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时间:2019-05-31
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1、硫酸工业工艺流程3.1绪论3.2从硫铁矿制二氧化硫炉气3.3炉气的净化与干燥3.4二氧化硫的催化氧化3.5三氧化硫的吸收3.6三废治理与综合利用3.1绪论一、性质二、用途三、生产方法四、硫酸工业发展概况2一、性质纯硫酸(H2SO4)是一种无色透明的油状液体,相对密度为1.8269,几乎比水重一倍。工业生产的硫酸系指SO3和H2O以一定比例混合的溶液。发烟硫酸是其中SO3和H2O摩尔比大于1的溶液。发烟硫酸由于SO3蒸气压较大,暴露在空气中能释放出SO3和空气中的水蒸气迅速结合凝聚成酸雾。发烟硫酸因而得名。硫酸浓度以
2、所含H2SO4的质量分数表示,而发烟硫酸浓度以所含游离SO3或总SO3的质量分数表示.以其中所含H2SO4的重量百分比来表示,常用有:98%硫酸(98酸)、100%硫酸(无水硫酸)、20%发烟硫酸(105酸)。3一、性质(一)物理性质1、结晶温度:浓硫酸中结晶温度最低的是93.3%硫酸,结晶温度为-38℃。高于或低于这个浓度的结晶温度都要提高。特别应当注意,98%硫酸结晶温度是+0.1℃,99%硫酸结晶温度是+5.5℃,这样的产品酸结晶温度较高。所以,冬季生产时要注意保温防冻,以防浓硫酸纳晶,必要时调整产品浓度。2
3、、硫酸的密度:硫酸水溶液的密度随着硫酸含量的增加而增大,于98.3%时达到最大值,过后则递减;发烟流酸的密度也随其中游离SO3的含量的增加而增大,达62%SO3(游离)时为最大值,继续增加游离SO3含量,则发烟硫酸的密度减小。在生产中,可以通过测定硫酸的温度和密度来测定硫酸的浓度。3、硫酸的沸点:硫酸含量在98.3%以下时,它的沸点是随着浓度的升高而增加的。浓度为98.3%的硫酸沸点最高(338.8℃),而100%的硫酸反而在较低的温设(279.6℃)下沸腾。当硫酸溶液蒸发时,它的浓度不断增高,直到98.3%后保持
4、恒定,不再继续升高。发烟硫酸的沸点,随着游离SO3的增加由279.6℃逐渐降至44.4℃。4一、性质(二)化学性质1、与金属及金属氧化物反应2、与有机物发生磺化反应3、有吸水能力,工业上常用作干燥剂和浓缩剂4、用作有机反应的催化剂,如烷基化反应等5二.用途硫酸是无机化工、有机化工中用量最大、用途最广的化工产品。主要用于生产磷肥(在我国占硫酸总量的65-75%);此外还可用于生产无机盐、无机酸、有机酸、化纤、塑料、农药、颜料、染料、硝化纤维、TNT、硝化甘油及中间体等;石油、冶金行业也都大量使用。我国硫酸的消费情况被
5、称为工业之母。6三.生产方法(硝化法、接触法)SO2+N2O3+H2O==H2SO4+2NO2NO+O2==2NO2NO+NO2==N2O3硝化法也称亚硝基法,可分为:铅室法塔式法:直接用SO2,H2O,O2反应生成硫酸。(一)硝化法原理7(二)接触法原理生产工序:原料及预处理三废处理吸收转化焙烧净化生产原理:1、SO2的生成S+O2==SO24FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO22、SO2的氧化SO2+1/2O2==SO33、SO3与水结合nSO3+H2O==H2SO4+(n-1)SO38(二)接触法原理
6、生产硫酸的原料硫铁矿:主要成份是FeS2。磁硫铁矿:主要成份为Fe7S8。含S量越高,锻烧时放热越多。两种矿含S量相同时,磁硫铁矿锻烧放热量比普通硫铁矿高30%左右。自然开采的硫铁矿都含有很多杂质,使矿呈灰、褐、黄铜等不同颜色。通常含硫量只有30%~50%。硫磺:使用天然硫磺生产硫酸最好,但我国矿少。其它原料:硫酸盐、冶炼烟气、含硫工业废料等。93.2从硫铁矿制二氧化硫炉气一、原料及其预处理二、硫铁矿焙烧理论基础三、硫铁矿沸腾焙烧四、热能回收10一、原料及其预处理硫铁矿的性质:最常见的硫铁矿主要成分为二硫化铁(Fe
7、S2)。它有两种结晶形态,一种属于立方晶系,称黄铁矿,密度4.95~5.00g/cm3,另一种属于斜方晶系称白铁矿,密度4.55g/cm3,比黄铁矿略轻一点,后者与前者为同质异晶。最常见的是黄铁矿,因而人们常把黄铁矿称为硫铁矿。还有一种还有一种矿石近似黄铁矿,而构造较为复杂,其分子通式以FenSn+1(5≤n≤16)表示。(其中n=7最多),由于具有强磁性,这类矿石称为磁黄铁矿或磁硫铁矿。硫铁矿的分类(按来源分):普通硫铁矿:直接或开采硫化铜矿时取得的,主要成分FeS2,另外含有铜、铅、锌、锰、钙、砷、硒等杂质。浮
8、选硫铁矿和尾砂:含硫较低的硫铁矿需进行浮选加以富集,使原料中硫含量达到预定要求,浮选所得矿料,称浮选硫铁矿。有的硫铁矿与有色金属硫化铜共生,可在采出有色金属矿后进行浮选分离,富集有色金属部分称为精矿或精砂,另一部分为硫铁矿与废石的混合物称为尾砂。含煤硫铁矿。也称黑矿,与煤共生。因含煤,在焙烧时耗氧量高,炉温高,炉气中SO2浓度低,一般不单独使用。11一、原料
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