硫酸工业转化工艺
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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。
硫酸是一种重要的工业原料,用于生产化肥、化学纤维、塑料、颜料、药物和炸药等。
硫酸的生产技术有多种,以下是一些常见的硫酸生产技术:
1.硫铁矿制酸:硫铁矿是一种常见的制酸原料,通过将其与氧气反应可以生成二氧化硫气体,再通过催化转化和吸收工艺可以生产硫酸。
2.硫磺制酸:硫磺是一种纯度较高的制酸原料,通过将其燃烧可以生成二氧化硫气体,再经过催化转化和吸收工艺可以生产硫酸。
3.冶炼烟气制酸:冶炼烟气中含有大量的二氧化硫气体,通过回收烟气中的二氧化硫气体可以生产硫酸。
这种技术主要用于处理有色金属冶炼过程中产生的烟气。
4.氮氧化物制酸:将氮气和氧气在高温高压下反应生成氮氧化物气体,再通过催化转化和吸收工艺可以生产硫酸。
这种技术需要使用特定的催化剂,并需要控制反应条件。
5.天然气制酸:将天然气中的硫元素转化为二氧化硫气体,再通过催化转化和吸收工艺可以生产硫酸。
这种技术需要使用特定的催化剂和反应条件。
以上是硫酸的一些常见生产技术,不同的生产技术有不同的优缺点和应用场景。
在实际应用中,需要根据原料来源、生产规模和市场需求等因素来选择合适的生产技术。
硫酸的工艺流程
《硫酸的工艺流程》
硫酸是一种重要的化工产品,广泛用于冶金、化肥、石油加工、纺织、皮革和医药等行业。
其生产工艺主要包括硫磺氧化法、硅酸盐法和废液回收法等。
硫磺氧化法是目前最为常用的生产硫酸的工艺。
其主要步骤包括:
1. 硫磺熔炼:将硫磺加热至液态状态,然后注入反应器中。
2. 硫磺氧化:将空气或纯氧气通过反应器底部的鼓风管道注入,与硫磺发生氧化反应生成二氧化硫。
3. 二氧化硫氧化:将生成的二氧化硫与空气或纯氧气在催化剂的存在下发生氧化反应,形成二氧化硫。
4. 吸收:将二氧化硫通入吸收塔内,与稀硫酸反应生成浓硫酸溶液。
5. 蒸馏:用蒸汽对硫酸浓液进行蒸馏,使其浓缩至所需浓度。
硅酸盐法生产硫酸的主要步骤包括:
1. 生石灰的制备:将石灰石煅烧或石灰石加水生成生石灰。
2. 石膏制备:将生石灰与高岭土或石膏石反应生成石膏。
3. 石膏焙烧:将石膏加热至一定温度使其分解产生二氧化硫。
4. 二氧化硫氧化:将生成的二氧化硫与空气或纯氧气在催化剂的存在下发生氧化反应,形成二氧化硫。
5. 吸收:将二氧化硫通入吸收塔内,与稀硫酸反应生成浓硫酸溶液。
废液回收法则是利用工业废水或含硫废气中的二氧化硫进行回收,经过氧化和吸收过程得到浓硫酸。
以上是几种常见的硫酸生产工艺流程,随着技术的不断进步和环保要求的提高,硫酸的生产工艺也在不断完善和更新。
硫酸工艺流程硫酸是一种重要的化工原料,在工业生产中有着广泛的应用。
硫酸的生产工艺流程主要包括硫磺燃烧制酸和硫铁矿氧化制酸两种方法。
下面将详细介绍硫磺燃烧制酸的工艺流程。
一、硫磺燃烧制酸工艺流程。
1. 原料准备。
硫磺燃烧制酸的原料主要是硫磺和空气。
硫磺作为硫酸的原料,需经过破碎、熔化等工艺处理,以便于后续的燃烧反应。
同时,空气也需要通过净化处理,去除其中的杂质,以保证后续的燃烧反应能够顺利进行。
2. 燃烧反应。
将经过处理的硫磺和净化的空气送入燃烧炉中进行燃烧反应。
