工业硫酸生产讲义
重点：
1.硫酸的工艺流程：两转两吸与一转一吸
2.硫铁矿制酸工艺
3.制酸的原理与设备
********************冶炼厂
【讲义内容】
第一部分硫酸工业用途及历史
基本无机化工之一。主要产品有浓硫酸、稀硫酸、发烟硫酸、液体三氧化硫、蓄电池硫酸等，也生产高浓度发烟硫酸、液体二氧化硫、亚硫酸铵等产品。
硫酸广泛用于各个工业部门，主要有化肥工业、冶金工业、石油工业、机械工业、医药工业、洗涤剂的生产、军事工业、原子能工业和航天工业等。还用于生产染料、农药、化学纤维、塑料、涂料，以及各种基本有机和无机化工产品。素有“工业之母”美誉。在我国，其中60%的硫酸产
量用于生产磷肥和复肥。
第一节硫酸的性质
物理性质：相对分子质量为98.078，硫酸是指SO3与H2O摩尔比等于1
的化合物，或指100%H2SO4，浓硫酸是一种无色透明的油状液
体，20℃时密度为1.8305g/cm3，难挥发，密度大，极易
溶于水，能与水以任意比混溶，溶解稀释时，会放出大量的
热。
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化学性质：腐蚀性，脱水性，磺化，氧化性等
商品型号：工业上使用的硫酸是硫酸的水溶液，即SO3与H2O摩尔比≤1的物质。发烟硫酸是SO3与H2O摩尔比>1，也为无色油状液
体，因其暴露于空气中，逸出SO3与空气中的水分结合形成
白色烟雾，故称为发烟硫酸。硫酸或发烟硫酸的浓度均可用
H2SO4质量分数来表示。但发烟硫酸的浓度常用其中所含的
游离SO3（即除H2SO4以外的SO3）或全部SO3质量分数来表示。
第二节国外发展历史
1.制造硫酸始于10世纪的阿拉伯炼金术者,采用干馏绿矾(FeSO4〃7H2O),
得到的硫酸称为矾油。
2.15世纪后半叶，B.瓦伦丁在其著作中,先后提到将绿矾与砂共热,以及将
硫磺与硝石混合物焚燃的两种制取硫酸的方法。
3.约1740年，英国人J.沃德首先使用玻璃器皿从事硫酸生产，器皿的容
积达300l。在器皿中间歇地焚燃硫磺和硝石的混合物，产生的二氧化硫和氮氧化物与氧、水反应生成硫酸，此即硝化法制硫酸的先导。1746年，英国人J.罗巴克在伯明翰建成一座6ft（lft=0.3048m)见方的铅室,
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这是世界上第一座铅室法生产硫酸的工厂。
4.1810年，英国人金.赫尔克开始采用连续焚硫，这是连续法生产硫酸的
开端。此后，铅室法在不断的完善中。
5.1827年，著名的法国科学家J.－L.盖－吕萨克建议在铅室之后设臵吸
硝塔,用铅室产品(65％H2SO4)吸收废气中的氮氧化物。
6.1859年，英国人J.格洛弗又在铅室之前增设脱硝塔，成功地从含硝硫
酸中充分脱除氮氧化物,并使出塔的产品浓度达76％H2SO4。这两项发明的结合，实现了氮氧化物的循环利用，使铅室法工艺得以基本完善。早期的铅室法工厂都以意大利西西里岛的硫磺为原料,随着硫酸需求的不断增加,原料供应日益紧张。
7.19世纪30年代起，英、德等国相继改用硫铁矿作原料。其后，利用冶
炼烟气生产硫酸也获得成功。原料来源的扩大,适应了当时以过磷酸钙和硫酸铵为主要产品的化肥工业的兴起,从而使硫酸工业获得更大的发展。
8.1911年，奥地利人C.奥普尔在赫鲁绍建立了世界上第一套塔式法装臵。
六个塔的总容积为600m3，日产14t硫酸（以100％H2SO4计）。
9.1923年，H.彼德森在匈牙利马扎罗瓦尔建成一套由一个脱硝塔、两个成
酸塔和四个吸硝塔组成的七塔式装臵，在酸液循环流程及塔内气液接触方式等方面有所创新，提高了生产效率。
备注：铅室法产品的浓度为 65％H2SO4，塔式法则为76％H2SO4。在以硫铁矿和冶炼烟气为原料时,产品中还含有多种杂质。40年代起，染料、
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化纤、有机合成和石油化工等行业对浓硫酸和发烟硫酸的需要量迅速增加，许多工业部门对浓硫酸产品的纯度也提出了更高的要求，因而使接触法逐渐在硫酸工业中居于主导地位。
10.1831年，英国的P.菲利普斯首先发明以二氧化硫和空气混合，并通
过装有铂粉或铂丝的炽热瓷管制取三氧化硫的方法。
11.1875年，德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建成第一座生产发烟硫酸
的接触法装臵。
12.1881年-1913年，德国巴登苯胺纯碱公司对催化剂进行了研究，并
在工业装臵上全面解决了以硫铁矿为原料进行生产的技术关键。该公司发明了添加碱金属盐的钒催化剂，活性较好，不易中毒，且价格较低，在工业应用中显示了优异的成效。
13.50年代初，联邦德国和美国同时开发成功硫铁矿沸腾焙烧技术。联
邦德国的法本拜耳公司于1964年率先实现两次转化工艺的应用，又于1971年建成第一座直径4m的沸腾转化器。
14.1972年,法国的于吉纳-库尔曼公司建造的第一座以硫磺为原料的加
压法装臵投产,操作压力为500kPa,日产550t(100％H2SO4)。
15.1974年,瑞士的汽巴－嘉基公司为处理含0.5％～3.0％SO2的低浓
度烟气,开发一种改良的塔式法工艺,并于1979年在联邦德国建成一套每小时处理10km3焙烧硫化钼矿烟气(0.8％～1.5％SO2)的工业装臵。
20世纪80年代初，前苏联学者提出非稳态转化器，1982年实现工业化。
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第三节国内发展历史
1.1874年，天津机械局淋硝厂建成中国最早的铅室法装臵，1876年投产，
日产硫酸约2t，用于制造无烟火药。
2.1934年，中国第一座接触法装臵在河南巩县兵工厂分厂投产。
3.1949年以前，中国硫酸最高年产量为 180kt(1942)。1983年硫酸产量
达8.7Mt（不包括台湾省）,仅次于美国、苏联，居世界第三位。
4.1951年，研制成功并大量生产钒催化剂，此后还陆续开发了几种新品种。
5.1956年，成功地开发了硫铁矿沸腾焙烧技术，并将文氏管洗涤器用于净
化作业。
6.1966年,建成了两次转化的工业装臵,成为较早应用这项新技术的国家。
在热能利用、环境保护、自动控制和装备技术等方面，也取得了丰硕成果。
7.80年代后，引进了一批大型生产装臵，截止1998年（20.495Mt，以100%
硫酸计），中国硫酸生产量跃居世界第2位，仅次于美国。
第四节国内外硫酸发展趋势：
接触法制酸
●产业集中化，装臵大型化
●环保日益得到重视和支持
●废热回收利用
●超高浓度SO2转化技术应用
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采用新工艺、新技术，新设备、新材料
第二部分硫酸的生产方法与工艺流程
硫铁矿制酸，冶炼烟气制酸，硫磺制酸，石膏制酸，其它含硫废气制酸，废酸裂解制酸等。
2004年全国产量最高的省市、企业
第一节制酸基本原理
SO2+O2→SO3；SO3+H2O→H2SO4
第二节接触法制酸的三个基本工序
第一：由含硫原料制含SO2气体，实现这一过程需要将含有SO2的气体焙烧，故工业上称为“焙烧”
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第二：将含SO2和氧的气体催化转化为SO3，工业上称之为“转化”
第三：将SO3与水结合成硫酸。实现这一过程需要将转化所得SO3气体用硫酸吸收，工业上称为“吸收”。
工业生产，为了具体实现还需要辅助工序。包括原料的贮存与加工；含SO2气体的净
化，净化工序；成品酸的计量或储存等。
第三节工业生产途径
生产硫酸须先制得含二氧化硫的原料气，原料气制备的工艺视原料不同而异。原料包括硫铁矿、硫磺、冶炼烟气、硫化氢、石膏和废硫酸等。
3.1 以硫铁矿为原料制酸
硫铁矿是硫化铁矿物的总称，它包括黄铁矿与白铁矿（分子式均为FeS2），以及成分相当于Fe n S n+1的磁硫铁矿，三者中以黄铁矿为主。
硫铁矿经焙烧后制得含二氧化硫的气体。历史上曾采用过块矿炉、机械炉、回转炉、悬浮炉进行硫铁矿的焙烧，现均使用沸腾焙烧炉。含硫30％
的硫铁矿已能满足硫酸生产工艺的要求，但为了矿渣能用于炼铁，要求硫
铁矿的含硫量应大于45％。使用含硫高的硫铁矿，还能减少原料运输费用，提高热能利用效率。为保证正常生产和硫铁矿渣的利用，对原料矿中的有
害杂质如砷、氟等的含量也都有相应的限制。
