工業(yè)制硫酸的方法:
(1)硫鐵礦制酸硫鐵礦在沸騰焙燒爐內(nèi)通空氣燃燒產(chǎn)生SO2氣體,經(jīng)余熱鍋爐回收熱量后,依次通過(guò)旋風(fēng)除塵和電除塵進(jìn)行干法除塵。隨后,爐氣再通過(guò)洗滌、冷卻、除霧等一系列的凈化操作進(jìn)入干燥塔。干燥后的爐氣用主鼓風(fēng)機(jī)壓送至一轉(zhuǎn)一吸或兩轉(zhuǎn)兩吸制酸裝置內(nèi)制取硫酸。其反應(yīng)如下:
(2)硫磺制酸反應(yīng)時(shí)生成的熱傳遞給進(jìn)入接觸室的需要預(yù)熱的濃和氣體并冷卻反應(yīng)后生成的氣體(即熱交換過(guò)程)熔融硫磺在焚硫爐內(nèi)用干燥空氣燃燒產(chǎn)生SO2氣體,經(jīng)余熱鍋爐回收燃燒熱后進(jìn)入“一轉(zhuǎn)一吸”或“兩轉(zhuǎn)兩吸”制酸系統(tǒng)制取硫酸。其反應(yīng)如下
(3)冶煉煙氣制酸主要利用有色金屬銅、鉛、鋅、鎳、鈷等硫化礦在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的SO2煙氣進(jìn)行制酸。
其工藝流程除焙燒系統(tǒng)隨有色金屬硫化礦的焙燒工藝不同而有異外,其制酸工藝與沸騰爐爐氣制酸相同。
硫酸的生產(chǎn)流程:
(1)原料工段原料處理能力要滿足生產(chǎn)周轉(zhuǎn),與硫酸生產(chǎn)能力相匹配,能夠滿足焙燒工藝的進(jìn)料工況條件結(jié)合礦源及工程,應(yīng)著重考慮如下問(wèn)題原料的卸車及轉(zhuǎn)運(yùn)方式、礦庫(kù)的貯存能力(庫(kù)容)、干燥及含塵尾氣處理、塊礦的破碎及篩分等。原料工段設(shè)置應(yīng)盡量少進(jìn)行固體物料的交叉,流程越簡(jiǎn)單越好。
(2)焙燒流程焙燒流程一般為:焙燒爐—廢熱鍋爐—旋風(fēng)除塵器—電除塵器,也可以不設(shè)旋風(fēng)除塵器。這種流程非常緊湊,但電除塵器需專門設(shè)計(jì)且操作管理要求較高。為了盡可能使工藝技術(shù)和設(shè)備制造立足國(guó)內(nèi),增加裝置操作的可靠性,使用國(guó)內(nèi)的電除塵器,則傾向于設(shè)置旋風(fēng)除塵器。一般采用增濕輸送的干法排渣,有刮板輸送機(jī)—冷卻滾筒(增濕)一帶式輸送機(jī)流程和冷卻滾筒+冷卻滾筒(增濕)—帶式輸送機(jī)兩種流程,目前設(shè)計(jì)傾向于使用后一種流程。
(3)凈化流程大型硫酸裝置選擇酸洗凈化流程。國(guó)內(nèi)大型裝置空塔流程居多,即空塔(增濕塔)—填料冷卻塔(稀酸板式換熱器)一兩級(jí)電除霧器。近十多年來(lái)我國(guó)投產(chǎn)的硫鐵礦制酸酸洗凈化流程絕大多數(shù)使用此流程,亦是比較容易掌握的流程。近年來(lái)冶煉煙氣制酸選擇動(dòng)力波洗滌器代替空塔居多,國(guó)內(nèi)有關(guān)專家認(rèn)為,動(dòng)力波洗滌器特別適用于煙氣量波動(dòng)比較大的情況,效果較好,但壓降較大,對(duì)氣量均衡穩(wěn)定的硫鐵礦制酸并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。
(4)干吸流程干吸流程有塔槽一體化流程、三塔一槽流程、三塔兩槽流程和三塔三槽流程。塔槽一體化即干燥塔、一吸塔、二吸塔均不設(shè)外部泵槽,由各塔的底部分別存液,循環(huán)泵設(shè)于塔外的管道上,國(guó)內(nèi)比較典型的為貴州甕福2×400kt/a硫鐵礦制酸裝置。塔槽一體化省去了泵槽和很多的管線,使得工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備布置緊湊,有一定的優(yōu)越性,但在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮泵的密封,特別是一吸循環(huán)泵。目前,國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)多采用三塔兩槽流程,又以干燥塔一個(gè)循環(huán)槽.兩吸收塔共用一個(gè)循環(huán)槽居多。干吸塔普遍使用不銹鋼槽管式分酸器及大規(guī)格填料,可大幅增加分酸點(diǎn),降低填料高度,優(yōu)化塔的操作狀況,提高塔的操作效率,塔的頂部裝設(shè)高效除霧器。
(5)轉(zhuǎn)化流程轉(zhuǎn)化工序基本采用兩轉(zhuǎn)兩吸流程,國(guó)內(nèi)“2+2”,“3+2”,“3+1”幾種流程都有,但目前采用較多的是,“3+1”流程,配套換熱流程有ⅢⅠ—ⅣⅡ和ⅣⅠ—ⅢⅡ等,設(shè)計(jì)選擇較多的ⅢⅠ—ⅣⅡ根據(jù)系統(tǒng)熱平衡計(jì)算,可以考慮設(shè)置熱管省煤器。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的流程和設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇,實(shí)際上是系統(tǒng)的優(yōu)化問(wèn)題,需與所用催化劑和所用設(shè)備情況綜合考慮,應(yīng)盡量提高一轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化率,使尾氣排放更容易達(dá)到日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。
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