硫酸工藝學ppt課件(更新版)

　　

【正文】 設備利用率下降。所以國內的硫酸廠都采用常壓操作。 ? 因此催化劑的粒徑應綜合考慮，既能保證反應速率較快，又能保證氣體流動阻力較小。 2123322??????????????????SOSOSOSOOppkpppkr催化氧化反應速率方程式 ? 為了便于計算，根據實驗數據建立的反應速率方程式為： ? ? SO*2 為 SO2的平衡濃度 *3222???????? ??SOSOSOO ccckcr 催化氧化的工藝條件 ? （ 1）反應溫度 ? （ 2）催化劑的粒徑及用量 ? （ 3）最終轉化率 ? （ 4）反應壓力 ? （ 5）原料氣組成 ? （ 6）空間速率 （ 1）反應溫度 ? 由于 SO2催化氧化為可逆放熱反應，因此溫度變化對動力學和熱力學的影響剛好相反。載體，能吸附催化劑的多孔性物質，本身沒有催化性能，但能把催化劑分散開。反應平衡常數 Kp為： HSOOSO OV ???? ??? 322 223OSOSOppppK??平衡常數與平衡轉化率 ? 在 400～ 700℃ 的范圍內 ， 平衡常數 Kp與平衡溫度 Te的關系為： ? og ??TeK p? 平衡常數 Kp與平衡轉化率 xe的關系為： ? SO2 + + N2 → SO3 總計 ? 反應前的摩爾分數 ? a b c 0 a+b+c=1 ? 平衡時的摩爾分數 ? a – axe b c axe 1 – axe ? 各組分分壓 axaxap e ??axaxbp e ??axaxp e ?? 將各組分分壓代入反應平衡常數 Kp的計算公式，求出平衡轉化率 xe為： ? 下表就是根據平衡轉化率的計算公式求出在不同溫度和不同原料氣組成條件下二氧化硫的平衡轉化率。氣體中的酸霧（帶電灰塵）則用電除霧器除去，如圖 25所示。操作時，硫鐵礦從加料口 4進入爐膛，空氣從進口 1進入，經風帽 2分成許多細流噴入爐膛與硫鐵礦反應。 （ 3）焙燒反應的工藝條件 ? 溫度：一般控制 850～ 950℃ 。硫鐵礦中主要為 FS2，還含有銅、鋅、鉛、鎳、鈷、硒、碲等元素的硫化物和氟化物、鎂鹽、鈣鹽，少量銀、金。用這些原料生產硫酸的同時，還可生產其它重要的化工產品。由于原料純、工藝簡單、投資費用少、生產成本低。其方法為： ? S + O2 → SO2 ? SO2 + NO2 + H2O → H2SO4 + NO ? 2NO + O2 → NO2 ? 在反應中， NO2只起了催化作用，但它們反應后被空氣稀釋，未能回收，浪費原料，污染環境。化肥工業主要是生產過磷酸鈣和硫酸銨；冶金工業則是用于銅、鋅、鎘、鎳等金屬的電解精煉；其它如輕工業、有機化工工業、無機鹽工業等。 ? 原料氣的生產和凈化作為主要反應的前置過程，根據主反應的需要來確定優化目標，結合這些過程自身的特點來確定優化反應條件、凈化方法和主要設備。 （ 3）工業硫酸的規格 ? 93%， 98%， 105%， 110%， 120%。 ? 2H2SO4 + NO2 + NO → 2NOHSO 4 + H2O ? 2NOHSO4 + 2H2O → 3 H 2SO4+ 2 NO ? 但這種方法生產的硫酸，其純度和濃度不高，達不到有機合成生產磺化產品、硝化產品的要求。可以分為普通硫鐵礦、浮選硫鐵礦和含煤硫鐵礦。利用 “ 三廢 ” 生產硫酸，不僅減少了公害，保護環境，而且制酸成本低，具有社會、經濟雙重意義。焙燒后的廢渣的含硫 1%。由于反應在沸騰爐內進行，顆粒不斷摩擦，反應速率較快，粒度沒必要很細，造成粉碎成本增加；粒度太大，反應不完全。 ? 圖 22 沸騰爐的結構 爐氣的凈化 ? 沸騰爐焙燒生成的爐氣含有大量的礦塵和少量的 As2O HF、 SeO2和 SO3。 ? 水洗法的流程通常為 “ 文、泡、電 ” 工藝，如圖 26所示。只有活化能下降到 90 kJ / mol，溫度為 430℃ 時，平衡轉化率接近100%。 ? 釩催化劑的形狀：圓柱體， ф5mm（ 10～ 15） mm，比表面 3～ 6m2 /g，空隙率 50%。 ? 因此反應過程存在著最優的溫度，既能保證反應速率較快，又能保證轉化率較高，這與反應過程的活化能有關。 ? 單程轉化率太低，造成原料 SO2不斷循環，如果回收 SO2，則生產成本增加；如果排放 SO2，造成環境污染。 ? SO2的比例增加，則共轉化率下降，對反應是不利的。 （ 1）固定床反應器 ? 選擇固定床反應器的原因 ? 由于 SO2催化氧化反應的熱效應不大，采用結構簡單、價格低廉的固定床反應器。 ? 流化床反應器內催化劑的直徑為 ～ 1mm，氣體從下而上進入反應器，氣體在催化劑表面進行反應，反應熱通過器壁上的冷卻器引出。因此不能用水或稀硫酸進行吸收。h），與填料性能密切相關。 ? 圖 211 二轉二吸流程 生產全流程 ? 國內常見的水洗法凈化，二轉二吸工藝全流程如圖 212所示。 ? 水的消耗國家標準為小于 15m3/ t（硫酸）。這些能量回收，將降低成本，產生較好的經濟效益。 ? 磁選法是將 Fe2O3還原為 Fe3O4，再進行磁選，礦粉中含鐵量可達 67%。 尾氣回收利用 ? （ 1）用純堿吸收尾氣中的 SO2制備亞硫