(完整版)硫酸的生产工艺

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===SO23.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。

工业制硫酸的工艺流程
《工业制硫酸的工艺流程》
工业制硫酸是一项重要的化工生产过程，其工艺流程包括硫磺燃烧、稀释、吸收、浓缩和结晶等阶段。

以下是一般工业制硫酸的操作步骤：
1. 硫磺燃烧：首先，将硫磺粉末燃烧生成二氧化硫气体。

硫磺燃烧反应的化学方程式是：
S + O2 → SO2
2. 稀释：将二氧化硫气体和空气以一定的比例稀释，以便进行后续的吸收和处理。

3. 吸收：将稀释后的二氧化硫气体通过吸收塔，用稀释的硫酸或氢氧化钠溶液进行吸收，生成硫酸或硫酸钠溶液。

4. 浓缩：通过蒸发器或其它设备，将稀释的硫酸或硫酸钠溶液进行浓缩，得到某一浓度的硫酸或硫酸钠。

5. 结晶：在合适的温度和压力下，通过冷却结晶或者蒸发结晶的方式，使得硫酸或硫酸钠结晶，并进行提纯和干燥处理，得到成品硫酸。

除了上述基本的工艺流程外，工业制硫酸的生产还需要考虑设备的选型和操作参数的控制，以确保生产过程的安全和稳定。

同时，对废气和废水的处理也是工业制硫酸生产中需要重点考
虑的环保问题。

总之，工业制硫酸的工艺流程涉及反应、分离、浓缩和干燥等多个步骤，需要综合考虑原料、能耗、安全和环保等因素，以满足市场的需求和国家的标准。

1设计任务书 (2)1.1项目 (2)1.2设计内容 (2)1.3设计规模 (2)1.4设计依据 (2)1.5产品组成、性质及用途 (2)1.6产品质量规格 (5)1.7原料方案 (6)原料：硫铁矿 (6)1.8工艺技术指标 (6)1.9生产方式 (8)2工艺线路及流程设计 (8)2.1硫酸的工艺基础 (8)2.2工艺路线选择 (10)2.3流程的设计 (10)2.4工艺操作设计 (10)3物料横算 (13)3.1转化—吸收系统的物料衡算 (13)4发烟硫酸吸收塔的设计 (15)4.1发烟硫酸吸收塔的计算 (15)4.2发烟硫酸吸收塔的设计结构图 (16)5设备一览表 (17)6车间防护 (18)6.1 有毒害性物质的防护 (18)6.2 泄漏应急处理 (18)6.3 急救措施 (18)6.4 噪声的防护 (19)6.5生产要求 (19)7经济评估 (20)7.1经济投资 (20)7.2经济分析 (20)8人员配置 (21)9三废处理 (21)9.1三废处理的意义 (21)9.2三废处理 (21)致谢： (23)参考文献： (24)年产10万吨硫酸的工艺设计1设计任务书1.1项目硫酸生产的工艺设计1.2设计内容1.2.1生产工艺设计1.2.2设计转化吸收塔1.3设计规模1.3.1 年产：10万吨1.3.2 年生产日：300天1.3.3日生产能力：10/300=333吨/天1.4设计依据该设计说明书是依据湖北远大富驰医药化工股份有限公司的生产技术资料的基础上，并结合设计任务书的内容年产10万吨硫酸技术要求。

1.5产品组成、性质及用途1.5.1硫酸组成【1】硫酸(英文名：Sulphuric acid for industrial use)，H2SO4或SO3·H2O，相对分子质量98.078，是指SO3与H2O摩尔比等于1的化合物，或指100％H2SO4，外观为无色透明油状液体，密度（20℃）为1.8305g/㎝³。

硫酸生产焙烧工段工艺规程2、岗位任务将原料岗位送来的合格硫铁矿，通过沸腾炉烧出含二氧化硫的炉气，以供硫酸生产用。

焙烧所产生的矿渣有排渣系统经过冷却降温送入矿渣堆场。

3、管理范围上料皮带机、沸腾炉加料斗、圆盘喂料机、喂料皮带、沸腾炉、炉前鼓风机、排渣冷却滚筒、除渣输送机、电除尘器、以及所属的管道仪表，电气设备建筑物等。

4、操作指标1）、沸腾层温度：850-950℃2)、炉底压力：10500-12000Pa3)、炉顶压力：50-----100Pa4)、沸腾炉出口炉气二氧化硫浓度12.0----12.5%5)、渣尘残硫≤0.5%6)、入炉矿含硫量≥27%7）、入炉矿含水量≤6%8）、入炉矿含Pb+Zn≤1%9)、入炉矿含As+F≤0.1%10）、入炉矿含碳≤1%5、烘炉烘炉目的: 主要为了除去筑炉或修炉过程中耐火材料与缝隙中多余的水分。