硫铁矿:浮选硫铁矿、普通硫铁矿、含煤硫铁矿
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流程：矿石的破碎→配料→矿石的干燥→矿石的焙烧→烟气的净化→烟气的干燥→转化→吸收→尾气的处理（破碎、筛分、配矿、脱水）
硫铁矿焙烧时的反应为：
4FeS2+11O2─→2Fe2O3+8SO2+3415.7kJ (1) 当过剩氧量较少时，反应按下式进行：
3FeS2+8O2─→Fe3O4+6SO2+2438.2kJ (2)
通常希望反应按(2)进行，以利矿渣利用，并减少三氧化硫的生成。
控制沸腾层
焙烧温度在850～ 950℃，炉内设臵废热锅炉的受热元件，以回收多余的
反应热。
3.2 以硫磺为原料制酸
当原料为液态硫磺时，可直接用液硫泵将其输入焚硫炉；若原料为固态硫磺，则需在熔硫槽中以蒸汽间接加热熔融，滤除杂质后，用泵送入焚
硫炉。
硫磺燃烧时的反应为：S+O2─→SO2+297kJ
焚硫炉操作的关键是应保证液态硫充分雾化并与空气均匀混合，以确保硫磺燃烧完全。为此，发展了多种类型的焚硫炉与液态硫喷枪。
焚硫炉通常为卧式圆筒形、钢壳衬耐火砖结构，有的内设挡墙或在炉
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体设臵二次风分布管，炉子一端设臵液态硫喷枪，为液态硫与空气入口；另一端设原料气出口，通向废热锅炉。液态硫喷枪按其作用原理分为压力喷嘴型、空气雾化型与旋转杯型三类。
3.3 以冶炼烟气为原料制酸
有色金属硫化矿的火法冶炼过程中排出的含二氧化硫烟气，早期因浓度较低，利用困难，常直接排入大气。随着环境保护法规日趋严格及冶炼工艺不断改进，冶炼烟气中二氧化硫浓度已提高，能够经济地用于硫酸生产。但是，由于有色冶炼装臵炉型繁多，烟气条件多变，故对硫酸生产工艺也有相应要求。
目前，用烟气制硫酸的主要有色金属冶炼设备有闪速炉、沸腾焙烧炉、密闭鼓风炉、转炉、烧结机等。在制酸的冶炼烟气中，以炼铜烟气所占比例最大，闪速炉及转炉烟气二氧化硫含量最高。近年来，在闪速炉中使用富氧空气，大大提高了冶炼的生产强度和烟气中的二氧化硫浓度，进转化器二氧化硫浓度最高已达13.5％。
3.4 以硫化氢为原料
从天然气或石油中回收的大量硫化氢气体通常用于克劳斯法制取硫磺。而由焦炉气或煤气精制过程中得到的硫化氢，由于数量较小，将其燃烧生成二氧化硫，用于生产硫酸。
H2S+3/2O2─→SO2+H2O+518kJ
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原料气中的二氧化硫浓度，由原始气体中的硫化氢浓度和空气用量决定。由于反应本身生成水，故原料气中水分含量高，这决定了以硫化氢为原料生产硫酸的重要特征。
3.5 以石膏（磷石膏）为原料
将石膏、焦炭和其他辅料在回转窑内于约1400℃下煅烧，同时制得水泥熟料和含二氧化硫的气体。窑中发生的主要反应为：
2CaSO4+C─→2CaO+2SO2+CO2-566.2kJ
生成的氧化钙与物料中的氧化硅成分在窑中反应生成水泥熟料，通常烟气中的二氧化硫浓度为7％～10％，生产每吨硫酸可同时制得水泥熟料1t。20世纪60年代后期，奥地利首先开发了以湿法磷酸生产中的副产物磷石膏制取硫酸和水泥的工艺。由于石膏（磷石膏）制硫酸的工厂基建投资大，耗能高，故通常只是在别无其他原料或为处理磷石膏废渣的情况下才作为一种选择方案。世界上仅有奥地利、波兰、德国、中国等国家和南非地区建有少数以石膏（磷石膏）为原料的硫酸厂。
各种焙烧炉制得的原料气，温度常高达800～1000℃，通常采用热能回收装臵回收高温原料气中的余热，同时将原料气冷却至下道工序所需温度。最常用的热能回收装备是各种火管式或水管式锅炉，产生的蒸汽用于发电、驱动风机或其他生产过程。某些石膏（磷石膏）制酸厂用出回转窑的高温气体预热进窑的生料。
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3.6 以硫化氢为原料制酸
将硫化氢转变为硫磺的工业方法，由英国人C.F.克劳斯于1883年发明。此法广泛用于煤、石油、天然气的加工过程(如合成氨原料气生产、炼厂气加工等)，在脱硫产生的含硫化氢气体中回收硫，并可解决炼厂废气对大气的污染问题。克劳斯法回收硫的纯度可达到99.8％，可作为生产硫酸的一种硫资源，也可作其他部门的化工原料。
克劳斯法的主要化学反应为：
自脱硫装臵来的酸性气全部进入燃烧炉，其中的硫化氢有三分之一可氧化成二氧化硫，并与未氧化的硫化氢一起进入转化器，进行催化转化。为完成部分燃烧反应，通入燃烧炉的空气需严格控制，这是克劳斯法的操作关键。燃烧炉的温度约为1200℃，燃烧产物中除二氧化硫、水和氮外，还有少量由硫化氢直接分解而生成的元素硫。为回收热量，燃烧产物在进入转化器之前先经废热锅炉发生蒸汽。转化器为一固定床反应器，内装有氧化铝催化剂（见金属氧化物催化剂），入口温度控制在220～240℃。由于过程为放热反应，出口温度为270～300℃。自转化器出来的反应产物进入冷凝冷却器，液态硫磺流至硫磺罐。为达到较高的硫回收率，工业装臵一般还设有二级、三级甚至四级转化器。在转化器中能否达到较高的转化
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率，关键是要控制H2S/SO2的摩尔比,使之保持为2,同时要使用性能较好的氧化铝催化剂。采用两级转化时，硫的回收率可达93％～95％，三级转化时可达94％～96％，四级转化时可达95％～97％。从克劳斯装臵排出的尾气中还含有一定数量的二氧化硫（8000～18000ppm）。按环保要求,还需将尾气进行处理,使最终排入大气的尾气中含二氧化硫量在300ppm左右，使硫的总回收率达99.8％左右。
焙烧工序的主要作用是制出合格的SO2气体，由于工序中产生较多的热量，以及炉气须降温才可以进入除尘设备，因而设臵了沸热锅炉。影响沸腾焙烧温度的主要因素有投矿量、矿粒中含硫量以及风量。其中原料含硫量和炉温影响最显著，这是因为炉内热量来自于硫分解的燃烧反应。
SO2浓度决定炉气量，浓度越高，炉气量越小，炉气净化符合越小，但是SO2的提高受到焙烧过程的限制。用空气焙烧时，理论上SO2浓度最高可达16.2%，但由于过剩空气太小，会产生升华硫进入后续工段，造成设备堵塞问题，且硫的烧出率也不高，实际SO2浓度一般不超过13.5%。
国家《环境空气质量标准》（GB 3095-1996）分为三级，不同级别对应不同的
二氧化硫浓度限值。其限值如下：
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3.7 二氧化硫（SO2）介绍
又称亚硫酸酐,硫的最重要氧化物，硫酸原料气的主要成分。无色、有刺激性臭味、有毒的气体，不可燃，易液化。其水溶液称为亚硫酸。在钒催化剂（见无机化工催化剂）存在下，二氧化硫能被空气中的氧氧化为三氧化硫，此反应是接触法生产硫酸的基础。以活性氧化铝作催化剂（见金属氧化物催化剂），二氧化硫被硫化氢还原为硫磺，这是以硫化氢生产硫磺的克劳斯法工艺的基本反应。制取二氧化硫的方法有：焚烧硫磺；焙烧硫铁矿或有色金属硫化矿；焚烧含硫化氢的气体；煅烧石膏或磷石膏；加热分解废硫酸或硫酸亚铁；以及从燃烧含硫燃料的烟道气中回收（见硫酸原料气）。
生产液体二氧化硫时通常先制得纯二氧化硫气体，然后经压缩或冷冻将其液化。重要的工业生产方法有：
①哈涅希-希洛特法。此法始创于1884年,以水作吸收剂，吸收二氧
化硫后的溶液以蒸汽解吸，解吸气经冷凝、干燥后液化。现在发
展了加压水吸收法。
②氨-硫酸法。此法常用于一次转化的接触法硫酸厂中尾气二氧化硫
的回收 (见图)。以氨水为原始吸收剂,用硫酸分解吸收液,制得纯
二氧化硫气体。
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③溶液吸收法。以无机或有机溶液吸收低浓度二氧化硫气体，然后
将吸收液加热再生，制得纯二氧化硫。主要的吸收剂有碳酸钠、
柠檬酸钠、碱式硫酸铝、有机胺类等的溶液。
④直接冷凝法。以冷冻法从含二氧化硫的气体中将其部分冷凝分离，
直接制得液体二氧化硫，未冷凝的二氧化硫返回硫酸生产系统。
⑤三氧化硫-硫磺法。使液体硫磺与三氧化硫在反应器中进行反应，
制得纯二氧化硫气体。
二氧化硫除了主要用于生产硫酸外，其他重要用途有：在造纸工业中生产亚硫酸盐纸浆；制造各种亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐;生产锦纶（尼龙6）单体、合成洗涤剂、橡胶促进剂等有机化合物；也用于医药工业。二氧化硫还可作为织物和皮革的漂白剂；农业上用作熏蒸消毒剂；食品工业中用作防腐和消毒剂。液态二氧化硫是一些有机物的良好溶剂，用于矿物油类的精制。
