硫酸生产方法

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1、以硫铁矿为原料的接触法硫酸生产工艺董子玉1303081027黄青13030810241．概述(1)硫酸的用途和产品规格硫酸是重要的化工产品，用途十分广泛。工业硫酸是指SO3与H2O以一定比例混合而成的化合物，分为稀硫酸(H2SO4含量65％和75%)、浓硫酸(H2SO4含量92.5％和98%)和发烟硫酸(游离SO3含量20%)。(2)硫酸生产的原料生产硫酸的原料主要有硫磺、硫铁矿、硫酸盐及含硫工业废物。硫磺是理想原料(含硫99.5%)，原料纯，流程简单、投资少、成本低。硫铁矿是世界上大多数国家生产硫酸的主要原料。分有普通硫铁矿、浮选硫铁矿和含煤硫

2、铁矿。硫酸盐有石膏(CaSO4)芒硝(Na2SO4)和明矾石[KA13(OH)6(SO4)2]等，这些原料生产硫酸，还可生产其它产品。含硫废物指冶金厂、石油炼制副产气及低品位燃料燃烧废气中的S02，炼焦的焦炉气和合成氨厂半水煤气中的H2S，及金属加工的酸洗液、炼厂的废酸与废渣。(3)硫酸生产的方法接触法制硫酸基本反应(1)S02的制取将硫铁矿焙烧，制取S022．二氧化硫炉气的制造(1)硫铁矿的预处理块状硫铁矿和含煤硫铁矿需破碎和筛分。大矿石破碎至35-45mm以下，再细碎，使碎粒小于3-6mm，送入料仓或焙烧炉。(2)硫铁矿的焙烧焙烧操作条件a．

3、温度焙烧温度控制在850—950℃。b．矿粒度c．氧浓度氧浓度过高，生成的SO2在Fe2O3的催化作用下变为SO3，生成的酸雾多，加重净化负荷。焙烧设备焙烧是在焙烧炉中进行。焙烧炉有块矿炉、机械炉、沸腾炉等几种型式，我国广泛使用沸腾炉。(3)炉气净化①净化的目的和指标工艺流程不同，净化指标有所差别，我国规定的标准(mg•m-3)如下：水分＜100；尘＜2；砷＜5；氟＜10；酸雾：一级降雾＜35，二级电降雾＜5。②净化原理及设备根据炉气中杂质的种类和特点，可用U形管除尘、旋风降尘、水洗(或酸洗)、电除尘、干燥等净化方法逐级进行分离。③净化流程净化流

4、程分为湿法和干法两大类。湿法流程中，将炉气冷却，洗涤除杂，再升温(420～440℃)转化，造成了“干湿病”。生产1吨酸排出10～15m3的酸性污水，污染严重，国外该流程已淘汰。此流程投资少，上马快，除砷氟效率高，我国90％的硫酸厂采用水洗流程。干法流程短，在高温下进行，热利用率高。无污酸、污水排出，污染少。缺点是除As,Se,F等杂质差，不适于含As,Se,F多的矿料。3．二氧化硫的催化氧化(1)催化氧化工艺条件1.最适宜温度从热力学角度SO2的氧化的平衡转化率随温度升高而降低，氧化反应宜在低温下进行。适宜的炉气组成提高炉气中O2的浓度都有利的。

5、O2的浓度越大,SO2的转化率越大，反应速率也越快；SO2的浓度越小，生产强度降低。SO2浓度还与催化剂用量、生产能力及总费用有关。2.压力SO2氧化是体积缩小的可逆的反应。增加压力有利于SO2的转化。常压下，转化率已达96％～98％。(2)二氧化硫催化氧化的设备和流程①转化器按换热方式不同，转化器分间接换热式和直接换热式两类。②工艺流程a．中间换热式四段转化流程b．四段转化空气冷激流程C．二转二吸流程4．三氧化硫的吸收将SO3用硫酸吸收成产品酸；或从转化工序出来的转化气中SO3含量不超过10％。使之与水蒸气结合成硫酸蒸气，再冷凝为酸。前者为吸收

6、成酸，后者是冷凝成酸。(1)吸收成酸吸收成酸是用硫酸水溶液吸收SO3。SO3溶解在溶液中，与所含的水化合生成硫酸：nSO3＋H2O＝H2SO4＋(n-l)SO3＋Q当n＞1时，生成发烟硫酸；n—1时，生成无水硫酸；n＜1时生成含水硫酸。生产中用浓度为98.3％的酸来吸收，效果最好，过低过高都会使操作恶化。(2)冷凝成酸冷凝成酸适用于转化气中含有水分的场合，SO3与水蒸气结合成硫酸蒸气：SO3(气)＋H2O(气)＝H2SO4(气)＋125kJ(2－20)温度降低，平衡常数增大，平衡向右移动，生成大量H2SO4蒸气。当H2SO4的蒸气的分压超过其饱和

7、蒸气压，即凝成硫酸溶液：H2SO4(气)＝H2SO4(液)＋50.13kJ(2—21)上述两个可逆反应构成一个平衡体系：SO3(气)＋H2O(气)===H2SO4(气)===H2SO4(液冷凝成酸流程与吸收成酸流程相似，但两者存在不同之处。吸收成酸为化学吸收过程，吸收剂为98.3％浓硫酸，操作温度较低，进塔气体温度在120～200℃。冷凝成酸是物理过程，使用硫酸的浓度较低，操作温度较高，一般转化气体进口温度保持在220～400℃以上。5．接触法生产硫酸的全流程接触法流程的生产方法有多种，把不同方法的几个工序结合起来，构成不同的接触法生产硫酸全流程

8、。通常有水洗、酸洗和干洗三种流程。小结从工业原料到合格产品的工业生产涉及诸多实际问题，一方面，矿石的加工处理、炉气的净化分离等物理过程，