在燃烧炉中,硫磺与空气发生化学反应,生成二氧化硫气体。
燃烧反应的温度、压力、氧化剂的流速等参数需要严格控制,以确保反应的高效进行。
3. 吸收和转化。
生成的二氧化硫气体经过冷却后进入吸收塔,与稀释的硫酸溶液进行吸收反应,生成亚硫酸氢钠。
亚硫酸氢钠溶液经过进一步的氧化反应,得到硫酸的产物。
4. 结晶和分离。
通过结晶和分离工艺,将硫酸溶液中的杂质去除,得到纯净的硫酸结晶体。
同时,产生的亚硫酸氢钠溶液也需要进行回收利用,以减少资源浪费。
5. 成品包装。
最后,经过结晶和分离得到的硫酸结晶体将被包装成成品硫酸,以便于运输和使用。
总结,硫磺燃烧制酸工艺流程是一种成熟、高效的硫酸生产方法,通过严格控制各个环节的工艺参数,可以实现硫磺向硫酸的高效转化。
同时,该工艺流程还可以实现对硫酸溶液中杂质的去除和亚硫酸氢钠的回收利用,具有较好的经济效益和环保效益。
以上就是硫酸工艺流程的相关介绍,希望对您有所帮助。
工业硫酸生产工艺及用能特点工业硫酸生产工艺及用能特点(一)生产工艺流程硫酸被誉为“化学工业之母”,广泛用于各个工业部门。
硫酸的生产在早期采用硝化法,设备生产效率低,产品浓度低。
目前,硝化法逐渐被接触法所取代。
接触法是冶炼烟气制酸主要的生产方法,普遍采用钒触媒做催化剂,由于钒触媒对烟气成分及有害杂质有严格要求,所以原料不同,产生不同的接触法制酸工艺,综合起来,接触法制酸的基本过程如下:原料处理——SO2炉气制取——净化——SO2转化——SO3吸收——尾气吸收首先从含硫原料中制造出含有二氧化硫和氧气的气体,然后将含二氧化硫和氧气的气体接触氧化成三氧化硫气体(转化过程),再将三氧化硫与水结合即生产出硫酸(吸收过程)。
转化过程必须采用触媒催化,吸收过程采用浓硫酸吸收,三氧化硫与浓硫酸中的水分结合再补充适量水制成成品硫酸。
硫酸的生产根据使用含硫原料的不同可以分为3大类:硫磺制酸、硫铁矿制酸和烟气制酸。
1. 硫磺制酸硫磺制酸主要工序包括熔硫工序、焚硫工序、转化吸收工序。
工艺上一般采用快速熔硫、液硫机械过滤、机械雾化焚硫技术,采用“3+1”或“3+ 2”两转两吸工艺,并采用中压锅炉和省煤器回收焚硫和转化工序的余热,产生中压过热蒸汽。
熔硫工序:外购硫磺经皮带输送至快速熔硫槽,通过间接加热、搅拌成为液体硫磺,溢流至粗硫槽后,经粗硫泵打入经过液硫过滤器过滤,过滤后的合格液硫进入中间槽,经中间槽泵打到液硫贮罐贮存以备焚硫工段使用。
在熔硫过程中由低压蒸汽提供热源。
成品酸图1 硫磺制酸工艺流程图焚硫工序:来自熔硫工序的精制液硫,由液硫泵加压后经机械喷嘴喷入焚硫炉,焚硫所需的空气经空气鼓风机鼓入干燥塔,在干燥塔内与98%浓硫酸逆向接触,吸收空气中的水分,然后进入焚硫炉与硫蒸气混合燃烧生成含SO212%左右、温度在1000℃左右的的高温炉气,经余热锅炉回收热量后,温度降至430℃左右进入转化工序。
转化吸收工序:转化吸收普遍使用两转两吸工艺,以“3+1”两转两吸工艺为例,经余热锅炉回收热量后的炉气先进入转化器一段催化剂床层进行反应,出口气体温度升至600℃左右,然后进入高温过热器降温再进入转化器二段催化剂床层进行反应;二段出口气体温度升高后进入换热器换热降温,再进入转化器三段催化剂床层进行反应;三段出口气体温度升高后依次经换热器和省煤器Ⅱ换热,温度降至180℃左右进入第一吸收塔,与98%的浓硫酸接触吸收其中的三氧化硫,未被吸收的气体通过塔顶的除沫器除去其中的酸雾后,依次通过冷、热换热器换热,利用转化二、三段的余热升温后进入转化器四段然后依次经低温过热器和省煤器Ⅰ换热,温度降至170℃左右进入第二吸收塔,与98%浓硫酸接触吸收其中的三氧化硫,剩余尾气经脱硫洗涤后放空。
