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现代硫酸生产操作与技术指南
现代硫酸生产是一种重要的化工产品，其生产操作及技术意义重大。
现代硫酸生产技术分为两类：用硫酸钠和硝酸钠合成硫酸，以及生产专用硫酸（如硫酸铵、硝酸钾、硫酸镁和硫酸铜）。
在生产现代硫酸时，应注意以下方面的技术要求：
一、硫酸的生产原料以及成品的检验：
1、原料的检验：硫酸的生产原料必须经过检验，确保其质量达到生产要求；
2、成品检验：生产出来的硫酸产品必须按照规定的标准进行检验，以确保其质量达标，能够满足用户要求。
二、生产过程中的注意事项：
1、装载：原料必须处于良好的状态，保证装载过程的顺利完成；
2、温度控制：生产过程中，必须控制温度，防止过压；
3、搅拌：定时搅拌，使原料在反应罐中得到均匀液化及更好的混合；
4、冷却：及时冷却，防止反应罐压力过高；
5、分离：利用分离设备，产品符合标准才能入桶储存。
三、储存要求：
1、储存温度：硫酸应储存在常温下，避免潮湿；
2、禁止用其他容器放置：硫酸不得放入其他容器，以免受到旁路污染；
3、储存周期：避免长期储存，使期间硫酸质量不受影响。
以上就是现代硫酸生产操作与技术指南。
如果按照以上要求进行生产，就能生产出高质量的硫酸，更好地服务用户。
ＷＳＡ湿法制酸工艺流程及应用前景丹麦托普索WSA湿法制酸工艺可以有效地利用各种生产过程中产生的含硫酸性气体直接制酸，得到商品级浓硫酸，具有适用范围广、工艺流程简单、硫回收率高、操作成本低、经济效益好等特点，是石油、石化、冶金、化肥、发电，焦化、煤化工等行业的一种可供选择的有竞争力的硫回收工艺路线。
从石油，石化、冶金，化肥、煤化工等行业含H2S等硫化物的酸性气中回收利用硫基本上就有硫回收和酸回收2种。
一般而言硫回收用的比较多，其工艺种类繁多，但基本是在克劳斯技术基础上发展起来的，主要有加拿大Delta公司的MCRC法、德国鲁奇公司的Sulfreen 法，德国林德公司的Clinsulf法、荷兰Comprimo公司的SuperClaus 法等。
酸回收直接制取硫酸省略掉克劳斯装置，以H2S为原料直接制得硫酸，分为干接触法与湿接触法2种。
所谓的干接触法是将H<sub>2</sub>S气体燃烧成SO<sub>2</sub>后，采用与传统的硫铁矿制酸工艺相似的方法洗涤、干燥、催化转化、吸收。
湿接触法则由于H<sub>2</sub>S在分离过程中已经进行过洗涤，不需要再进行洗涤，干燥和净化，在水蒸气存在下将SO<sub>2</sub>催化转化成SO<sub>2</sub>并直接凝结成酸。
企业可根据自己的产品产量、气体成分、技术水平、投资能力等条件的不同而采用相应的工艺流程。
一、制酸原理以含硫酸性气为原料采用湿接触法直接制得硫酸，可大大简略流程，有利于系统热量的回收，节省投资。
目前最有代表性的技术为丹麦托普索公司的湿法硫酸工艺、德国鲁奇公司的低温冷凝工艺和康开特工艺。
1、丹麦托普索湿法硫酸工艺丹麦托普索公司20世纪80年代中期开发的湿法制酸工艺，英文是Wet gas Sulphuric Acid，缩写WSA。
硫磺为原料生产硫酸工艺设计人：赵东波学号：********原料:硫磺完成时间：2012年4月一．硫磺制硫酸工艺以硫磺为原料制硫酸，其炉气无需净化，经适当降温后便可进入转化工段，转化后经吸收即可成酸。
该流程无废渣、污水排出，流程简单，成本低。
