1、冶煉煙氣生產(chǎn)工業(yè)硫酸的工藝,陳述人：何志祥,降低工業(yè)排放呵護(hù)我們的家園,目錄,1、概述,曲靖鋅廠冶煉煙氣制酸系統(tǒng)是利用鉛鋅冶煉所產(chǎn)生的二氧化硫煙氣來制取工業(yè)硫酸。兩套硫酸系統(tǒng)采用先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)成熟的稀酸洗滌凈化、兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收的常壓接觸法制酸工藝。兩套硫酸系統(tǒng)均按工序分為：凈化、干吸、轉(zhuǎn)化和酸庫四個(gè)工段，兩套系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化工段都采用了四段“3+1”式雙接觸工藝，“”換熱流程，主要產(chǎn)品為98%工業(yè)硫酸。 硫酸生產(chǎn)的基本原理：硫精礦（S）SO2煙氣SO3煙氣工業(yè)H2SO4。 工業(yè)上將硫酸定義為：SO3和水以任意比例相結(jié)合的物質(zhì)的總稱。即：nSO3(氣體)+H2O（液）=H2SO4（液）+（n-1）SO

2、3（液）+Q 由此反應(yīng)可知：隨著SO3與水量的比例改變，可以生成各種濃度的硫酸。,2、二氧化硫煙氣的凈化工段,2.1 凈化的目的 冶煉煙氣中除含有大量的氮?dú)?、二氧化硫和氧氣外還含有一些固態(tài)和氣態(tài)的有害雜質(zhì)。固態(tài)雜質(zhì)主要是脈石粉塵，通稱礦塵。氣態(tài)雜質(zhì)通常有三氧化二砷、氟化物、二氧化硒、三氧化硫、水蒸氣、二氧化碳、一氧化碳和有色金屬的氧化物及汞的化合物。這些雜質(zhì)對(duì)觸媒設(shè)備和成品酸都造成一定的影響和危害，因此要盡可能完全把這些有害雜質(zhì)除去，所以凈化的目的是：除塵、降溫、除水、除酸霧及雜質(zhì)。由于雜質(zhì)顆粒大小相差很大，有的顆粒直徑在1mm左右，有的顆粒直徑在0.001mm以下。所以要采用不同的凈化方法，

3、才可以達(dá)到凈化的要求。,2.2 凈化的原理 凈化所用的設(shè)備主要有一級(jí)動(dòng)力波、二級(jí)動(dòng)力波、氣體冷卻塔和電除霧，其中一級(jí)動(dòng)力波、二級(jí)動(dòng)力波、氣體冷卻塔的工作原理基本相同，下面就介紹一級(jí)動(dòng)力波的工作原理和電除霧的工作原理。 2.2.1一級(jí)動(dòng)力波、二級(jí)動(dòng)力波及氣體冷卻塔的工作原理 一級(jí)動(dòng)力波、二級(jí)動(dòng)力波及氣體冷卻塔均有單獨(dú)的稀酸循環(huán)系統(tǒng)，氣體冷卻塔的循環(huán)酸采用板式換熱器進(jìn)行換熱。稀酸采取由稀向濃、由后向前的串酸方式。它們的工作原理：利用高速氣體把從底部射入的液體沖擊成無數(shù)細(xì)小液滴，使氣液高速湍流混合，充分接觸，強(qiáng)化傳質(zhì)傳熱，達(dá)到絕熱降溫和除塵的目的。,值得一提的是氣體冷卻塔是利用海爾環(huán)做填料，使氣體在

