通气量。这就是转化操作的“三要素”。三吸收工艺（SO3+H2O=H2SO4）转化气依次通过浓硫酸吸收塔，用98.3%H2SO4浓硫酸吸收SO3后，气相中SO3含量为0.021～0.4%。然后由浓硫酸的吸收塔出口引至尾气处理部分或直接经过捕沫后放空。各塔喷淋用硫酸均由塔的上部进入，经过喷淋装置均匀分布在塔截面上，与来自塔下部的转化气逆流接触

6、。吸收SO3的硫酸从塔底引出时，其浓度可以提高了。为维持入塔喷淋酸浓度的稳定，可在干燥塔和吸收塔之间进行串酸，必要时加入补充水。硫磺-->熔硫槽-->焚硫炉-->S02气体-->触媒炉-->S03气体-->吸收塔-->H2S04能量的利用为尽量利用液体硫磺焚烧产生的高温位热能和二氧化硫转化产生的中温位热能，在焚硫炉后设置中压火管废热锅炉，在转化工序一段触煤层后设置高温过热器，二段设置换热器，三段设置换热器和省煤器，四段设置低温过热器和省煤器。系统产生中压过热蒸汽并入蒸汽管网，可送至发电装置；大型装置空气风机多用蒸汽透平

7、驱动。主要设备设备：焚硫炉.转换器.干吸塔.气体换热器和空气鼓风机。焚硫炉由于硫磺燃烧速度快，所以炉子构造简单，现在一般多用卧式焚硫炉。使用最普遍的是喷雾焚硫炉。喷雾焚硫炉的构造，是在钢制圆筒内部衬绝热砖和耐火砖。硫磺喷雾的要求是：形成易于气化的微粒、喷雾角度要大，且能均匀分散。喷嘴的喷枪和喷头部分采用L316或相当的材料。为了防止炉内高温引起的损坏和防止因受热而引起的硫磺粘度上升，喷枪应有蒸气夹套。转化器转化器是SO2实施氧化反应并保证SO2排放达标的关键设备。目前转化器在结构上有两种形式积木式结构和中心筒式结构。积

8、木式结构采用平底球冠盖立式回筒形容器，其内部自下向上由若干立柱和桩柱支撑隔板和格栅。中心筒式结构采用两个同心立式圆简，内圆筒直径较小，为中心管，既用于支撑催化剂和隔板的部分重量，又作为部分反应段的进气通道，催化剂装填在内、外两层圆筒之间。干吸塔干吸塔的主要结构基本上是相似的，塔体为立式圆筒形结构，碳钢内衬耐酸砖。一般采用高铝质耐酸