二氧化硫是大气中数量最大的有害成分，是造成全球范围内“酸雨”的主要原因，其主要排放源为以煤或油为燃料的发电厂、有色金属冶炼厂和硫酸厂。1976年全世界排入大气中的二氧化硫量超过 200Mt。其中从火力发电厂烟道气排放的二氧化硫量约占80％。由于二氧化硫对动植物和建筑结构的危害作用严重，各国政府的环境保护法规对其排放量和排放浓度均有严格限制。中国政府规定大气中二氧化硫的允许含量为0.15mg/m3。为消除其危害,开发了各种含二氧化硫废气的处理方法,较成熟的有石灰-石灰石法、双碱法等。
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第三部分炉气的净化与干燥
一般矿石中所含有铜、铅、锌、镍、镉、砷、硒、铝、铁等，在焙烧后有一部分成为氧化物，其中铜、锌、镍、镉、铁的氧化物大部分都留在矿渣中，而氧化铅、三氧化砷以及二氧化硒则部分气化，随炉气进入后续工序。
硫铁矿焙烧中：提高反应温度，减小矿粒直径，增加入炉气体的氧含量。
一般沸腾炉出口气体含尘量150-300g/Nm3，如果不将其除去会堵塞设备。
机械方法：重力沉降，离心沉降，
电净化法：电收尘器
电收尘器的操作条件：气体温度300-350℃；电压为50-60KV，气体停留时间在5-6s；进口含尘≤50g/Nm3，出口气体含尘量≤0.15g/Nm3。
第一节炉气中的有害杂质和其行为
经过电收尘后，其中还含有一些固态和气态的有害杂质。固态杂质主要是硫化金属矿的氧化物微尘和脉石粉粒，通称为矿尘；气态杂质通常有：三氧化二砷，氟化物，二氧化硒，SO3，H2O（气态），还可能含有CO，CO2等。
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（1）矿尘：堵塞，触媒结疤，影响成品酸的颜色
（2）砷和硒：中毒，影响成品酸的质量
（3）氟：HF使瓷环SiO2粉化（参照：“火法冶炼中氟的行为、危害与防氟措施”讲解）
（4）水分：稀释酸沫和酸雾，腐蚀设备和管道，危害触媒，生成酸雾（5）S O3：形成酸雾，与三氧化二砷，二氧化硒，矿尘等杂志成为酸雾雾滴的核心并进入触媒层，引起触媒中毒结疤。
（6）氯：腐蚀设备和材料
（7）C O2：原料中含烃类或者一氧化碳时，矿石焙烧时会消耗较多的氧，这使SO2的氧化反应变慢，但对催化剂无害。
（8）H2S：在冶炼中，炉气中含有硫化氢，它是使干燥塔内硫磺游离出来的主要因素，并会促使产品硫酸变成乳白色。同时有硫化氢存在时，会使炉气中缺氧，从而使转化率降低。
烟气中的杂质在高温下，一般以气态和固态良种形态存在，当温度降低到一定程度后则以固态，液态和气态三种形态存在。烟气净化主要是指将固态或者液态悬浮颗粒从气体中分离出去。
3.1.1 除去杂质遵循原则
1.烟气中悬浮颗粒分布很广，大小相差很大，有的颗粒直径达1000μm，
有的在1 μm以下，在净化过程中应分级逐段进行分离，先大后小，先重后轻。
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2.烟气中悬浮颗粒是以气固液三态存在，质量相差很大，在净化过程中应该按照颗粒的轻重程度分别进行，先固液，后气体。
3.对于不同大小颗粒的粒子，应选择相应的分离设备，以提高设备的分离效率。
3.1.2 烟气净化原理
炉气中有害杂质，除矿尘以外，均为气态，在湿法净化过程中，由于炉气的降温，其中的砷、硒氧化物大部分是在转变为气溶胶[气溶胶是指悬浮在气体中的固体、液体微粒和气体载体共同组成的多相体系,其粒子直径多为10-3～102μm,气溶胶是指悬浮在大气中的各种液态或固态微粒,通常所指的烟、雾、尘等都是气溶胶.气溶胶本身是污染物,又是许多有毒、有害物质的携带者,它的分布在一定程度上反映了大气污染的状况]的状态下得到的。这是湿法净化的一个重要特点，固体吸附剂吸附有害组分（干法）限于技术和经济原因，目前在工业上没有得到推广和应用。
3.1.3 烟气中杂质在净化过程中的行为
先后顺序：矿尘[以免妨碍其它对其他杂质的去除]由于冶炼烟气中不含有或者含有较少量的砷、氟较高，而对成品酸质量中的砷、氟含量控制日趋严格，同时耐砷、氟的触媒目前尚未过关，因此对砷和氟的含量有一定的要求，所以目前国内外仍较多地采用烟气洗涤净化的流程。这种方法不需要预先把矿尘消除的很干净，因此在洗涤As2O3、氟化物等杂质的同时，还能进一步把残存的矿尘除掉。由于洗涤时烟气温度骤然下降，SO3气体
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便会与水蒸汽结合成硫酸蒸汽并形成酸雾。
As2O3和SeO2也会在洗涤时突然分离，绝大部分被洗涤掉，剩余微量的As2O3和SeO2以微小晶体颗粒形态悬浮于烟气中。烟气中的氟化氢在洗涤过程中特别被水和稀酸吸收而被除去。
3.1.4 除雾原理
酸雾、As2O3和SeO2等它们各自发生凝聚的温度会因它们在烟气中原始含量的高低而不同。酸雾的凝聚温度还与烟气中的水分含量有关，实际过程非常复杂，当酸雾首先出现时，由于酸雾颗粒极小，数量极多，表面级很大，As2O3、SeO2和HF等会有相当的数量直接从气态溶解于酸雾，当As2O3和SeO2等结晶首先发现时，它们便会与烟气中的细小矿尘一起成为酸雾的凝结核心，而溶解在酸雾中，与此同时，会有相当部分的SO3、As2O3、SeO2、HF被洗涤吸收而溶解于洗涤液中。因此，不管具体过程如何，在烟气中被洗涤液溶解的杂质微粒，最终几乎都要溶解与酸雾之中。至此，消除As2O3、SeO2和HF的任务，以及去除矿尘的任务，便同清楚酸雾的任务结合在一起，而且主要集中在清除酸雾上，因此除雾工作就显的比较重要了。
酸雾雾粒的大小与洗涤液的温度、酸含量、降温速度以及雾粒成长时间有关，通常在几微米范围内，由于它较分子体积大的多，运动速度也慢的多，不易被洗涤液吸收，仅有一小部分由于惯性作用被洗涤液捕集，其余主要靠除雾设备清除。
根据酸雾雾粒的大小，用做清除酸雾的设备有冲挡洗涤器、文求里洗
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涤器和电除雾洗涤器等，其中以电除雾洗涤器最为可靠。
电除雾效率的高低与酸雾液粒的大小有很大关系。颗粒直径越大，驱进速度越大，除雾效率越高。刚形成的雾粒一般在0.05μm以下，电除雾器对此粒径的去除效果很低。因此需要设法使其长大。
炉气冷却的方式有两种：一种为只降温不移热量，即绝热降温；[系统中不用设臵冷却装臵，靠液体（酸或者水）蒸发，将气体中的显热转化为潜热，这时温度下降，湿含量提高。但这种降温方法有限制，当炉气中水蒸汽含量达到饱和时，炉气温度降低到最低点（达到绝热饱和温度）]另一种为移热降温[系统中设臵换热器，从炉气或从洗涤液中把热量移走，达到降低炉气温度的目的。在湿法净化工艺中，分别利用了两种降温方法。首先利用绝热降温法，大幅度降低炉气温度，并提高水蒸汽含量，然后利用移热降温法降低饱和炉气温度，使水蒸汽充分冷凝，增大雾粒直径。
净化工序由洗涤设备、除雾设备和除热设备组成。
洗涤设备：空塔填料塔泡沫塔文氏管动力波洗涤器
除雾设备：电除雾文氏管
除热设备：间接冷凝器（对气体直接冷凝）稀酸冷却器（通过冷却洗涤塔循环酸间接冷却气体）
一般组合：两级洗涤加上一级或两级电除雾，除热设备设在第二洗涤器循环酸回路中（稀酸冷却器），或者在第二洗涤器后（间接冷凝器）净化