4、填料塔內(nèi)充分接觸，有利于煙氣把熱量傳遞給液體。同時(shí)，煙氣在經(jīng)過填料表面的液膜時(shí)，從一級(jí)動(dòng)力波帶來的大量飽和水蒸氣和大量顆粒酸霧會(huì)被冷凝下來進(jìn)入液相。因此，由煙氣帶來的大量熱能全部轉(zhuǎn)移進(jìn)入液相，被加熱后的稀酸液體（吸收了氣相熱能），再經(jīng)過板式稀酸換熱器，把熱能傳給循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。,2.2.2 電除霧的工作原理 第一步：陰極線芒刺尖端放電，發(fā)射出電子。 第二步：電子向陽極移動(dòng)過程中被酸霧截止，使酸霧帶負(fù)電。 第三步：帶電的酸霧在電場(chǎng)力的作用下向陽極移動(dòng)，最終沉積在陽極壁上，在用水沖擊的過程中受重力作用而進(jìn)入電除霧沖洗槽被除去。 在電除霧的后面有一個(gè)非常重要的裝置安全水封。它是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備、管道所允

5、許的安全壓力設(shè)計(jì)成的一個(gè)裝置，它的作用是維持系統(tǒng)負(fù)壓，保護(hù)前段玻璃鋼設(shè)備。,3 二氧化硫煙氣的干吸工段,3.1干燥和吸收的原理 干燥 利用濃硫酸（93%）具有強(qiáng)吸水性進(jìn)行煙氣干燥，經(jīng)過干燥后的煙氣含水一般0.1g/m3。 吸收 當(dāng)含有三氧化硫的煙氣與濃硫酸(98%)接觸時(shí)，三氧化硫選擇性的溶解在濃硫酸中。 其實(shí)，幾乎所有兩相參與的反應(yīng)都可以使用雙膜理論解釋。,3.1.1 雙膜理論 在氣液兩相接觸時(shí)其間存在著界面，界面雙方又分別存在著一層穩(wěn)定的氣膜和液膜，一切質(zhì)量和熱量的傳遞必須克服氣膜和液膜的阻力后才能進(jìn)行，這就是雙膜理論。 3.1.1.1 雙膜理論的特點(diǎn)： a.兩相間質(zhì)的傳遞是以分子擴(kuò)散方式

6、通過兩層膜進(jìn)行的。 b.傳質(zhì)速度主要取決于傳遞的組分在氣膜中的分壓和液膜中的濃度，在氣膜組分分壓越高，液膜中組分濃度越低，傳質(zhì)速度越快。反之，傳質(zhì)速度越慢。 c.在氣液兩相的主體中，對(duì)流擴(kuò)散的阻力比分子擴(kuò)散的阻力小得多，因此，傳質(zhì)的阻力主要集中在兩種膜上。 d.兩膜的擴(kuò)散速度與雙膜的厚度成反比。也就是說，提高流速使流體湍流層變薄和不斷更新，有利于傳質(zhì)。,4 二氧化硫煙氣的轉(zhuǎn)化工段,轉(zhuǎn)化工段采用的是四段“3+1”式雙接觸工藝，“”換熱流程。二氧化硫經(jīng)過轉(zhuǎn)化器后，轉(zhuǎn)化率99.75%。 4.1 氣體轉(zhuǎn)化原理 2SO2+O2 2SO3+Q（熱量） 反應(yīng)特點(diǎn)： a.反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)同時(shí)向正、反兩個(gè)方向進(jìn)行。 b.反應(yīng)為體積減小反應(yīng)，反應(yīng)由3體積減小為2體積。 c.反應(yīng)為放熱反應(yīng)，移走熱量有利于反應(yīng)進(jìn)行。 d.反應(yīng)需要的活化能很高，因此需要催化劑。,4.1.1二氧化硫轉(zhuǎn)化用的觸媒 觸媒由五氧化二釩、硫酸鉀和大量的二氧化硅組成，其中五氧化二釩是具有活性的主體成分，硫酸鉀是“助催化劑” ，二氧化硅是載體。觸媒的活性溫度范圍（400470）是指觸媒的活性能得到發(fā)揮的溫度范圍，也就是生產(chǎn)中要控制的觸媒溫度范圍。溫度對(duì)觸媒活性影響很大，只有在觸媒的活性溫度，才能表現(xiàn)出穩(wěn)定的、強(qiáng)的活性和維持一定的化學(xué)成分