接触法制硫酸--硫铁矿的焙烧

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S022．二氧化硫炉气的制造(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—950r0b ．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、干燥等净化方法逐级进行分离。

③净化流程净化流程分为湿法和干法两大类湿法流程中，将炉气冷却，洗涤除杂，再升温(420〜440C)转化，造成了“干湿病”。

接触法制硫酸的工艺流程一、原料准备。

咱先得有原料对吧，接触法制硫酸的主要原料是硫磺或者含硫矿石，像黄铁矿（FeS₂）就很常用呢。

要是用硫磺做原料呀，那可就比较纯净啦，处理起来相对简单些。

但要是用黄铁矿的话，这里面就有点小复杂喽。

因为黄铁矿里除了硫还有铁元素，需要先把它进行焙烧处理。

就好像是给它来一场特殊的“改造”，让里面的硫元素能够更好地参与后面的反应呢。

二、二氧化硫的制取。

这原料准备好之后呢，就要开始制取二氧化硫啦。

如果是硫磺的话，只要把硫磺点燃就会生成二氧化硫啦，是不是听起来很简单呀？就像咱们点个小火柴那么轻松，当然实际操作可没这么随意哈。

要是黄铁矿的话，就得在沸腾炉里进行焙烧反应，这个反应方程式是4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂。

这个过程就像是一场热闹的化学派对，各种原子在里面重新组合，然后二氧化硫就从这个反应里蹦跶出来啦。

三、二氧化硫的净化和干燥。

刚生成的二氧化硫可不能就这么直接用呢，它里面夹杂着好多杂质呢，就像一个调皮的小捣蛋鬼混在一群小伙伴里。

所以呀，得给它净化和干燥一下。

净化的过程就是把那些杂质给除掉，比如说灰尘呀，还有其他一些有害的物质。

这就好比是给二氧化硫洗个澡，让它变得干干净净的。

干燥呢，就是把里面的水分去掉，让它变得干干爽爽的，这样它在后面的反应里才能表现得更好呢。

四、二氧化硫的催化氧化。

这二氧化硫净化干燥好之后，就到了很关键的一步啦，那就是催化氧化。

要把二氧化硫转化成三氧化硫呢。

这个反应需要催化剂的帮忙，常用的催化剂是五氧化二钒（V₂O₅）。

这个反应是2SO₂ + O₂⇌ 2SO₃。

这个反应有点像一个团队合作，二氧化硫和氧气在催化剂这个“小队长”的带领下，组合成了三氧化硫。

不过这个反应是可逆反应哦，就像两个人有时候在一起，有时候又会分开一样。

五、三氧化硫的吸收。

最后一步啦，三氧化硫生成之后，要把它吸收制成硫酸呢。

一般是用98.3%的浓硫酸来吸收三氧化硫，这个反应是H₂SO₄ + SO₃ = H₂S₂O₇（发烟硫酸），然后再把发烟硫酸稀释就可以得到咱们想要的硫酸啦。

硫酸作为重要的基本原料，广泛用于化工、轻工、纺织、冶金、石油化工、医药等行业。

目前在化工方面，硫酸主要用于化肥生产，其消费量约占总消费量的70%左右。

因此，化肥工业的发展直接影响硫酸行业的发展。

硫酸的工业生产，基本上有两种，即亚硝基法和接触法。

亚硝基法中又可分为铅室法和塔式法，由于亚硝法存在诸多不足，已被接触法所取代。

接触法硫酸生产的原料有多种，生产路线有硫璜制酸、烟气制酸、硫铁矿制酸和石膏制酸等。

我国硫酸生产多年来一直是以硫铁矿为主要原料。

而国外基本上是以硫磺为生产原料的。

硫磺制酸与硫铁矿制酸相比，在环境保护、生产成本以及生产操作等诸多方面存在着一定的优势。

本项目采用以硫铁矿为原料的接触法硫酸生产工艺。

它的主要工序包括：（1）硫铁矿的焙烧（2）炉气的净化（3）气体的干燥（4）二氧化硫的转化（5）三氧化硫的吸收（6）尾气的处理在工业实际生产中，还需要其它的辅助工序，含硫原料运进工厂后需贮存，要焙烧前需对原料加工处理，以达到一定要求。