七水硫酸锌生产工艺分析 一、硫酸锌的性质 硫酸锌别名皓矾，英文名：Zinc sulfate ，CAS7733-20-0，化学式：ZnSO4，相对分子质量：161。 外观为无色斜方晶体、颗粒或粉末，无气味，味涩。熔点(℃)：100，相对密度(水=1)： 1.957，沸点(℃)： >500(分解)。 无色或白色结晶0℃以上分解。1g溶于0.6ml水、2.5ml甘油，不溶于乙醇。水溶液对石蕊呈酸性，pH约4.5。含1分子结晶水的较不易结块。相对密度1.97。熔点100℃。纯硫酸锌在空气中久贮不变黄，置于干燥空气中失去水而成白色粉末。有多种水合物：在0-39℃范围内与水相平衡的稳定水合物为七水硫酸锌，39-60℃内为6水硫酸锌，60-100℃内则为一水硫酸锌。当加热到280℃时各种水合物完全失去结晶水，680℃时分解为硫酸氧锌，750℃以上进一步分解，最后在930℃左右分解为氧化锌和三氧化硫。ZnSO4·7H2O 与 MSO4·7H2O（M = Mg, Fe, Mn, Co, Ni）在一定范围内形成混合晶体。与碱反应生成氢氧化锌沉淀，与钡盐反应生成硫酸钡沉淀。 硫酸锌是制造锌钡白和锌盐的主要原料，也可用作印染媒染剂，木材和皮革的保存剂，也是生产粘胶纤维和维尼纶纤维的重要辅助原料。另外，在电镀和电解工业中也有应用，还可以用于制造电缆。 工业中冷却用水是最大用量水。在密闭式循环冷却系统中的冷却水对金属不能有腐蚀和结垢，因此要进行处理，这个过程就叫水质稳定，硫酸锌在此用作水质稳定剂。二、生产原理 1、生产工艺原理方程式 主反应： ZnO＋H2SO4→ZnSO4＋H2O 副反应： CuO＋H2SO4→ZnSO4＋H2O PbO＋H2SO4→PbSO4↓＋H2O MnO＋H2SO4→MnSO4＋H2O FeO＋H2SO4→FeSO4＋H2O CaO＋H2SO4→CaSO4↓＋H2O 2、除杂原理 CuSO4＋Zn→ZnSO4＋Cu↓ PbSO4＋Zn→ZnSO4＋Pb↓ 10FeSO4＋2KMnO4＋22H2O→10Fe(OH)3↓＋K2SO4＋2MnSO4＋7H2SO4 3MnSO4＋KMnO4＋7H2O→5MnO(OH)2 ↓＋K2SO4＋2H2SO4 三、工艺过程描述 1、酸浸反应 在衬瓷板的反应釜内加入结晶工段的母液（硫酸锌稀溶液），在搅拌下加入氧化锌（或者含锌矿、锌灰，含锌渣），调成浆状，然后加入硫酸，随着硫酸加入反应釜内温度会慢慢上升。反应终点体系的pH值控制在5.1左右，清液浓度为38波美度，温度控制在70-80℃，反应2小时后，体系pH值不能上升，如果上升要补加硫酸，否则锌的利用率太低，反应体系的pH值也不能太低，太低会加速设备腐蚀。 反应结束后用泥浆泵将反应液送去板框压滤机过滤，板框压滤机的滤饼要用pH值为3.9-4.2的酸性水洗涤，以提高新的利用率（即降低渣中的含锌量，要求渣中的含锌量低于
硫酸工业转化工艺 硫酸生产过程中转化是核心，转化率高，硫的利用率高，环境污染小；反之不仅硫的损失大，而且会给环境造成危害。转化率的高低与转化过程所选择的转化流程有关，不同的转化流程，可能达到的最终转化率不同，硫的利用率及尾气中有害气体的含量不同。 转化流程选择的主要依据是生产中所采用的催化剂、进转化器的二氧化硫浓度及氧硫比、要求的总转化率等。转化流程可分为“一转一吸”“两转两吸”和两大类。 1、“一转一吸”流程。“一转一吸”流程亦为一次转化一次吸收工艺。由于受催化剂用量及平衡转化率的限制，该工艺可能达到的最终转化率为97 %～98 % ，显然此转化率下，硫的利用率不够高，尾气中二氧化硫的含量远远超过排放标准，需进行尾气回收。目前国内只有部分采用低浓度冶炼烟气制酸( 入转化工序二氧化硫浓度低于 6 %) 的企业采用此流程。由于用碱性物质回收尾气产生的亚硫酸盐销路有限、用氨—酸法回收尾气副产品硫铵母液运输不便及销售困难，一些企业计划将“一转一吸”改为“两转两吸”从而使尾气直接达标排放。 2“两转两吸”流程按环保要求，除了有条件采用尾气回收工艺及气体浓度较低且规模较小的装置以外，一般硫酸装置都应采用“两转两吸”的转化流程。“两转两吸”流程为两次转化两次吸收工艺，可能达到的最终转化率大于99.5 % 。该工艺的总转化率受第一次转化率和第二转化率的制约。第一次转化常用两段或三段催化剂床层来完成，其中第一段的转化率受出口温度的限制，若第一次转化采用两段，则仅是第二段来保证第一次转化率；若第一次转化采用三段，则是以第二、第三段两段保证第一次的转化率。随着要求的总转化率的提高，对第一次转化率的要求亦在提高。对第二次转化有用一段和两段催化剂床层之分。若用一段，该段催化剂床层既要兼顾反应速率又要兼顾第二次转化率是难于两全的；若采用两段，则以前一段满足反应速率，以后一段满足转化率，这可使第二次转化率提高3 %左右，且对第一次转化率的波动有一定的承受能力。该第一、二次转化所采用段数的组合可有“2 + 1”三段转化、“2 + 2”、“3 + 1”四段转化和“3 + 2”五段转化流程。“3 + 1”与“2 + 2”组合方式相比，前者由于经过三段转化后进行中间吸收，在吸收塔中将有更多三氧化硫从系统中移走，
已知煤中工业分析成分为水分（M）、灰分（A）、挥发份（V）、固定碳（FC） 根据煤中测量得到的全元素分析数据C、H、O、N、S、Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、Si 1、计算灰分（A）： 因为灰分组成成分重要是Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、TiO2、SiO2，一般这八种成分合占灰分的96%左右，根据测得的Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、Si元素浓度，同时根据Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、Si八种元素与O元素的原子量比值，可以配比出灰分中的O元素所占总重量，从而得到Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、TiO2、SiO2八种成分的总重量，再除以系数0.96，得到灰分的重量。以下为各种元素原子量： 原子量： Mg 24.305 Ca 40.08 Na 22.98977 Si 28.0855 Al 26.98154 Fe 55.847 Ti 47.90 K 39.0983 C 12.011 H 1.0079 O 15.9994 N 14.0067 S 32.06 2、计算水分（M）和挥发分（V）： 电厂燃用煤种绝大多数为烟煤，少数为无烟煤和褐煤，将电厂燃用煤种以烟煤为准计算挥发分中的成分，《火电厂煤质检测技术》中总结出，已知烟煤中挥发分主要成分如下： 总共有C、H、O三种元素，按其原子量计算3种元素质量比值如下： C 6.187484848484848484848484848483 H 2.476712947658402203856749311294 O 2.644528925619834710743801652891 除去相应的H2O的配比之后得到剩余C：H比值： H2O占2.977719008264462809917355371901
以硫铁矿为原料的接触法硫酸生产工艺 董子玉 1．概述 （1）硫酸的用途和产品规格 硫酸是重要的化工产品，用途十分广泛。工业硫酸是指SQ与H20以一定比例混合而成的化 合物，分为稀硫酸（H2SQ含量65%和75%）浓硫酸（H2SO含量92.5 %和98%和发烟硫酸（游离S03 含量20%）。 （2）硫酸生产的原料 生产硫酸的原料主要有硫磺、硫铁矿、硫酸盐及含硫工业废物。硫磺是理想原料（含硫99.5%），原料纯，流程简单、投资少、成本低。 硫铁矿是世界上大多数国家生产硫酸的主要原料。分有普通硫铁矿、浮选硫铁矿和含 煤硫铁矿。硫酸盐有石膏（CaSQ）芒硝（N82SQ）和明矶石［KA13（QH）6（SQ4）2］等，这些原料生产硫酸，还可生产其它产品。 含硫废物指冶金厂、石油炼制副产气及低品位燃料燃烧废气中的SQ,炼焦的焦炉气和 合成氨厂半水煤气中的HS,及金属加工的酸洗液、炼厂的废酸与废渣。 （3）硫酸生产的方法 接触法制硫酸基本反应 （1）S0 2的制取将硫铁矿焙烧，制取S02 2．二氧化硫炉气的制造
(1) 硫铁矿的预处理 块状硫铁矿和含煤硫铁矿需破碎和筛分。大矿石破碎至35-45m m以下，再细碎，使碎粒小于3-6mm送入料仓或焙烧炉。 (2) 硫铁矿的焙烧 焙烧操作条件 a .温度焙烧温度控制在850—950r0 b ．矿粒度 c .氧浓度氧浓度过高，生成的SO2在Fe2O3的催化作用下变为SO3生成的酸雾多，加重净化负荷。 焙烧设备焙烧是在焙烧炉中进行。焙烧炉有块矿炉、机械炉、沸腾炉等几种型式，我国广泛使用沸腾炉。 (3) 炉气净化 ①净化的目的和指标 工艺流程不同，净化指标有所差别，我国规定的标准(mg?m-3)如下： 水分V 100;尘V 2;砷V 5;氟V 10;酸雾：一级降雾v 35, 二级电降雾v 5。 ②净化原理及设备 根据炉气中杂质的种类和特点，可用U形管除尘、旋风降尘、水洗(或酸洗)、电除尘、
