济源职业技术学院毕业设计(论文)
第五章 三氧化硫的吸收
5．1三氧化硫吸收的工艺条件
1、吸收酸浓度
因为SO3易溶纯硫酸中。不能用水进行吸收，否则将形成大量酸雾。工业上采用98.3％硫酸作吸收剂，因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低，吸收率最高。
2、吸收酸温度
近20年来，随两转两吸工艺的广泛应用，以及低温余热利用技术的成熟，采用较高酸温和进塔气温的高温吸收工艺既可避免酸雾的生成，减小酸冷器的换热面积，又可提高吸收酸余热利用的价值。
3、进塔气温的影响
进塔气温对吸收SO3亦有较大影响。在一般的吸收过程中，气体温度低有利于提高吸收率和减小吸收设备体积。但在吸收转化气中SO3时，为避免生成酸雾，
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气体温度不能太低。尤其在转化气中水含量较高时，提高吸收塔的进气温度，能有效地减少酸雾的生成。
从表5-1可以看出，当炉气干燥到含水蒸气只有0.18／m3时，转化气进吸收塔温度必须高于112℃。
表5-1 水蒸气含量与转化气露点的关系
水蒸气含量 转化器的露点 0.1 112 0.2 121 0.3 127 0.4 131 0.5 135 0.6 138 0.7 141 在高温吸收工艺中，进塔气体温度提高到180一230℃，这样气体在吸收塔中各部位均能保持在露点温度以上，出转化器的气体不必冷却。在两转两吸工艺中，采用高温吸收，提高进塔气体温度可很好地解决系统热乎衡问题，尤其对中间吸收塔更为有利，可以减缓工艺中“热冷热”的弊病。
4、循环酸量的影响
为较完全地吸收三氧化硫．循环酸量的大小亦很重要。若酸量不足，酸在塔的进出口浓度、温度增长幅度较大，当超过规定指标后，吸收率下降。吸收设备为填料塔时，酸量不足，填料的润湿率降低，传质面积减少，吸收率降低；相反，循环酸量亦不能过多，过多对提高吸收率无益，还会增加气体阻力，增加动力消耗，严重时还会造成气体夹带酸沫和液泛。 循环酸量通常以喷琳密度表示。中国硫酸厂多取喷淋密度在15—25 m3／(m2．h)范围内。
5.2三氧化硫吸收的工艺流程
5．2．1 一转一吸干—吸系统工艺流程
目前中国硫酸生产，由于技术发展的历史原因，仍有采用一转一吸工艺的。产品只有98％和92．5％H2两种产品。少数厂家配有105％发烟酸吸收塔，生产20％S03(游离)标准发烟硫酸，其流程见图5-1。
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图5-1 生产发烟硫酸时的干燥-吸收流程
1-发烟硫酸吸收塔；2-浓硫酸吸收塔；3-捕沫器；4-循环槽；5-泵；6,7酸冷却器；8-干燥塔
从转化工序导人的转化气，一部分进入发烟酸吸收塔，经发烟酸吸收后，与另一部分转化气混合并进人98％H2SO4的酸吸收塔，经98％H2SO4的硫酸吸收后，导人层气回收塔或直接放空。
105％H2S04的发烟酸由吸收塔上部分酸装置均匀分布在填料上，与转化气逆流接触．酸浓度和温度上升，然后从塔底排出，进入混酸罐(成循环酸槽)与来自98％H2S04的硫酸吸收系统的98％H2SO4的硫酸混合，控制循环酸中战况含量在l04．6％一l05．0％之间。从酸罐引出的热酸由泵送人酸冷却器冷却，之后，大部分循环使用，少部分作为产品或串人98％H2SO4的硫酸混酸罐。
98％H2SO4的硫酸吸收系统的酸亦在吸收SO3时浓度升高，温度上升，出塔后在泥酸罐中与干燥塔串来的93％H2SO4的硫酸混合，配成98.1％一98.5％H2SO4的硫酸，必要时可加人水。罐中出来的热酸由酸冷却器冷却，其中大部分打人吸收塔循环使用，一小部分分别串入105％和93％H2S04的硫酸混酸罐。根据产品的要求，也可引出少量作为成品酸输出。[4] 5．2．2 两转两吸于—吸系统工艺
工艺流程见图5-2。
图5-2 冷却后、泵前串酸干吸工序流程图
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5.3 三废处理
5.3.1尾气的处理
工艺生产过程产生的废气主要来源为：二吸塔出来的SO2、SO3。
A、焙烧：采用氧表控制沸腾焙烧为磁性焙烧，炉气出口SO2浓度高SO3浓度低（即原始酸雾低，通过一级电除雾，酸雾指标可达到≤0.03g/Nm3）,渣、灰主要成分为Fe3O4具有磁性，可通过磁选机进行两次选磁，使铁的品位提高到55%以上可用来炼铁；渣、灰、灰残硫≤0.5%，烧出率可达≧98.5%，渣灰可卖给水泥厂，生产水泥。
B、净化工序采用封闭酸洗，付产10%浓度稀酸，可用稀酸泵将此稀酸送到磷肥车间与浓硫酸相配生产磷肥，酸泥与矿渣相混，卖给水泥厂生产水泥。
C、转化工段采用五段两次转化，总转化率可达99%，尾气SO2≤300PPM，可达到国家排放标准。
D、干吸工段采用两次吸收，塔的分酸装置采用管式分酸器，，总吸收率可达≧99.95%。
5.3.2烧渣及污水、污酸的处理
以含硫量为35%～25%的硫铁矿为例，每生产1吨硫酸，副产0.7～0.8吨的烧渣，烧渣中含有较多的铁和一定数量的铜、锌、铅、钴等有色金属，有些还含有金、银等贵重金属，应回收利用。
污水和污酸主要来自净化工序，污水、污酸中含有硫酸、砷、氟、铅、铁、硒等，酸、砷、氟等，对生态环境危害很大，排放前必须处理。
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第六章 物料衡算和热量衡算
6.1物料衡算
1、硫酸生产的工艺流程图如图6-1：
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