二．硫磺制酸工艺流程以硫磺制酸工艺流程主要有：原料预处理、熔硫、焚硫及转化、干燥及成品。
硫磺制酸工艺流程说明（1）原料工段固体硫磺由火车运至硫磺仓库，采用人工上料方式，通过一大倾角胶带式输送机将硫磺输送至快速熔硫槽加料口处。
（2）熔硫工段来自原料工段的固体散装硫磺由胶带输送机送入快速熔硫槽内熔化，经熔化后的熔融液硫自溢流口自流至过滤槽中，由过滤泵送入带助滤剂预涂层的液硫过滤器内过滤后流入液硫中间槽内，再由液硫输送泵输送到液硫贮罐内，液硫由液硫贮罐经精硫泵（屏蔽泵）送到焚硫转化工段的焚硫炉内燃烧。
快速熔硫槽、助滤槽、液硫贮罐、精硫槽等内均设有蒸汽加热管，用0.5～0.6MPa蒸汽间接加热，使硫磺保持熔融状态。
助滤槽内设有助滤泵将助滤剂硅藻土预涂到液硫过滤器上。
（3）焚硫及转化工段液硫由精硫泵加压经磺枪机械雾化而喷入焚硫炉焚烧，硫磺燃烧所需的空气经空气过滤器过滤后，再经空气鼓风机加压、干燥塔干燥后送入焚硫炉。
（4）干吸及成品工段空气鼓风机设在干燥塔上游，即硫磺焚烧及转化所需空气经过滤器过滤、鼓风机加压后进入干燥塔塔底，用98％硫酸吸收掉空气中的水分使出塔干燥空气中水分0.1g/Nm3，经塔顶除雾器除去酸雾后的干燥空气进入焚硫炉。
从干燥塔出来的浓度约97.8%的硫酸流入干吸塔循环槽中，与来自第一吸收塔的吸收酸混合后，经干燥塔酸循环泵加压后送入干燥塔酸冷却器中，经冷却至约70℃后送到塔顶进行喷淋。
由转化器第三段出口的气体经冷热换热器和省煤器II回收热量、温度降为172℃后一部分进入第一吸收塔塔底，塔顶用来温度75℃、浓度为98.0％的硫酸喷淋，吸收气体中SO3后的酸自塔底流出进入干吸塔循环槽中，与来自干燥塔的干燥酸进行混合并用工艺水调节循环酸浓度至98％后，再由一吸塔酸循环泵依次送入一吸塔酸冷却器冷却后，送至一吸塔塔顶进行喷淋。
硫酸工业制法化学方程式硫酸，这玩意儿听着就有点吓人，对吧？可它可是工业界的“明星”，用处大得很！咱们今天就聊聊硫酸的工业制法，顺便说说这背后的化学方程式，嘿，别怕，咱不搞深奥的，咱轻松聊。
硫酸的生产，简单说就是把硫、氧和水搞到一起，经过几道工序，嘿，就能得到硫酸。
这其中的关键就在于硫的燃烧。
想象一下，咱把硫放在高温的环境里，它一碰到氧气，哗啦啦地燃烧起来，产生二氧化硫。
这可不是简单的烟雾，真的是一股浓烈的气体，闻了让人想打喷嚏。
不过，这可不是结束，咱得让这个二氧化硫再跟氧气来一场“约会”，这时就需要一个催化剂，通常是五氧化二磷，嘿，这家伙就像个红娘，把二氧化硫和氧气聚在一起，让它们亲密接触，形成三氧化硫。
哎，三氧化硫来了，这可真是个热心肠的家伙，它特别爱水。
一遇到水，就像干渴的游子见到故乡的河流，立马扑上去，咕噜咕噜地化成硫酸。
这个化学反应，看似简单，但可不是每个地方都能随便搞的，环境和条件得合适，才能顺利出产这位“硫酸大咖”。
如果你听到的硫酸的化学方程式是这样的：( S + O2 → SO2 )，然后再有 ( 2SO2 + O2 → 2SO3 )，最后( SO3 + H2O → H2SO_4 )，这可是一个完整的过程。
怎么样，简单吧？没啥高深的理论，真心简单到没朋友。
工业制硫酸可不止这些表面功夫。
还得考虑到设备的安全和效率，毕竟硫酸可不是善茬，弄不好可真是“无妄之灾”。
在高温高压下，得确保反应器的材质耐得住这火力，不能让它出问题。
想想看，反应器里冒着烟，嘶嘶作响，唉，那可真是个令人头疼的场景。
生产出来的硫酸，纯度高、质量好，才能在市场上站稳脚跟。