硫酸锌生产工艺操作规程 一、氧化锌浸出工序1、准备工作：穿戴好防护用具，检查各种设备是否正常。2、浸出操作：○1先往浸取桶内加铟尾水和红泥洗水至桶体积的2/3;○2启动搅拌，投入氧化锌，同时打开油加热阀加温至70℃-80℃.○3当桶内料液PH在3-3.5时，停止加氧化锌，让其反应。○4搅拌半小时，再测PH值，若达到4.5-5.0B＇t时，继续搅拌半小时，PH稳定不变调整料液浓度波美度45B＇t左右。○5启动输送泵将浸出液送中间桶。○6在反应过程中，如果PH值偏低，用氧化锌调整，如果PH值偏高，用铟尾水或硫酸调至所需PH值。○7酸化结束后，料液体积以不漫槽为准。3.特别提示：○1投料时，必须做到均投，久搅，勤检查的办法，认真操作，不准澎料、跑料。○2下一罐检查必须切断电源，两人在场，并挂牌警示。○3做好原始记录，工作完成后，要清理现场，做到清洁卫生。二、压滤工序1、检查设备状况是否正常，如泵、管道、压滤机油压、滤布，拼装好滤板、滤布。2、确定浸取液合格后，启动水泵，打开阀门，进行压滤，滤液自流进入氧化桶进行除杂。3、压滤困难即停泵，松开滤板，滤液送样化验。4、硫酸锌滤液必须清明、无浑浊物。5、定期清洗滤板、滤布，发现破损应立即更换，不得留待下班处理。6、发现故障应及时排除或通知维修人员检修。7、做好操作记录，接好交接手续，保持工作场地干净清洁。三、除杂(氧化、置换)工序一、氧化氧化除杂时，缓慢加入双氧水等氧化剂，同时进行加温至60℃-70℃。。以除去铁、锰、砷等。双氧水加入后会产生新酸，必须用氧化锌或石灰水等进行中和至PH值4.5-5.0.经定性检查合格后方能压滤。二、定性检测硫酸锌溶液中的铁取5ml试液于25ml试管中，加2-4滴盐酸溶液(1:1),2-3滴双氧水，6-7滴硫氰酸钾摇振30秒，如果溶液显红橙色，证明铁存在，反之无铁。三、置换1）料液温度控制在50℃左右；2）取液样快速化验镉含量；3）根据料液含镉量加入2.5-3倍等量的金属锌粉；4）用硫酸调PH4.5-5.0；5）反应5min，快速过滤，滤液排入另一除镉桶；6）控制温度50℃，PH4.5; 7)加入溶液含镉3倍锌粉；8）再次取样合格后，快速过滤。四、定性检查硫酸锌溶液中的镉取3-5ml试液于25ml试管中，加2滴浓硫酸，6滴碘化钾溶液,4滴亚硫酸溶液摇匀。沿试管壁滴加15滴镉试剂，使溶液与镉试剂溶液之间保持清晰的分
有色金属公司硫酸锌生产工艺操作规程 一、氧化锌浸出工序 1、准备工作： 穿戴好防护用具，检查各种设备是否正常（如减速机、搅拌器、水泵、硫酸管、油管及阀门、引风机）。 2、浸出操作： ○1先往浸取桶内加铟尾水和红泥洗水（约1立方）至桶体积的2/3; ○2启动搅拌，投入氧化锌，同时打开油加热阀加温至70℃-80℃. ○3当桶内料液PH在3-3.5时，停止加氧化锌，让其反应。 ○4搅拌半小时，再测PH值，若达到4.5-5.0B＇t 时，继续搅拌半小时，PH稳定不变调整料液浓度波美度45B＇t左右。 ○5启动输送泵将浸出液送中间桶。 ○6在反应过程中，如果PH值偏低，用氧化锌调整，如果PH值偏高，用铟尾水或硫酸调至所需PH值。 ○7酸化结束后，料液体积以不漫槽为准。 3.特别提示： ○1投料时，必须做到均投，久搅，勤检查的办法，
认真操作，不准澎料、跑料。 ○2下一罐检查必须切断电源，两人在场，并挂牌警示。 ○3做好原始记录，工作完成后，要清理现场，做到清洁卫生。 二、压滤工序 1、检查设备状况是否正常，如泵、管道、压滤机油压、滤布，拼装好滤板、滤布。 2、确定浸取液合格后，启动水泵，打开阀门，进行压滤，滤液自流进入氧化桶进行除杂。 3、压滤困难即停泵，松开滤板，滤液送样化验（锌、铟）。 4、硫酸锌滤液必须清明、无浑浊物。 5、定期清洗滤板、滤布，发现破损应立即更换，不得留待下班处理。 6、发现故障应及时排除或通知维修人员检修。 7、做好操作记录，接好交接手续，保持工作场地干净清洁。 三、除杂(氧化、置换)工序 一、氧化 氧化除杂时，缓慢加入双氧水等氧化剂，同时进行加温至60℃-70℃。（如不好压滤，温度可升至
操作规程编号：YTO-FS-PD730 硫酸锌生产工艺操作规程通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
硫酸锌生产工艺操作规程通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 一、氧化锌浸出工序 1、准备工作： 穿戴好防护用具，检查各种设备是否正常（如减速机、搅拌器、水泵、硫酸管、油管及阀门、引风机）。 2、浸出操作： ○1先往浸取桶内加铟尾水和红泥洗水（约1立方）至桶体积的2/3; ○2启动搅拌，投入氧化锌，同时打开油加热阀加温至70℃-80℃. ○3当桶内料液PH在3-3.5时，停止加氧化锌，让其反应。 ○4搅拌半小时，再测PH值，若达到4.5-5.0B＇t 时，继续搅拌半小时，PH稳定不变调整料液浓度波美度45B＇t左右。 ○5启动输送泵将浸出液送中间桶。 ○6在反应过程中，如果PH值偏低，用氧化锌调整，如果PH值偏高，用铟尾水或硫酸调至所需PH值。
发烟硫酸生产工艺及市场分析1 产品概述 发烟硫酸, 即三氧化硫的硫酸溶液, 化学式: H 2SO 4 ·xSO 3 。无色至浅棕色粘 稠发烟液体, 其密度、熔点、沸点因SO 3 含量不同而异。当它暴露于空气中时, 挥发出来的SO 3 和空气中的水蒸汽形成硫酸的细小露滴而冒烟, 因此称之为发烟硫酸。 发烟硫酸中的物质成分复杂, 除了硫酸和三氧化硫外, 还有焦硫酸 ( H 2S 2 O 7 ) 、二聚硫酸( H 4 S 2 O 8 ) 、三聚硫酸( H 6 S 3 O 12 ) 及H 4 S 3 O 15 、 H 2 S 3 O 10 、 ( H 2SO 4 ) 4～20 等各种各样的硫酸聚合物。 1.1 物化性质( 从《化工百科全书》硫酸中摘录) 第一部分: 化学品名称 化学品中文名称: 发烟硫酸 化学品英文名称: sulphuric acid fuming; Oleum 技术说明书编码: 934 CAS No.: 8014-95-7 [RTECS号] : WS5605000 [UN编号] : 1831 [危险货物编号] : 81006 [IMDG规则页码] : 8231 第二部分: 成分/组成信息 有害物成分: 发烟硫酸CAS No. 8014-95-7 第三部分: 危险性概述 危险性类别: 第8类腐蚀品第1项酸性腐蚀品( 《常见危险化学品的分类及标志》(GB13690-92)) 侵入途径: 经呼吸道吸入, 经食道食入, 或身体接触。 健康危害: 对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。蒸气或雾可引起结膜炎、结膜水肿、角膜混浊, 以致失明; 引起呼吸道刺激症状, 重者发生
操作规程编号：LX-FS-A70049 硫酸锌生产工艺操作规程标准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
硫酸锌生产工艺操作规程标准范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 一、氧化锌浸出工序 1、准备工作： 穿戴好防护用具，检查各种设备是否正常（如减速机、搅拌器、水泵、硫酸管、油管及阀门、引风机）。 2、浸出操作： ○1先往浸取桶内加铟尾水和红泥洗水（约1立方）至桶体积的2/3; ○2启动搅拌，投入氧化锌，同时打开油加热阀加温至70℃-80℃. ○3当桶内料液PH在3-3.5时，停止加氧化
锌，让其反应。 ○4搅拌半小时，再测PH值，若达到4.5-5.0B＇t时，继续搅拌半小时，PH稳定不变调整料液浓度波美度45B＇t左右。 ○5启动输送泵将浸出液送中间桶。 ○6在反应过程中，如果PH值偏低，用氧化锌调整，如果PH值偏高，用铟尾水或硫酸调至所需PH值。 ○7酸化结束后，料液体积以不漫槽为准。 3.特别提示： ○1投料时，必须做到均投，久搅，勤检查的办法，认真操作，不准澎料、跑料。 ○2下一罐检查必须切断电源，两人在场，并挂牌警示。 ○3做好原始记录，工作完成后，要清理现场，
年产5万吨硫酸生产工艺 )
目录 第一章 (1) 概述 (1) 硫酸的性质 (1) 第二章 (1) 硫酸的生产方法 (1) 接触法制造硫酸 (2) 接触法生产硫酸由下列四个工序组成 (2) 接触法的优缺点 (3) 硝化法制造硫酸 (3) 硝化法制造硫酸可归纳为三个重要过程 (4) 硝化法的优缺点 (4) 第三章硫酸生产全工段工艺简介 (4) SO2气体的制取 (4) 炉气的净化 (5) SO2气体的转化 (5) 一次转化一次吸收 (5) 二次转化二次吸收 (6) 沸腾转化 (6) SO3气体的吸收 (7) 尾气的处理 (7) 氨法 (7) 碱法 (7) 金属氧化物法 (8) 活性炭法 (8) 控制SO2排放的其他方法 (8) 第四章 (9) 两次吸收法生产硫酸的流程图 (9) 流程说明 (9)