焙烧最初得到的二氧化硫气体中含有矿尘和气体杂质等，为避免堵塞管道设备和引起催化剂中毒，以及要求要转化前对二氧化硫原料气进行净化和干燥处理。

成品酸要出厂前需要计量贮存，应设有成品酸贮存和计量装置。

另外，在生产中排出的有害废水、废气、废渣等，需要处理后才能排放，因而还需相应的处理装置。

总之，除以上三个工序外，再加上原料的贮存和加工，二氧化硫原料气的净化和干燥，成品酸的贮存与计量，三废处理等工序才构成一个硫酸生产的完整系统。

水分在炉气中以气态存在，应采用吸收方式进行清除，吸收时气-液相间属于气膜扩散控制。

工业上常采用填料塔对炉气进行干燥。

浓硫酸具有强烈的吸水性，常用于气体干燥。

炉气的干燥就是将气体与浓硫酸接触来实现的，炉气经过干燥塔后一般含水量<0.1g/m3满足工业上的要求，因此得到广泛应用。

1 概述 (1)1.1硫酸的性质 (1)1.1.1 硫酸的物理性质 (1)1.1.2 硫酸的化学性质 (1)1.2硫酸的生产方法 (2)1.2.1 硝化法制造硫酸 (2)1.2.2 接触法制造硫酸 (3)1.3硫酸生产全工段工艺简介 (3)1.3.1 SO2气体的制取与净化 (3)1.3.2 SO2气体的转化和吸收 (3)1.3.3 尾气的处理 (4)2工艺流程的确定 (5)2.1工艺流程选择 (5)2.2工艺设计原理 (5)2.3两转两吸的工艺流程 (5)3 干燥塔工艺计算 (6)3.1选择计算数据 (6)3.1.1 原料气 (6)3.1.2 干燥硫酸 (6)3.1.3热量衡算： (6)3.2物料衡算 (6)3.2.1 原料气的流量 (6)3.2.2 原料气的压强 (6)3.2.3 水蒸气含量 (6)3.2.4 进塔湿气组成 (6)3.2.5 气体总量计算 (7)3.2.6 干燥硫酸用量计算 (7)3.2.7 物料平衡表 (7)3.3干燥塔的热量衡算 (7)3.3.1 入塔处干气带入热Q1 (7)3.3.2 入塔处水气带入热Q2 (8)3.3.3 水的冷凝热Q3 (8)3.3.4 入塔酸带入热Q4 (8)3.3.5 95%酸稀释热Q5 (8)3.3.6 出塔处干气带出热Q6 (9)3.3.7 出塔处水气带出热Q7 (9)3.3.8 出塔酸带出热Q出和酸温t2 (9)3.3.9 干燥塔热量衡算表 (10)4 填料塔工艺计算 (11)4.1填料的选择与堆积方式① (11)4.2填料塔的工艺计算② (11)4.2.1 液泛速度 (11)4.2.2 塔径的计算 (12)4.2.3 填料面积F (12)4.2.4 填料高度H填 (13)4.2.5压力降ΔP (13)4.2.6 填料层持酸量 (13)4.3干燥塔的总高度 (13)5 塔附件的设计 (13)5.1接管的计算与选择① (13)5.1.1 塔底进气管 (13)5.1.2 塔顶出气管 (14)5.1.3 塔顶进酸管 (14)5.1.4 塔底出酸管 (14)5.2除沫器② (15)5.2.1 丝网直径的确定 (15)5.2.2 丝网除沫器在塔内的安装位置 (15)5.3筒体 (16)5.4酸分布装置 (16)5.5填料支承装置 (17)5.6人孔 (17)5.7封头 (17)6 附属设备的选型与设计 (18)6.1酸冷却器的选择 (18)6.2鼓风机的选择 (20)6.2.1 塔顶出口气鼓风机 (20)6.2.2 塔底进口气鼓风机 (20)6.3酸泵 (20)7 主要设备设计结果汇总 (21)7.1干燥塔设计结果 (21)7.2酸冷却器设计结果 (21)7.3设备一览表 (22)8 设计体会 (23)符号说明............................................................... 错误!未定义书签。

