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    硫酸生产工艺简介

时间:2014-11-6 11:50:00

来源: 中国硫酸网

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硫酸是一种重要化工原料,在工业生产中有着举足轻重的作用,硫酸工业生产在我国也日臻完善,本文主要对工业中以硫铁矿、硫磺、冶炼烟气为原料生产硫酸的工艺流程简介。  硫酸是一种重要的基本化工原料,广泛使用于各工业部门,硫酸的产量常常被用作衡量一个国家工业发展水平的标志。硫酸主要用于生产磷肥。合成纤维、涂料、洗涤剂、制冷剂、饲料添加剂、石油精炼、有色金属冶炼,钢铁、医药和化学工业等,也都离不开硫酸。[1]  我国的硫酸工业起始于19世纪70年代,当时产量很少。新中国建立后,尤其是20世纪80年代以后,硫酸工业获得了快速地发展。根据1999年底的不完全统计,我国现有硫酸生产厂家632家,生产能力为32 500 kt/a。20世纪50年代以后逐步推广接触法,取代铅室法和塔式法,20世纪80年代后全部采用接触法。生产原料有硫铁矿、硫磺、冶炼烟气、磷石膏和硫化氢等。在接触法硫酸工艺生产过程中,有三个基本的化学反应和与之相联系的工序:SO2气体的制取;SO2的转化;SO3的吸收。[2]  1、硫铁矿制酸工艺流程(江西铜业集团公司硫铁矿制酸工艺为例)[3]

经过原料工段处理过的硫铁矿原料,送入焙烧工序进行硫铁矿的沸腾焙烧,气体经废热锅炉回收热量再经旋风除尘器和电除尘器送入气体净化工序,经净化工序的气体进入干燥塔  焙烧   净化    干吸    转化
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   2  对气体进行干燥后送入转化工段,进行SO2的催化氧化,反应生成的SO3气体送吸收塔吸收产出硫酸。[1] (a)焙烧工序  由原料工序送来的硫精矿在沸腾炉内与来自空气鼓风机的空气混合,在800℃下沸腾焙烧。焙烧产生的50:浓度13%,温度约800一950℃的高温炉气,经废热锅炉回收部分热能温度降至340℃后,依次通过旋风除尘器和电除尘器,使尘含量小于或等于0.20g/Nm3、温度降至320℃后进人净化工序。 (b)净化工序  净化工序采用了先进的动力波洗涤技术,烟气首先在动力波洗涤器中被绝热冷却和洗涤除杂质,通过动力波气液分离槽进行气液分离,分离后的气体进人气体冷却塔进一步冷却及除杂。从气体冷却塔出来的烟气绝大部分烟尘、砷及氟等杂质已被清除,同时烟气温度降至40℃左右,然后进人两级管式电除雾除酸雾,使烟气中的酸雾含量降至<5mg/Nm3.烟气中夹带的少量砷、氟、尘等杂质也进一步被清除,净化后的烟气送往干吸工段。 (c)干吸、转化工序  净化出来的烟气,在淋洒96%硫酸的干燥塔中脱除烟气中所含的水分,干燥后含水<0.1g/Nm3的烟气经S02鼓风机送往转化工段,转化工段采用了“3+1”四段双接触工艺,总转化率>99.75%。干吸系统采用三塔两槽流程,干燥塔内循环淋洒96%浓硫酸,在一吸塔和二吸塔内循环淋洒98%浓硫酸。一吸塔和二吸塔循环酸共用循环槽、循环泵、酸冷却器。循环酸的冷却均采用带阳极保护的管壳式酸冷却器,干燥塔循环酸用1台酸冷却器,两吸收塔循环酸共用1台酸冷却器。  成品酸由成品中间槽产出,经成品酸酸冷器冷却后送往酸库储酸罐,然后由储酸罐放人火车槽车或汽车槽车运出厂外。

2、硫磺制酸[4]

硫磺制酸以固体硫磺为原料,采用快速熔硫、液硫过滤、液体硫磺燃烧、余热回收以及“3+1”两转两吸生产工艺。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,在转化工序一段触媒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驱动。  3、冶炼烟气制酸[5]  有色金属冶炼烟气中含有大量的二氧化硫,二氧化硫要是直接排空不仅是对资源的浪费,而且还对环境有巨大的危害。随着冶炼烟气制酸在化工原料生产领域起着越来越重要的作用,硫酸行业采用稀酸洗净化工艺使污水排放量减少,循环洗涤后污水中大量有价金属得到富集,对综合回收具有实际意义。为更好地利用冶炼烟气制酸,近年来国内外出现不少行之有效的改进冶炼技术和其它措施,有些还在试验阶段。大致流程如下:

(a)烟气净化工序(以江铜集团贵溪冶炼厂新建660kt/a铜冶炼烟气制酸系统为例)[6]  为适应冶炼烟气气量、气浓周期性波动较大、烟尘成分复杂、多变的特点,有效去除烟气中的铜、砷、氟等有害杂质,确保烟气的净化指标,强化烟气净化效果,借鉴贵冶硫酸二系列及硫酸一系列三期工程改造的生产经验,660kt/a硫酸装置净化采用稀酸洗涤、绝热蒸发冷却工艺。净化流程为一级动力波洗涤器(单级一次逆喷)一气体冷却塔(填料塔)一二级动力波洗涤器(单级一次逆喷)一两级电除雾器。净化工序产出的稀酸经戈尔膜过滤器去除悬浮   烟气   净化    干吸     转化
   4  物、二氧化硫脱吸后送废酸处理装置。 (b)干洗工序  干吸工序采用低位高效布置、循环酸泵后冷却工艺。 (c)转化工序  该装置转化工序设计采用与硫酸二系列类似的高浓度二氧化硫转化技术,在干燥塔人口加人空气,控制进转化器二氧化硫含量为12%。转化采用11-Vlll、“3+1”转化换热流程,同时考虑低温位废热的回收利用.

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