硫磺制酸原理及工藝過(guò)程

1、最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程硫磺制酸原理及工藝過(guò)程化工1201班 第四組最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程目錄 六 三廢處理三廢處理 五 主要設(shè)備主要設(shè)備 四 能量的利用能量的利用 三 工藝流程圖工藝流程圖 二 工藝流程工藝流程 一 原理原理最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程原理原理 1. S+O2=SO2（霧化蒸發(fā)） 2. SO2+O2=SO3（轉(zhuǎn)化反應(yīng) 釩觸媒的催化） 3. SO3+H2O=H2SO4（吸收塔）1.霧化蒸發(fā)霧化蒸發(fā) 硫磺蒸氣與空氣混合，在高溫下達(dá)到硫磺的燃點(diǎn)時(shí)，氣流中氧與硫蒸氣燃燒反應(yīng)，生成二氧化硫后進(jìn)行擴(kuò)散，由熱氣流和熱輻射給霧狀液硫傳熱，因而使液硫繼續(xù)熱發(fā)。反應(yīng)速度隨空氣流速的增加而增加

2、。因而改善霧化質(zhì)量，增大液硫蒸發(fā)表面，增加空氣流的湍動(dòng)，提高空氣的溫度有利于液硫的蒸發(fā)，強(qiáng)化液硫的燃燒和改善焚硫操作。最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程2.釩觸媒的催化作用釩觸媒的催化作用 （1）觸媒表面的活性中心吸附氧分子，二氧化硫分子。使氧分子中的原子鍵斷裂而產(chǎn)生活潑的氧O; （2）被吸附的二氧化硫分子和氧原子之間進(jìn)行電子的重新排列化合成為三氧化硫分子； （3）三氧化硫分子從觸媒表面上脫附下來(lái)，進(jìn)入氣相。最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程硫磺制酸工藝過(guò)程硫磺制酸工藝過(guò)程 工藝上一般采用快速熔硫、液硫機(jī)械過(guò)濾、機(jī)械霧化焚硫技術(shù)，較多地采用“ 3 + 2 ”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝，并采用中壓鍋爐和省煤器回收焚硫和轉(zhuǎn)化工

3、序的廢熱，產(chǎn)生中壓過(guò)熱蒸汽。將澄清的溶融硫送入焚硫爐與空氣霧化后于爐內(nèi)焚化，產(chǎn)生高溫二氧化硫爐氣，經(jīng)余熱鍋爐使?fàn)t氣溫度降至650680，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，本設(shè)計(jì)采用一次轉(zhuǎn)化通過(guò)一、二、三段觸媒，二次轉(zhuǎn)化通過(guò)四、五次觸媒。換熱方式一次轉(zhuǎn)化采用外部換熱，二次轉(zhuǎn)化的四、五段間采用空氣冷激。 最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程一 熔硫工序（S+O2=SO2） 熔硫工序一般采用快速熔硫和液硫機(jī)械過(guò)濾工藝，其中關(guān)鍵設(shè)備一是快速熔硫槽，二是液硫過(guò)濾器。 固體硫磺經(jīng)熔融，濾去固體雜質(zhì)后，存于熔硫槽，維持熔硫溫度在 130145之間，熔硫貯槽的空間溫度在115以上。由泵將熔硫打入硫磺霧化噴嘴，與經(jīng)過(guò)干燥的空氣混合而入爐燃燒。