接触法制硫酸的主要工艺过程
1.首先是焙烧，焙烧有硫铁矿焙烧和硫磺焙烧。

焙烧铁矿时在氧过量是可以全部转化矿石中的硫，弱阳焙烧则可以获得磁铁。

焙烧广泛使用沸腾炉。

2.第二是炉气精制，目的是出去各种杂质，分为水洗和酸洗两种，酸洗的废水用量较小，较多采用。

3.第三是转化，接触钒催化剂，将SO2转化为SO3。

4.第四是吸收，用98.5%的硫酸吸收SO3制备浓硫酸和发言硫酸。

接触法是将焙烧得到的SO2和固体催化剂接触氧化为SO3，然后与水作用制得硫酸。

硫酸是基础化学工业的重要产品。

是许多化学工业的原料，大量用于制造花费、农药、医药、染料、炸药、化学纤维等。

并且广泛应用于石油炼制、冶金、机械制造、纺织印染等国民经济部门。

某种程度上硫酸的消费量可作为一个国家工业发达水平的一个指标。

李比烯：酸的故事（二）——铅室法制硫酸5 赞同· 1 评论文章
上回讲了铅室法，但本质上和二世纪制备矾油的工艺没什么不同。

在硫酸制备这一重要课题上做出重大突破的是一个叫菲利普的英国化学工程师。

1831年，菲利普提交了一份专利申请，项目是“节省硝
石和矾铅室的成本”，使用铂作为催化剂，二氧化硫直接被氧气氧化成三氧化硫，然后使得三氧化硫溶于水形成硫酸。

但是铂金的价格高昂，且易中毒失效，这使得硫酸制造者们开始寻找更为长效的催化剂。

1914年德国找到了钒的氧化物V2O5，现今各国普遍采用接触法制备硫酸。

硫酸 硫酸盐综合练习【例题精选】：例1：工业上用接触法制取硫酸，今有含FeS 2 90%的硫铁矿500t ，煅烧时损失5%的硫，SO 2转化为SO 3时又损失15%的SO 2，SO 3被水吸收时又损失SO 30.5%。

求这些硫铁矿最终可制得98%的硫酸多少吨？ 分析：本题中有关反应的化学方程式为：4FeS 2 + 11O 2 2Fe 2O 3 + 8SO 22SO 2 + O 22SO 3SO 3 + H 2O === H 2SO 4 可知这些反应为多步递进反应，根据各步反应方程式中反应物和生成物之间的量的关系，可找出FeS 2与每一步反应中产物之间的关系式：4FeS 2～8SO 2～8SO 3～8H 2SO 4 计算时可将中间物质省略，直接根据FeS 2～2H 2SO 4的关系式，一步就可以求出制得硫酸的量。

题目给出的是在生产过程中损失S 、SO 2和SO 3，而不是损失FeS 2。

因为每一种化合物都有固定的组成，所以在反应中当原料有损失时，则组成该原料的各元素也随之损失，且原料的损失率等于其组成中各元素的损失率。

反过来原料中各元素的损失率，也就是该原料的损失率。

本题中损失5%的硫，即硫铁矿中FeS 2损失5%，也就是FeS 2的利用率为 95%. SO 2转化为SO 3时损失15%，即SO 2转化率85%，换算成硫铁矿中FeS 2利用了95%的85%。

SO 3被吸收时损失0.5%，即SO 3利用了99.5%，换算成FeS 2的利用率为95%×85%×99.5%。

解：设可制得 98%H 2SO 4的质量为x ，有关反应的化学方程式：4FeS 2 + 11O 2 2Fe 2O 3 + 8SO 22SO 2 + O 22SO 3SO 3 + H 2O === H 2SO 4 关系式：FeS 2 ～ 2H 2SO 4 120 2×98 500×90%×95%×85%×99.5% x ·98%120500t 90%95%85%99.5%298x 98%x 602.6t ⨯⨯⨯⨯=⨯⋅=答：可制得98%的硫酸602.6t 。

以硫铁矿为原料的接触法硫酸生产工艺董子玉 1303081027 黄青 13030810241．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SO3与H2O以一定比例混合而成的化(游离(含硫接触法制硫酸基本反应(1) S02的制取将硫铁矿焙烧，制取S022．二氧化硫炉气的制造 (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35-45mm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—950℃。

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、干燥等净化方法逐级进行分离。

③净化流程净化流程分为湿法和干法两大类。

湿法流程中，将炉气冷却，洗涤除杂，再升温(420～440℃)转化，造成了“干湿病”。

生产1吨酸排出10～15m3的酸性污水，污染严重，国外该流程已淘汰。

此流程投资少，上马快，除砷氟效率高，我国90％的硫酸厂采用水洗流程。

干法流程短，在高温下进行，热利用率高。

无污酸、污水排出，污染少。

缺点是除As, Se, F等杂质差，不适于含As, Se, F多的矿料。

3(1)(2)①转化器按换热方式不同，转化器分间接换热式和直接换热式两类。

②工艺流程a．中间换热式四段转化流程b．四段转化空气冷激流程C．二转二吸流程4．三氧化硫的吸收将SO3用硫酸吸收成产品酸；或从转化工序出来的转化气中SO3含量不超过10％。

使之与水蒸气结合成硫酸蒸气，再冷凝为酸。

前者为吸收成酸，后者是冷凝成酸。

(1) 吸收成酸(2)分压超过其饱和蒸气压，即凝成硫酸溶液：H2SO4(气)＝H2SO4(液)＋50.13 kJ(2—21)上述两个可逆反应构成一个平衡体系：SO3(气)＋H2O(气)===H2SO4(气)===H2SO4(液冷凝成酸流程与吸收成酸流程相似，但两者存在不同之处。