硫酸生产工艺工作总结
硫酸是一种重要的化工产品,广泛应用于冶金、电镀、化肥、医药等领域。
硫
酸的生产工艺是一个复杂的过程,需要严格控制各个环节,以确保产品质量和生产效率。
在硫酸生产工艺中,主要包括硫磺燃烧、吸收、转化和结晶等环节。
首先,硫磺燃烧是硫酸生产的第一步。
硫磺燃烧产生的二氧化硫气体通过冷却
和净化后,进入吸收塔进行吸收。
在吸收塔中,二氧化硫气体与稀硫酸溶液接触,发生化学反应生成浓硫酸。
吸收过程需要控制吸收塔的温度、压力和流速,以确保吸收效果和产品质量。
接下来是硫酸的转化过程。
吸收后的浓硫酸溶液经过蒸馏、氧化等工艺步骤,
转化成浓硫酸。
在转化过程中,需要严格控制反应温度、压力和反应时间,以保证反应的完全和产品的纯度。
最后是硫酸的结晶过程。
浓硫酸溶液经过结晶器结晶,生成硫酸晶体。
结晶过
程需要控制结晶温度、搅拌速度和结晶时间,以确保产品的结晶度和颗粒大小。
在硫酸生产工艺中,需要严格遵守操作规程,严格控制生产过程中的各项参数,确保产品质量和生产安全。
同时,还需要加强设备维护和管理,确保设备的正常运行和生产效率。
通过不断优化工艺流程和技术手段,提高生产效率和产品质量,降低生产成本,实现可持续发展。
总之,硫酸生产工艺是一个复杂的过程,需要严格控制各个环节,确保产品质
量和生产效率。
通过不断优化工艺流程和技术手段,提高生产效率和产品质量,降低生产成本,实现可持续发展。
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,
同时如果第二次转化所装填的催化剂反应温度足够低的话,则可获得较高的最终转化率,但换热面积将比后者组合稍大。
如若采用后者,中间吸收塔是放在一次转化第二段之后,二段出口转化气温度高,因而可允许有较大的换热温度差,用它预热返回转化器的气体,将有利于节省热换面积。
据估算,后者的换热温差约100 ℃,而前者的换热温差约70 ℃,故“2 + 2”组合方式可节省1/ 3 换热面积,但投资和操作费用将比“3 + 1”方式高。
综合各因素,目前国内硫酸生产中利用四段转化的大多采用“ 3 + 1”组合方式。
在设计转化器时可改变原来的由上而下设置一、二、三、四段的做法,可将一段转化设在转化器的底层,再由上而下分别设置二、三、四段,形成“先逆后顺”的交错流程,使一段催化剂装卸方便,但该设计必须使转化器的一、四段之间隔板具有可靠而长久的密封性能。
随着人们环保意识的增强,加之操作过程中存在着不稳定因素,采用“3 + 1”组合方式的2/ 3 的企业不能做到在进转化器气体二氧化硫浓度为9 %的条件下,总转化率≥ 5 %,尾气中二氧化硫的浓度≤ 99. 500ppm。
因此,二次转化采用二段的“3 + 2”组合方式在1994 年河北深州磷铵厂投产。
“3 + 2”与“3 + 1”组合方式相比,前者进转化器气体二氧化硫浓度可提高至9 %~9. 2 %,转化率达到99. 7 % ,具有投资省、矿耗低的经济效益和尾气二氧化硫浓度达到国家排放标准的环境效益。