4、燃燒的空氣是由鼓風(fēng)機(jī)送入硫酸干燥塔，使水分含量降低到0.1g/m3以下，再經(jīng)過(guò)除沫后送至焚硫爐和轉(zhuǎn)化器。近年來(lái)為了節(jié)能，新設(shè)計(jì)的焚硫系統(tǒng)把鼓風(fēng)機(jī)改設(shè)在干燥塔之后，使每噸酸能耗可降低10%左右。 在焚硫爐產(chǎn)生的爐氣，溫度在8001000，SO2濃度在12%左右，經(jīng)廢熱鍋爐冷卻到430左右，進(jìn)入爐氣過(guò)濾器，濾去雜質(zhì)后與空氣混合，使溫度和SO2濃度都達(dá)到合適范圍后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程 二 轉(zhuǎn)化工藝及其條件（SO2+O2=SO3） 轉(zhuǎn)化一般采用進(jìn)口催化劑、“3 + 1”兩次轉(zhuǎn)化工藝、“”換熱流程。也有個(gè)別裝里采用國(guó)產(chǎn)催化劑、“3 + 2”兩次轉(zhuǎn)化工藝。總轉(zhuǎn)化率均要求達(dá)到99.8%以上，

5、一些裝置要求轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.83%以上，放空尾氣中SO2含量低于700mg/ m3。由于要求較高的轉(zhuǎn)化率，一般催化劑的裝填盆較大。 轉(zhuǎn)化工藝的操作條件主要有三個(gè)：轉(zhuǎn)化反應(yīng)的溫度、轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進(jìn)氣濃度以及轉(zhuǎn)化器的通氣量。這就是轉(zhuǎn)化操作的“三要素”。最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程三三 吸收工藝（SO3+H2O=H2SO4） 轉(zhuǎn)化氣依次通過(guò)濃硫酸吸收塔，用98.3%H2SO4濃硫酸吸收SO3后，氣相中SO3含量為0.0210.4%。然后由濃硫酸的吸收塔出口引至尾氣處理部分或直接經(jīng)過(guò)捕沫后放空。各塔噴淋用硫酸均由塔的上部進(jìn)入，經(jīng)過(guò)噴淋裝置均勻分布在塔截面上，與來(lái)自塔下部的轉(zhuǎn)化氣逆流接觸。吸收SO3的硫酸從塔

6、底引出時(shí)，其濃度可以提高了。為維持入塔噴淋酸濃度的穩(wěn)定，可在干燥塔和吸收塔之間進(jìn)行串酸，必要時(shí)加入補(bǔ)充水。 硫磺硫磺-熔硫槽熔硫槽-焚硫爐焚硫爐- S02氣體氣體-觸媒爐觸媒爐- S03氣體氣體- 吸收塔吸收塔-H2S04 最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程能量的利用能量的利用 為盡量利用利用液體硫磺焚燒產(chǎn)生的高溫位熱能和二氧化硫轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的中溫位熱能，在焚硫爐后設(shè)置中壓火管廢熱鍋爐，在轉(zhuǎn)化工序一一段觸煤層后設(shè)置高溫過(guò)熱器，二二段設(shè)置換熱器，三三段設(shè)置換熱器和省煤器，四四段設(shè)置低溫過(guò)熱器和省煤器。系統(tǒng)產(chǎn)生中壓過(guò)熱蒸汽并入蒸汽管網(wǎng)，可送至發(fā)電裝置；大型裝置空氣風(fēng)機(jī)多用蒸汽透平驅(qū)動(dòng)

7、。最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程主要設(shè)備設(shè)備：焚硫爐. 轉(zhuǎn)換器. 干吸塔.氣體換熱器和空氣鼓風(fēng)機(jī)。 焚硫爐焚硫爐 由于硫磺燃燒速度快，所以爐子構(gòu)造簡(jiǎn)單，現(xiàn)在一般多用臥式焚硫爐。使用最普遍的是噴霧焚硫爐。噴霧焚硫爐的構(gòu)造，是在鋼制圓筒內(nèi)部襯絕熱磚和耐火磚。 硫磺噴霧的要求是：形成易于氣化的微粒、噴霧角度要大，且能均勻分散。噴嘴的噴槍和噴頭部分采用L316或相當(dāng)?shù)牟牧?。為了防止?fàn)t內(nèi)高溫引起的損壞和防止因受熱而引起的硫磺粘度上升，噴槍應(yīng)有蒸氣夾套。最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程 轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化器 轉(zhuǎn)化器是SO2實(shí)施氧化反應(yīng)并保證SO2排放達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵設(shè)備。 目前轉(zhuǎn)化器在結(jié)構(gòu)上有兩種形式積木式結(jié)構(gòu)和中心筒式結(jié)構(gòu)。積

