硫酸催化氧化ppt课件.ppt

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1、第七章第四节二氧化硫的催化氧化第四组组长：张晶组员：王勇明娟陈宇欣杨代旭周成龙王著李先邓裕璋第四节二氧化硫的催化氧化一、二氧化硫的催化氧化的基本原理二、二氧化硫氧化的工艺条件三、二氧化硫催化氧化的工艺流程四、二氧化硫转化器五、转化器异常现象的分析一、二氧化硫催化氧化的基本原理LOREM1、二氧化硫催化氧化反应的化学平衡LOREM2、二氧化硫氧化的反应速率LOREM3、二氧化硫氧化催化剂1、二氧化硫催化氧化反应的化学平衡二氧化硫氧化为三氧化硫：SO2＋1/2O2＝SO3△H298＝—96.24KJ/mol其平衡表达式为：LOREM此反应是可逆放热、体积缩小的反应。同时，这个反

2、应，只有在催化剂的存在下，才能实现工业生产。式中p*(SO2)、p*(O2)、p*(SO3)—SO2、O2及SO3的平衡分压）式中ＸT—反应的平衡转化率。由此得出：Loremipsumdolorsitamet若以分别表示混合气体中SO2，O2的初始体积或摩尔分数，表示系统总压力（MPa）。当100体积的混合气反应达到平衡时，被氧化的SO2体积为，所消耗的氧体积为；O2的剩余体积量为，平衡时气体混合物的总体积为，故氧气的平衡分压可表示为：平衡常数Kp随着温度降低而增大。平衡转化率则反映在某一温度下，反应可以进行的极限程度。当混合气体中a为7.5%，b为10.5%时，平衡转化率

3、与温度、压力的关系如下表：当温度不变时，随着压力的升高，平衡转化率逐渐升高；当压力不变时，随着压力的升高，平衡转化率逐渐降低。将(7-15)带入式(7-14)得：当压力、炉气的起始组成一定时，降低温度，平衡转化率增加。（1）温度其他条件不变时，压力升高，平衡转化率也会增大，但影响效果没有温度明显（2）压力在常压下平衡转化率与起始组成、温度的关系：温度、压力一定时，焙烧同样的含硫原料，因所采用的空气过剩系数不同。气体的起始组成中，a越大或b越大，平衡转化率越大，反之也成立。（3）炉气的组成2、二氧化硫氧化的反应速率气固相催化反应转化率越低，最适温度越高。对应一定的起始组成，反

4、应刚开始时，其最适温度最高，随着反应的进行，其最适温度越来越低扩散过程也会影响反应速率炉气的起始浓度对速率也有影响，SO2其实浓度增大，氧的起始浓度则相应降低，反应速率会减慢。为保证一定的反应速率，SO2起始浓度不宜过高。由于该反应是放热可逆过程，对于不同的转化率，有不同的最适温度。3、二氧化硫氧化催化剂目前生产中，普遍采用钒催化剂。钒催化剂的活性组分是五氧化二钒。引起钒催化剂中毒的主要毒物有砷、氟、酸雾及矿尘。扩散的影响又分为外扩散的影响和内扩散的影响。外扩散主要由气流速度所决定；内扩散主要取决于催化剂内表面结构。1.反应温度12二氧化硫的起始温度3.最终转化率3二、

5、二氧化硫氧化的工艺条件2、二氧化硫的起始温度（1）若增加炉气中SO2的浓度，就相应的降低了炉气中氧的浓度，这种情况下，反应速率会相应降低。为达到一定的最终转化率所需要的催化剂量也随之增加。（2）从减少催化剂用量来看，采用低二氧化硫浓度是有利的。但是降低炉气中二氧化硫的浓度，将会使生成每吨硫酸所需要处理的炉气量增大，要增大其他设备的尺寸，或者使系统中各个设备的生成能力降低，从而使设备的折旧费用增加。A若采用普通硫铁矿为原料，对一转一吸流程，当转化率为97.5％时，SO2浓度为7％~7.5％最适宜。B若原料改变或具体生产条件改变时，最佳浓度值亦将改变。以硫铁矿为原料的“两转两吸

6、”流程，SO2最佳浓度可提高到9.0％~10％，最终转化率仍能达到99.5％。1、反应温度3、最终转化率最终转化率是硫酸生产的主要指标之一。提高最终转化率可以减少尾气SO2的含量，减轻环境污染，同时也可提高硫的利用率；但都导致催化剂用量和流体阻力的增加。所以最终转化率也有个最佳值问题。最终转化率的最佳值与采用的工艺流程、设备和操作条件有关。一次转化、一次吸收流程，在尾气不回收的情况下，当最终转化率为97.5％时，硫酸的生产成本最低。如采用SO2回收装置，最终转化率可以取得低些。如采用两次转化两次吸收流程，最终转化率则应控制在99.5％以上。三、二氧化硫催化氧化的工艺流程根据

7、转化次数分为：一转一吸和两转两吸CLoremipsumdolor（1）二氧化硫的最终转化率，一般最高为97%，若操作稳定和完善时，最终转化率也只有98.5%；在提高二氧化硫的转化方面，其中“两转两吸”最为有效，该工艺基本消除了尾气烟害。采用两次转化工艺时，催化剂装填段数及其在前后两次转化段数的分配与最终转化率、换热面积大小有很大得关系。（3）排放尾气含SO2较高，污染严重；“一转一吸”流程的主要的缺点：（2）硫利用率不够高；LOREM3＋1，Ⅲ，Ⅱ-Ⅳ，Ⅰ两次转化流程：LOREMIPSUMDOLORLoremips