因此烘炉工作同炉体结构、使用的材料、制作方法不同等而不一样。

一般来说要烘除炉内多余的水分，是指这三部分水，一是游离水，二是结晶水，三是残余结合水。

根据有的单位试验表明，当烘炉温度达到100℃时，就有水排出来，这就是游离水或者说是机械水。

结晶水要使炉温达到350℃左右才排出3，而残余结合水要到650℃左右才能排出。

所以以根据这个情况就可以制定出烘炉升温曲线，来指导烤炉工作。

假使炉子不经过这个烘炉程序，而一下子在高温下运行，则由于水分突然大量蒸发，炉体会出现大量裂纹，造成松散或者倒塌甚至可能发生爆炸的危险，直接影响炉子的使用寿命。

烤炉的进度，根据各炉的情况来制定。

大型炉有的要烤十天至两个星期。

烘炉的提温快慢和恒温的时间长短，主要是由于一定的水量需要有一定的蒸发时间来决定的。

具体进度的长短可根据炉出口气体中的水分测定，分别情况而适当变化。

烘炉准备工作。

①准备木柴约100吨，引火柴油，棉纱少许。

②沸腾炉炉顶盲板烘炉期间不要上紧，以便排水蒸汽，做好防雨措施，烘烤结束盲死。

③盖好沸腾炉加料口，打开炉子出口管道排气。

二、工艺流程说明本生产装置为50kt/ a 硫铁矿制酸，封闭酸洗净化，（3+2）二次转化二次吸收。

硫铁矿经原料工段、焙烧工段、净化工段、转化工段、干吸工段等工序，其工艺流程详尽介绍如下：（一）原料岗位在原料厂房内，经料斗至1#皮带入破碎机后经2#皮带至筛分，筛分后经3#皮带至大倾角皮带再至供料皮带进入沸腾炉料斗，料再由沸腾大炉料斗喂入沸腾炉。

（二）焙烧岗位硫铁矿在沸腾炉内与空气鼓风机鼓入的空气在进行沸腾焙烧，焙烧出的高温炉气含SO2 在12-13% ，由炉顶侧向引出，沸腾层温度控制在800-850C,经炉气冷却器冷却，沉降部分粉尘后再进入旋风除尘器进行除尘，同时S02炉气降温至350C左右再进入电除尘器进行除尘。

（三）电除尘器来自焙烧工段的炉气，炉气温度约在350C左右，含尘量约在30g/NM3，进入电除尘器，炉气中的微小尘粒受电场力的作用，经电离、荷电分别向阴极，阳极移动，并沉积于放电极线上和集尘极板上，通过振打，掉落至集灰斗，由溢流螺旋排灰机排出，炉气净化到含尘0.2g/NM3。

进入净化工段。

（四）净化工段净化采用内喷文氏管——泡沫塔——间冷器——电除雾器封闭稀酸洗净化流程。

来自电除尘器的炉气，炉气温度约在300C左右，含尘量约在0.2g/NM3，首先进入内喷文氏管，炉气在喉管内以50米/秒气速冲击送入稀酸，使稀酸雾化，气体与液体充分接触，炉气温度降到65'C左右，炉气中大部分灰尘、砷、氟等杂质被除去。