干燥系统流程说明 (9) 一吸系统流程说明 (9) 二吸系统流程说明 (10)
第一章 概述 硫酸是一种普通的化工产品，也是一种古老的化学品，据了解，早在17世纪就有化学家利用“铅室法”将燃烧硫磺所得的二氧化硫和进行反应而生产出约70%左右的稀硫酸，到18世纪又有化学家利用铂催化剂（今用钒催化剂）与较高浓度的二氧化硫空气中的氧气反应而生产出浓度达98%的硫酸。由于硫酸在工业上有广泛的用途，因此它被号称为“工业之母”，硫酸的产量也常用来作为评定一个国家工业经济发展水平的重要指标。 硫酸的性质 硫酸是（SO 3）和水（H 2O ）化合而成。化学上一般把一个分子的三氧化硫与一个分子的水相结合的物质称为无水硫酸。无水硫酸就是指的100%的硫酸（又称纯硫酸）。纯硫酸的化学式用“H 2SO 4”来表示，分子量为。 硫酸是基础化学工业中重要的产品之一。硫酸的性质决定了它用途的广泛性，硫酸主要用于生产化学肥料、合成纤维、涂料、洗涤剂、致冷剂、饲料添加剂和石油的精炼、有色金属的冶炼，以及钢铁、医药和化学工业。 第二章 硫酸的生产方法 生产硫酸最古老的方法是用绿矾（FeSO 4·7H 2O ）为原料，放在蒸馏釜中锻烧而制得硫酸。在煅烧过程中，绿矾发生分解，放出二氧化硫和三氧化硫，其中三 氧化硫与水蒸气同时冷凝，便可得到硫酸。 2（FeSO 4·7H 2O ） 煅烧???→Fe 2O 3+SO 2+SO 3+14H 2O
二、二氧化硫催化氧化制硫酸 1. 生产方法和工艺过程 在硫酸生产历史上,出现过三种生产方法,即塔式法、铅室法和接触法。 (1)塔式法和铅式法是古老的生产方法。在中间装填瓷圈的塔型结构的设备或中空的铅室中进行,所用催化剂是二氧化氮,氧化过程可用下列反应式表示: ＳＯ2＋ＮＯ2＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2ＳＯ4＋ＮＯ ＳＯ2＋Ｎ2Ｏ3＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2ＳＯ4＋２ＮＯ ２ＮＯ＋Ｏ2＝２ＮＯ2 ＮＯ2＋ＮＯ＝Ｎ２Ｏ３
由此制得的硫酸浓度只有65%～75%,仅用作生产肥料(如过磷酸钙等),工业应用因浓度不高而受到限制。而且含硝化物硫酸对设备的腐蚀相当严重。 (2)接触法在20世纪50年代后建厂,现在基本上取代了塔式法和铅室法。该法是将焙烧制得的SO2与固体催化剂(开始是铂,后改用V2O5,现为含铯钒催化剂)接触,在焙烧炉气中剩余氧的参与下(通常还需配入适当空气或富氧以控制O2/SO2值恒定),SO2被氧化成SO3,后者与水作用可制得浓硫酸(98.5%)和发烟硫酸(含游离SO3 20%左右)。 接触法生产硫酸经过以下四个工序。 A 焙烧矿石(或硫磺)制备SO2化学反应式如下: ４ＦeＳ２＋１１Ｏ２＝２Ｆe２Ｏ３＋８ＳＯ２(硫铁矿焙烧) Ｓ＋Ｏ２→ＳＯ２↑(硫磺焙烧)
硫铁矿分普通硫铁矿(其中大部分为黄铁矿,亦含有白铁矿、磁铁矿,含硫量在25%～53%之间)、浮选硫铁矿(与有色金属伴生,含硫量32%～40%)和含煤硫铁矿(是煤矿的杂质,含硫量达40%)三种,主要成分有FeS,FeS2,Fe2O3,Fe3O4和FeO等,矿物中还含有铅、镁、钙、钡的碳酸酸,砷、硒、铜、银、金等化合物。在氧量过剩的情况下,为使矿物中的硫全部转化成SO2,焙烧温度需在600℃以上,此时烧渣中,铁主要以Fe2O3存在(尚有少量Fe3O4)。 上述碳酸盐分解生成氧化物后又与炉气中SO3反应生成硫酸盐。砷和硒化合物转化为氧化物,在高温下升华逸入炉气中成为对制酸有害的杂质。矿石中的氟化物在焙烧过程中转变成气态SiF4,也进入炉气中。 B 炉气精制目的是除去各种杂质,如三氧化二砷、二氧化硒、氟化氢、矿尘、水蒸气和酸雾等。其中三氧化二砷使钒催化剂中毒和催化剂中的钒逃逸,二氧化硒使钒催化剂中毒和使成品酸带色,氟化氢(由SiF4水解产生)则会腐蚀设备。它们在低温下(30～60℃)很容易用水或酸洗涤炉气而除去。
工业制备硫酸方法的演变 一、铅室法（1764---1900） 1、铅室法的基本原理是利用高级氮氧化物（主要是三氧化二氮）使二氧化硫氧化并生成硫酸：SO2+N2O3+H2O—→H2SO4+2NO 生成的一氧化氮又迅速氧化成高级氮氧化物：2NO+O2—→2NO2 NO+NO2—→N2O3 因此，在理论上，氮氧化物 仅起着传递氧的作用，本身并无 消耗。 2、衰败的原因 用铅室法制得的硫酸浓度 低而且往往含有很多杂质，用途 受到限制，这也是铅室法被淘汰 的重要因素（见硫酸工业发展 史）。 二、接触法制硫酸（1831---2011,现在很少用了） 1、接触法制硫酸的原料是黄铁矿。废气的吸收用到了生石灰。 2、接触法制硫酸可以分成三个阶段:造气、接触氧化、三氧化硫的吸收。 造气所用的设备是沸腾炉,进入燃烧炉的应该是硫磺或者是经过粉碎的黄铁矿和空气,反应方程为 S(s)+O2 (g)==点燃==SO2(g) ΔH= -297kJ/mol FeS2(s)+11/4 O2(g)==高温==1/2 Fe2O3(g)+2SO2(g) ΔH=-853kJ/mol 从燃烧炉出来的气体叫做炉气.除去杂质和矿尘的目的是防止催化剂中毒,进行干燥的原因是防止水蒸气与二氧化硫形成酸对设备的腐蚀和在接触室里对催化氧化的不良影响。 净化、干燥的炉气进入接触室与催化剂接触发生反应,反应方程式为 SO2(g)+1/2O2(g) ==催化剂== SO3(g)；ΔH=98.3kJ/mol (反应条件为400摄氏度到500摄氏度,五氧化二钒做催化剂.) 3、吸收三氧化硫是在吸收塔中进行的,踏中堆有瓷环.一般用98.3%硫酸吸收三氧化硫,形成硫酸,然后在稀释成所需浓度的硫酸。
硫酸的工业制法 硫酸 硫酸盐 一、硫酸的工业制法——接触法 2、尾气的吸收，可用氨水吸收 2NH 3 + H 2O + SO 2 = (NH 4)2SO 3 NH 3 + H 2O + SO 2 = NH 4HSO 3 将生成物用稀硫酸处理后，可制得化肥(NH 4)2SO 4，并回收了SO 2。 3、生产简要流程 4、有关物质纯度、转化率、产率的计算 物质的纯度 不纯物中所含纯物质的质量 不纯物质的总质量 100% 5、多步递进反应的关系式计算法 遇有多步递进反应（即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物）的计算时，可用关系式法一步求解。此种方法的关键，是根据各步反应的化学方程式，找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比，列出相应的关系式，然后按常规方法求解。 二、浓硫酸的特性 硫酸的化学性质跟它的浓度有密切的关系。稀硫酸具有酸类的通性（H +的性质），而浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子，因而浓硫酸除具有酸类的通性外，还具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。 1、浓硫酸的吸水性。 浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和吸收结晶水的性能。其原因是硫酸分子极易与水分子化合成一系列稳定的水合物：H 2SO 4·nH 2O （n = 1,2,4,6,8）。同时放出大量的热。这些水合物很稳定。利用浓H 2SO 4的吸水性，可以做干燥剂。浓H 2SO 4能干燥