同时催化剂对于SO2的氧化作用具有很大影响。
催化剂的开发含铯催化剂的研制和开发成功是继80 年代初成功开发大颗粒环状催化剂之后的重大发展,为提高转化过程的总转化率、降低尾气中SO2浓度提供了保证。
含铯催化剂具有起燃温度低、活性高的特点,与传统的钒催化剂相比,起燃温度低20~40 ℃,适用于处理二氧化硫浓度较低的气体或用富氧空气产生的SO2浓度较高的气体。
丹麦TOPSE 公司于1996 年开发出VK69 新型含铯钒催化剂,该催化剂改进了载体,使用新型粘合剂,提高了催化剂的孔隙率;外形采用菊形,同一直径下比表面积比环形大约 1. 5 倍;催化剂中V2O5 含量提高25 %,铯的存在保证了钒活性。
VK69 型含铯钒催化剂用于硫酸装置两转两吸工艺的第二级转化过程,可使尾气中二氧化硫浓度降低一半,并可在较低温度下开始反应。
对于现有四段转化设备,尾气中二氧化硫浓度可降低到0. 01 %以下。
如果维持现有二氧化硫排放浓度不变,则装置生产能力可以提高15 %~20 %,使用含铯钒催化剂
的效果是很显着的。
然而,含铯钒催化剂的价格较高,约为普通钒催化剂的 2.
5 倍。
所以,通常只用在第一段催化剂的上部或用在转化器的最后一段。
而工业上除了可以将“一转一吸”装置改为“两转两吸”外,还有以下三种方式:
1、将“一转一吸”装置加REGESOX 装置,与“一转一吸”装置改为“两转两吸”装置相比,其优点有:①适应性强,SO3气体中可含H2O 和H2SO4;
②投资少:③ REGESOX 安装期间,一转一吸厂可保持正在常生产,从而减少停车时间。
2、PEA 工艺( Process Engineering Associates) 公司推出了一种两段式硫酸生产工艺,其特点是SO2排放几乎为零PEA ( < 3cm3 / m3 )。
该工艺也可处理浓度低、波动大的SO2气体。
该工艺分两段:第一段是接触段,SO2 气体冷却净化后在一单层催化转化器中转化,转化率65 %~ω 70 %,可生产ω( H2SO4) 95 %~98 %的硫酸、( SO3 游离) 32 %的发烟酸,剩余气体进入第二段;第二段是一种改进的NOX 工艺( 即以前的铅室法或塔式法工艺,SO2在此几乎完全转化,生成ω( H2SO4 ) 76 %的硫酸。
由于该酸在塑料塔中生产的,故纯度极高,可作为特殊用途酸,也可返回接触段进一步提浓或生产发烟酸。
该工艺与标准两转两吸工艺相比具有压力损失小,产量高,酸纯度高的优点。
3、高浓度二氧化硫烟气转化的三转三吸。
随着富氧冶炼技术的迅猛发展,人们对高浓度二氧化硫气体制酸方法进行了研究。
1991年建成的国外某铜冶炼厂将起始二氧化硫浓度为50 %~60 %的混合烟气用空气稀释到12 %进入转化系统,采用“3 + 1”两转两吸流程制酸,Topse 与Chemetics 公司合作开发了采用含铯催化剂的“ 4 + 2”两转两吸流程以加工二氧化硫浓度为40 %用空气稀释到18 %的烟气。
由于国内低温高活性催化剂及650 ℃高温的催化剂尚未开发成功,采用国外开发的含铯催化剂和相关的两转两吸工艺技术所需费用可观。
为此,南化集团设计院应燮堂提出将高浓度二氧化硫烟气分别稀释成20 %用国产的普通催化剂采用三转二吸方法制酸,并对此做了技术论证,结论是高浓度二氧化硫烟气用三转三吸流程制酸技术可靠,经济合理,值得推荐。