经增湿后的炉气进入泡沫塔进一步洗涤、冷却，炉气温度降至50 C左右，进入间冷器。

炉气在间冷器内与水间接冷却，换热使炉气温度降至35 C以下，炉气中的热量绝大部分在此设备移出系统。

进入电除雾器进一步除去残余的灰尘和酸雾，使炉气中酸雾<0.03g/NM3 ，砷<1.0mg/NM3，氟<3.0mg/NM3，净化后的炉气进入干燥塔。

由内喷文氏管流出的洗涤稀酸，温度60-65 C进入斜管沉降器，进行固液分离，清液回循环槽，斜管沉降器底部定期排出的酸泥及少量稀酸流至中和槽用石灰中和处理。

第1篇一、概述硫酸是一种重要的无机化工原料，广泛应用于化肥、农药、冶金、石油、医药、造纸、玻璃、染料等工业部门。

硫酸的生产方法主要有接触法、接触法-转化法、转化法、转化法-转化法等。

本文以接触法为例，详细介绍硫酸的生产工艺流程。

二、原料及设备1. 原料：硫磺、空气、水。

2. 设备：沸腾炉、转化炉、吸收塔、接触室、鼓风机、压缩机、泵、冷却器、加热器、冷凝器、过滤器、分离器、真空泵等。

三、生产工艺流程1. 硫磺燃烧将硫磺送入沸腾炉，在沸腾炉中与空气混合，在高温（800℃-1000℃）下进行燃烧，生成二氧化硫（SO2）。

反应方程式：S + O2 → SO22. 二氧化硫转化将燃烧生成的SO2气体送入转化炉，与水蒸气在催化剂的作用下进行转化反应，生成三氧化硫（SO3）。

反应方程式：2SO2 + O2 → 2SO33. 三氧化硫吸收将转化炉生成的SO3气体送入吸收塔，与水进行反应，生成硫酸。

反应方程式：SO3 + H2O → H2SO44. 硫酸浓缩将吸收塔中生成的硫酸溶液送入接触室，进行浓缩。

浓缩过程中，硫酸溶液与空气混合，加热至沸点，使部分水分蒸发，提高硫酸浓度。

5. 硫酸冷却将浓缩后的硫酸溶液送入冷却器，进行冷却，使其温度降至常温。

6. 硫酸分离将冷却后的硫酸溶液送入分离器，分离出硫酸和未反应的水蒸气。

7. 硫酸储存与输送将分离出的硫酸溶液储存于硫酸储罐中，待使用时通过泵送至用户。

四、生产工艺参数1. 硫磺燃烧温度：800℃-1000℃2. 转化炉温度：450℃-500℃3. 吸收塔温度：50℃-60℃4. 硫酸浓度：98%5. 催化剂活性：95%五、生产工艺特点1. 生产效率高：接触法生产工艺具有生产效率高、设备简单、操作方便等优点。

2. 原料来源广泛：硫磺资源丰富，且价格相对较低。

3. 环保：接触法生产工艺在燃烧过程中，SO2排放量较小，对环境污染相对较小。

4. 产品质量稳定：采用接触法生产工艺生产的硫酸，质量稳定，产品纯度高。

硫酸怎么制作出来的硫酸，在70～90年代，被称为工业之母，大多化工企业都用它来做原料，制造产品，用途广泛。

在当时的国民经济中，占有很大比重。

随着社会的快速发展，它以逐步淡出人们的视线。

仅以此文，算是对那个时代的一段回忆，及对硫酸感兴趣朋友的一点认知吧！一，硫酸生产的工艺及基本原理：原料粉碎→焙烧→净化→转化→干燥→吸收→成品。

二、工艺的主要任务和目标是:(1)将硫铁矿破碎成颗粒，作为沸腾炉的烧结原料；(2)点火焙烧，形成含硫气体；(3)去除二氧化硫气体中的杂质，称为净化；(4)二氧化硫与三氧化二铝通过转化器反应生成三氧化硫，称为转化。

(5)将气体放入干燥炉中干燥；(6)加水吸收，判定产品合格。

三，主要工序指标：烧出率≥98.5%，净化收率≥97%，转化率≥96%，吸收率≥99.95%，产酸率≥91.5%，硫利用率≥91.5%，灰渣残硫≤0.5%。

四，产品规格和标准：(1)产品规格:特种硫酸、浓硫酸、烟酸。

这是传统的浓硫酸。

（2），产品标准：硫酸含量92.5%或98%，残渣含量≤0.02%，铁含量≤0.005%，砷含量≤0.001%，透明度≥160mm，色度≤1.0毫升。

五，硫酸生产管理：硫酸作为三大酸之一，腐蚀性强，工艺复杂，化学反应裂解严重。

所以他有国家通用的和硬性的生产操作规程，生产分析规程，安全保证规程，等等。

人员必须经过培训，持证上岗，没有任何马贴的余地。

六，硫酸的主要用途：主要用作复合肥的原料，广泛应用于化工企业、特钢洗涤、皮革制造、医药工业等。

硫酸作为我国改革开放之初的重要生产资料，为国民经济做出了巨大贡献。

回忆回忆，重新认识，是我们义不容辞的责任和情怀。

他的发展、存在、衰落，必将在历史的长河中留下不可或缺的印记！如何制作硫酸硫酸，在70～90年代，被称为工业之母，大多化工企业都用它来做原料，制造产品，用途广泛。

在当时的国民经济中，占有很大比重。

随着社会的快速发展，它以逐步淡出人们的视线。

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＋ＮＯＳＯ2＋Ｎ2Ｏ3＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2ＳＯ4＋２ＮＯ２ＮＯ＋Ｏ2＝２ＮＯ2ＮＯ2＋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。