H 2、O 2、CO 等中性气体，也能干燥SO 2、Cl 2、CO 2、HCl 、HF 等酸性气体；但不能干燥NH 3等碱性气体，也不能干燥HBr 、HI 、H 2S 等有强还原性的气体。 2、浓硫酸的脱水性。 浓硫酸能把纸张、木材、蔗糖等有机物中的氢、氧元素，按水分子里的氢、氧原子个数比（2∶ 1）脱出，使其碳化。如： C 12H 22O 11 浓 H SO 24?→??? 12C + 11H 2O 蔗糖 3、浓硫酸的氧化性。 硫酸分子中S 6 +有较强的得电子能力，故浓硫酸有较强的氧化性，加热时其氧化性增强。 （1）与金属的反应：在加热的条件下，绝大部分金属（除Pt 、Au 外）能被浓H 2SO 4氧化到高价态，同时H 2SO 4被还原成SO 2（一般情况下），反应中没有氢气生成。 Cu + 2H 2SO 4 (浓) CuSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2O Hg + 2H 2SO 4 (浓) HgSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2O Zn + 2H 2SO 4 (浓) ZnSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2O （2）常温时浓H 2SO 4使铁、铝钝化。加热时铁、铝可与浓硫酸剧烈反应。 2Fe + 6H 2SO 4 (浓) Fe 2 (SO 4)3 + 3SO 2 ↑ + 6H 2O 2Al + 6H 2SO 4 (浓) Al 2(SO 4)3 + 3SO 2 ↑ + 6H 2O （3）与非金属的反应 C + 2H 2SO 4 ( 浓) 2SO 2 ↑ + CO 2 ↑+ 2H 2O S + 2H 2SO 4 (浓) 3SO 2 ↑ + 2H 2O 2P + 5H 2SO 4(浓) 2H 3PO 4 + 5SO 2 ↑ + 2H 2O （4）与具有还原性的化合物反应 H 2S + H 2SO 4 (浓) = S + SO 2 ↑ + 2H 2O 2HBr + H 2SO 4 (浓) = Br 2 ↑ + SO 2 ↑ + 2H 2O 8HI + H 2SO 4(浓) = 4I 2 + H 2S ↑ + 4H 2O 5、硫酸的性质与作用的联系。 （1）硫酸的酸性实际上就是硫酸中H +的性质 Zn + H 2SO 4 (稀) = ZnSO 4 + H 2 ↑ CuO + H 2SO 4 = CuSO 4 + H 2O 2NaOH + H 2SO 4 = Na 2SO 4 + H 2O （2）硫酸可与弱酸盐反应，表现出硫酸的强酸性。 FeS + H 2SO 4 (稀) = FeSO 4 + H 2S ↑
第一节接触法制硫酸 ●教学目标 1.了解接触法制硫酸的化学原理、原料、生产流程和典型设备。 2.通过二氧化硫接触氧化条件的讨论，复习巩固关于化学反应速率和化学平衡的知识，训练学生应用理论知识分析和解决问题的能力。 一、反应原理 1.S＋O2===SO2 3.SO3＋H2O===H2SO4 现阶段我国硫酸的生产原料以黄铁矿(主要成分为FeS2)为主，部分工厂用有色金属冶炼厂的烟气、矿产硫黄或从石油、天然气脱硫获得硫黄作原料。 4FeS2＋11O2 高温 =====2Fe2O3＋8SO2 如以石膏为原料的第一步反应就是：2CaSO4＋C ? ====2CaO＋2SO2↑＋CO2 二、工业制硫酸的生产流程。 工业上制硫酸主要经过以下几个途径： 1、以黄铁矿为原料制取SO2的设备叫沸腾炉。 沸腾炉示意图 矿石粉碎成细小的矿粒，是为了增大与空气的接触面积，通入强大的空气流为使矿粒燃烧得更充分，从而提高原料的利用率。 ［设问］黄铁矿经过充分燃烧，以燃烧炉里出来的气体叫做“炉气”。但这种炉气往往不能直接用于制取SO3，这是为什么呢？ 这是因为炉气中常含有很多杂质，如N2，水蒸气，还有砷、硒的化合物及矿尘等。这些杂质有些是对生产不利的，如砷硒的化合物、矿尘能够使下一步氧化时的催化剂中毒，水蒸气对设备也有不良影响，因此炉气必须经过净化、干燥处理。
问题：1.N2对硫酸生产没有用处，为什么不除去？ 2.工业生产上为什么要控制条件使SO2、O2处于上述比例呢？ ［答案］1.N2对硫酸的生产没有用处，但也没有不利之处，若要除去，势必会增加生产成本，从综合经济效益分析没有除去的必要。 2.这样的比例是增大反应物中廉价的氧气的浓度，而提高另一种反应物二氧化硫的转化率，从而有利于SO2的进一步氧化。 三、生产设备及工艺流程 2.接触室 根据化学反应原理，二氧化硫的氧化是在催化剂存在条件下进行的，目前工业生产上采用的是钒催化剂。二氧化硫同氧气在钒催化剂表面上与其接触时发生反应，所以，工业上将这种生产硫酸的方法叫做接触法制硫酸。 二氧化硫发生催化氧化的热化学方程式为： ［提问］SO2的接触氧化在什么条件下反应可提高SO2的转化率？ SO2的氧化为一可逆反应。根据勒夏特列原理，加压、降温有利于SO2转化率的提高。 实际生产中反应条件：常压下400℃～500℃。为什么？？ 二氧化硫在接触室里是如何氧化成三氧化硫的呢？ 经过净化、干燥的炉气，通过接触室中部的热交换器被预热到400℃～500℃,通过上层催化剂被第一次氧化，因为二氧化硫的催化氧化是放热反应，随着反应的进行，反应环境的温度会不断升高，这不利于三氧化硫的生成。接触室中部安装的热交换器正是把反应生成的热传递给接触室里需要预热的炉气，同时降低反应后生成气体的温度，使之通过下层催化剂被第二次氧化。这是提高可逆反应转化率的一种非常有效的方法。 3.吸收塔 二氧化硫在接触室里经过催化氧化后得到的气体含三氧化硫一般不超过10%，其余为N2、O2及少量二氧化硫气体。这时进入硫酸生产的第三阶段，即成酸阶段。其反应的热化学方程式为： SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l);ΔH=－130.3 kJ/mol 从反应原理上看，硫酸是由三氧化硫跟水化合制得的。事实上，工业上却是用98.3%的浓H2SO4来吸收SO3的，为什么要这样操作呢？
编号：CZ-GC-00340 ( 操作规程) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 硫酸锌生产工艺操作规程 Operation procedure of zinc sulfate production process
硫酸锌生产工艺操作规程 操作备注：安全操作规程是要求员工在日常工作中必须遵照执行的一种保证安全的规定程序。忽视操作规程 在生产工作中的重要作用，就有可能导致出现各类安全事故，给公司和员工带来经济损失和人身伤害，严重 的会危及生命安全，造成终身无法弥补遗憾。 一、氧化锌浸出工序 1、准备工作： 穿戴好防护用具，检查各种设备是否正常（如减速机、搅拌器、水泵、硫酸管、油管及阀门、引风机）。 2、浸出操作： ○1先往浸取桶内加铟尾水和红泥洗水（约1立方）至桶体积的2/3; ○2启动搅拌，投入氧化锌，同时打开油加热阀加温至70℃-80℃. ○3当桶内料液PH在3-3.5时，停止加氧化锌，让其反应。 ○4搅拌半小时，再测PH值，若达到4.5-5.0B＇t时，继续搅拌半小时，PH稳定不变调整料液浓度波美度45B＇t左右。 ○5启动输送泵将浸出液送中间桶。 ○6在反应过程中，如果PH值偏低，用氧化锌调整，如果PH
值偏高，用铟尾水或硫酸调至所需PH值。 ○7酸化结束后，料液体积以不漫槽为准。 3.特别提示： ○1投料时，必须做到均投，久搅，勤检查的办法，认真操作，不准澎料、跑料。 ○2下一罐检查必须切断电源，两人在场，并挂牌警示。 ○3做好原始记录，工作完成后，要清理现场，做到清洁卫生。 二、压滤工序 1、检查设备状况是否正常，如泵、管道、压滤机油压、滤布，拼装好滤板、滤布。 2、确定浸取液合格后，启动水泵，打开阀门，进行压滤，滤液自流进入氧化桶进行除杂。 3、压滤困难即停泵，松开滤板，滤液送样化验（锌、铟）。 4、硫酸锌滤液必须清明、无浑浊物。 5、定期清洗滤板、滤布，发现破损应立即更换，不得留待下班处理。
一水硫酸锌生产工艺研究 河北远大药业有限公司李四化刘培 摘要：以次氧化锌为原料，采用漂洗除杂控温及调PH的酸浸工艺成功地在工业一水硫酸锌生产线上年产5000T／年，生产出达到日本、美国之要求的饲料级一水硫酸锌。产品同时符合美国食用化学法典之规定。主要杂质氯、砷、铅、镉均达到国际标准。与传统工艺相比，浸取率提高到96 以上，浸出时间缩短，沉降速度加快，杂质去除率高，净化工艺步骤减少时间缩短，生产废水零排放。该工艺普遍适用于生产各种级别的一水和七水硫酸锌。 一、饲料级一水硫酸锌应用前景 饲料级一水硫酸锌应用前景近十多年来，国内形成并迅速发展了一类新型工业一饲料添加剂工业。将生命必需的各种金属元素的无机盐的形式根据不同动物和动物不同发育时期的需要，按比例添加到各种馄合饲料中。目前美国批准使用的达120种之多，日本为16种，中国为10种。其中用量最多的是一水硫酸锌，其用途从原单一的作饲料添加剂扩展到作植物喷洒剂。近几年，美国又大量用作动物的沐浴剂，利用动物皮肤在多次沐浴中吸收锌，同时利用硫酸锌的收敛性有效防止动物皮肤病，改善毛皮质量。因此，国外对饲料级一水硫酸锌的需求呈逐年急剧上升趋势。 二、工艺研究 对照国内外质量要求，剖析原材料、半成品确定达标因素。原料是转炉焙烧生产出的次氧化锌（氧化锌含量在50%的原料），下面是某厂生产的次氧化锌主要化学组成见表1.