8、木式結(jié)構(gòu)采用平底球冠蓋立式回筒形容器，其內(nèi)部自下向上由若干立柱和樁柱支撐隔板和格柵。中心筒式結(jié)構(gòu)采用兩個(gè)同心立式圓簡(jiǎn)，內(nèi)圓筒直徑較小，為中心管，既用于支撐催化劑和隔板的部分重量，又作為部分反應(yīng)段的進(jìn)氣通道，催化劑裝填在內(nèi)、外兩層圓筒之間。最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程 干吸塔干吸塔 干吸塔的主要結(jié)構(gòu)基本上是相似的，塔體為立式圓筒形結(jié)構(gòu)，碳鋼內(nèi)襯耐酸磚。一般采用高鋁質(zhì)耐酸瓷填料支承結(jié)構(gòu)，有的采用大跨度、高開(kāi)孔率的耐酸高鋁瓷條梁，也有的采用高開(kāi)孔率的瓷球拱。 干燥塔一般采用國(guó)產(chǎn)抽屜式金屬絲網(wǎng)除霧器或進(jìn)口網(wǎng)墊式除霧器。第一吸收塔酸溫高、霧量大、霧粒細(xì), 為保護(hù)后面的換熱設(shè)備，采用高效纖維除霧器第二吸收塔

9、為保證尾氣排放的要求也采用高效纖維除霧器。從生產(chǎn)使用的效果看，其除霧效率均令人滿意。最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程 氣體換熱器氣體換熱器 氣體換熱器的設(shè)計(jì)主要是解決好管板變形、設(shè)備熱應(yīng)力和氣流分布等問(wèn)題。一般采用盤環(huán)形擋板管殼式換熱器,換熱器殼體采用低合金鋼和碳鋼制作殼程部分采用擴(kuò)大型管口并加氣體導(dǎo)流板以使氣流分布均勻。換熱器底部襯耐酸磚, 防止冷凝酸腐蝕。換熱管采用滲鋁鋼管, 管子與管板采用強(qiáng)度焊接。上、下管箱均噴鋁, 以有效避免高溫氧化腐蝕。換熱器的殼體設(shè)置膨脹節(jié), 以吸收高溫操作狀態(tài)下管、殼程熱膨脹差異引起的變形, 降低設(shè)備內(nèi)應(yīng)力。設(shè)備上的人孔與工藝接管均采用焊接連接形式, 以確保高溫操作狀態(tài)下的密封, 避免在高溫下材料蠕變而發(fā)生泄漏。最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程空氣鼓風(fēng)機(jī)空氣鼓風(fēng)機(jī) 空氣鼓風(fēng)機(jī)是硫磺制酸裝置最為關(guān)鍵的設(shè)備，其運(yùn)行的好壞直接影響到整個(gè)裝里的穩(wěn)定性和可靠性，是裝置開(kāi)車率最重要的保證。 大型空氣鼓風(fēng)機(jī)主要有軸流式和離心式兩種結(jié)構(gòu)類型。 軸流式鼓風(fēng)機(jī)采用透平壓縮原理，風(fēng)機(jī)效率稍高葉片運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度低于離心風(fēng)機(jī)，可以減少磨蝕另外可以利用靜葉角度來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量。但這種風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 造價(jià)高，與其配套的土建費(fèi)用高。最新硫磺制酸原理及工藝過(guò)程 三廢處理三廢處理 硫酸生產(chǎn)過(guò)程中含有SO3、H2SO4、As、Hg、懸浮物等有毒害物質(zhì)。我們必須加入一定量的Ca(O