表一次氧化锌的主要化学成分 三、工艺步骤 1、漂洗除杂 根据原料次氧化锌的化学成分，为了保证成品一水硫酸锌含氯质量达到标准，首先要对原料次氧化锌进行漂洗除氯及成块固体不溶物，通过实验研究得出对原料次氧化锌经过漂洗处理有效降低了成品一水硫酸锌中氯的含量并达到国际标准，并且通过对固体不溶物的初步处理，使得在后续工序中氧化锌的浸出率有效提高。 2、锌的浸出 把漂洗后的次氧化锌分别加水和硫酸搅拌，加完料后婆美度控制在40-45，PH控制在3.8搅拌一小时过滤，滤液进入下一道工序。通过测量分析氧化锌回收率达96%，滤渣固体为含铅量25%的锗精矿。 3、净化除铁、镉 把上道工序的滤液升温到800 C,加入高锰酸钾氧化除铁，此过程温度控制在800 C—900 C，PH控制在5.0，充分反应后过滤，滤液进入下除镉工序，固体物为含铁量为40%的渣泥，外卖给外协单位降低原料次氧化锌的消耗成本。除铁后的滤液温度控制800C加锌粉进行除镉，加锌粉搅拌40分钟检测，合格后过滤。滤液进入浓缩工序，固体为含镉锗精矿，外卖降低成本。 4、浓缩、结晶、烘干
硫酸庆大霉素生产工艺 一、硫酸庆大霉素产品说明 １、产品名称及化学结构 1.１产品名称：硫酸庆大霉素(G ｅntamycin s ｕl ｆate ） 1．2化学结构: 1. 2.1结构式: ·2Ｈ2ＳO 4 C 1: R 1=R 2=ＣＨ3 C ２: R 1=C Ｈ3 R ２=Ｈ Ｃ1a : R 1=R 2=H 1.2.2分子式： Ｃ1： Ｃ２1H ４３N 5Ｏ7=４77.61 C ２: C ２0H 41N 5O 7=463.58 C 3： Ｃ19H ３9N 5O 7=4４９.55 1．2.3分子量： Ｃ1: ４7７.６1 C 2: ４63.58 Ｃ3: 449.55 C 1、C ２、C 1a 为硫酸庆大霉素的三个组分，各组分与2个分子的硫酸相结合,其成分折干效价为5９0μ/ml 以上。 2、理化性质 2.1性状:白色或类白色粉末，吸水性强,稳定性高,易溶于水，不溶于乙醇、丙酮、氯仿等有机溶剂。 2．2比旋度：＋1０7０~ +1210 3、产品质量标准 (查药典） 二、原材料、包装材料质量标准及规格 1、发酵部分 O O N H R 1R 2N H 2 O O O H N H O H C H 3N H 2 O H N H 3
2、提取部分 三、生产方法及原理简介 硫酸庆大霉素的生产是以绛红色小单孢菌（）2号作为庆大霉素生产用菌种，在蒸汽消毒的培养基中不断扩大培养、发酵，通过菌种的次级代谢分泌出具有抑菌活性的庆大霉素。用离子交换树脂提取出菌分泌的活性物质，经精制、转盐生产出硫酸庆大霉素原料药。用以制成各种硫酸庆大霉素制剂，应用于临床治疗。 四、硫酸庆大霉素生产工艺流程图及操作条件 硫酸庆大霉素的生产过程主要包括以下四个部分:发酵生产、提取、精制、无菌压缩空气、无菌喷雾干燥。
年产5万吨硫酸法钛白粉生产工艺设计 可行性方案
摘要 本设计介绍了钛白粉的性质、用途、发展趋势、及各种钛白粉的生产方法并做相应的比较，最终采用目前国内普遍使用并且技术比较成熟的酸解法。 本设计的目的是完成年产5万吨酸解法钛白粉（金红石型）生产工艺设计，其中包括工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、主要设备的选型、生产过程中的三废处理以及废副产品的利用。 关键词：钛白粉；硫酸法；水解；工艺计算
目录 第1章概述 (1) 1.1 钛白粉的性质 (1) 1.2 钛白粉的用途 (2) 1.3 当前钛白粉生产质量标准 (4) 1.4 全球钛白的发展情况 (6) 1.4.1 国际钛白粉生产发展史 (6) 1.4.2 世界钛资源分布情况 (6) 1.5 国内钛白粉的发展情况 (8) 1.5.1 国内钛白粉生产发展史 (8) 1.5.2 我国钛矿的分布情况 (9) 1.5.3 国内钛白粉行业的发展前景 (9) 1.6 钛白粉生产工艺的比较及选择 (10) 1.7 国内外钛白粉的主要生产厂家 (11) 1.7.1 国外主要生产厂家 (11) 1.7.2 国内主要生产厂家 (13) 1.8 设计的目的及内容 (14) 第2章酸解法钛白粉生产工艺流程设计及主要工段介绍 (15) 2.1 反应原理 (15) 2.2 工艺流程方框图 (15)
2.3.1 酸解工段 (18) 2.3.2 浓缩工段 (20) 2.3.3 晶种的制备工段 (21) 2.3.4 水解工段 (23) 第3章酸解法生产钛白粉的工艺计算 (26) 3.1 物料衡算 (26) 3.1.1 原料计算(以生产1吨100 %TiO2计) (26) 3.1.3 结晶过程的物料衡算 (32) 3.1.4 过滤过程物料衡算 (32) 3.1.5 浓缩过程物料衡算 (34) 3.1.6 水解过程中的物料衡算 (35) 3.2 能量衡算(以生产1吨100 %TiO2计) (36) 第4章主要设备计算及选型 (41) 4.1 沉降池选型 (41) 4.2 蒸发器选型 (41) 4.3 水解罐选型 (41) 4.5 主要设备一览表 (42) 第5章污染物治理及废副产品的利用 (44) 5.1 废气的治理 (44) 5.2 废水的治理 (45) 5.3 废渣的处理 (46)
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 硫酸锌生产工艺操作规程 (正式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-2651-88 硫酸锌生产工艺操作规程(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 一、氧化锌浸出工序 1、准备工作： 穿戴好防护用具，检查各种设备是否正常（如减速机、搅拌器、水泵、硫酸管、油管及阀门、引风机）。 2、浸出操作： ○1先往浸取桶内加铟尾水和红泥洗水（约1立方）至桶体积的2/3; ○2启动搅拌，投入氧化锌，同时打开油加热阀加温至70℃-80℃. ○3当桶内料液PH在3-3.5时，停止加氧化锌，让其反应。 ○4搅拌半小时，再测PH值，若达到4.5-5.0B＇t时，继续搅拌半小时，PH稳定不变调整料液浓度波美度45B＇t左右。
○5启动输送泵将浸出液送中间桶。 ○6在反应过程中，如果PH值偏低，用氧化锌调整，如果PH值偏高，用铟尾水或硫酸调至所需PH值。 ○7酸化结束后，料液体积以不漫槽为准。 3.特别提示： ○1投料时，必须做到均投，久搅，勤检查的办法，认真操作，不准澎料、跑料。 ○2下一罐检查必须切断电源，两人在场，并挂牌警示。 ○3做好原始记录，工作完成后，要清理现场，做到清洁卫生。 二、压滤工序 1、检查设备状况是否正常，如泵、管道、压滤机油压、滤布，拼装好滤板、滤布。 2、确定浸取液合格后，启动水泵，打开阀门，进行压滤，滤液自流进入氧化桶进行除杂。 3、压滤困难即停泵，松开滤板，滤液送样化验（锌、铟）。