像什么肥料、清洁剂、电池液，全靠它的“保驾护航”。
所以，咱们的硫酸在生产过程中的每一个环节，都得小心翼翼，确保没有任何意外。
说到这里，不禁让我想起一句话：“细节决定成败”，在硫酸的世界里，这句话可真是实至名归。
硫酸不仅仅是工业的宠儿，它的化学特性也是让人惊叹的。
so2催化氧化制硫酸的流程SO2催化氧化制硫酸的流程引言：硫酸作为一种重要的化工原料，在工业生产中有着广泛的应用。
而SO2催化氧化制硫酸是目前最常用的方法之一。
本文将详细介绍SO2催化氧化制硫酸的流程。
一、准备工作在进行SO2催化氧化制硫酸之前，首先需要准备好以下材料和设备：1. 硫磺：硫磺是SO2催化氧化制硫酸的原料之一，通常以固体的形式存在。
2. 氧气：氧气是SO2催化氧化制硫酸的氧化剂，用于将SO2氧化为SO3。
3. 催化剂：催化剂在SO2催化氧化制硫酸中起到重要的作用，常用的催化剂有铁、钒、钨等金属催化剂。
4. 反应器：反应器用于容纳反应物和催化剂，并提供适宜的反应条件。
5. 冷凝器：冷凝器用于冷却反应产物，促进SO3的液态生成。
二、反应过程SO2催化氧化制硫酸的反应过程如下：1. 加热硫磺：将硫磺加热至熔点以上，使其转化为液态硫。
2. 氧化反应：将液态硫与氧气一起送入反应器中，加入催化剂，并提供适宜的反应温度和压力。
在催化剂的作用下，SO2与氧气发生氧化反应生成SO3。
3. 冷凝SO3：将反应产生的SO3通过冷凝器冷却，使其转化为液态SO3。
4. 吸收SO3：将液态SO3与浓硫酸进行反应，生成稀硫酸。
5. 浓缩硫酸：通过蒸发和冷却的方式，将稀硫酸浓缩为所需浓度的硫酸。
三、反应机理SO2催化氧化制硫酸的反应机理可以概括为以下几个步骤：1. SO2的吸附：SO2首先被催化剂表面吸附，形成SO2吸附物种。
2. 活化：SO2吸附物种通过催化剂表面的氧气分子与SO2发生反应，生成SO3吸附物种。
3. 脱附：SO3吸附物种从催化剂表面脱附，并与其他SO3吸附物种相互结合形成SO3分子。
4. 反应生成：SO3分子进一步与SO2反应生成硫酸，反应生成的硫酸即可被吸收和浓缩。
四、工艺优化为了提高SO2催化氧化制硫酸的产率和效率，可以采取以下优化措施：1. 催化剂选择：选择具有高活性和稳定性的催化剂，以提高反应速率和催化剂的寿命。
硫酸制作方法硫酸是一种重要的日常化学品，用于多种用途，比如饮用水处理、纺织品漂白、电镀、染料制备、硫化工艺、有机合成等，极为广泛。
早在古代，人们就已经发现某些物质可以水解为硫酸，比如硫酸钙。
随着科学技术的发展，硫酸生产工艺也日益成熟。
本文将针对通常情况下，从一种比较有效的原料硫酸钠原料等几个方面，详细介绍硫酸制作的可行方法。
硫酸的主要原料是碳酸钠和硫酸钠，两者均为非常常用的原料。
碳酸钠是由石灰石烧制而成，热量达到1000℃，可以分解成气体碳酸和熔融的钠氢氧化物，并凝结成碳酸钠结晶。
硫酸钠是由硫酸和硫酸钠合成而成，需要将硫酸加热到100℃，然后将其放入容器中，再加入碳酸钠溶液，当温度上升到130℃时，硫酸和碳酸钠反应，形成硫酸钠溶液，随着温度的升高，开始生成硫酸钠结晶，而硫酸会在反应过程中释放出来，形成硫酸气体，与室内的空气混合。
硫酸制备的方法主要有电解法和催化气体熔融法。
电解法是通过将碳酸钠和硫酸钠一起放入电解槽，再加入强酸性电解液，利用电流流经碳酸钠和硫酸钠，使其在电解槽中进行水解反应，形成硫酸溶液，而碳酸钠可以按照电解槽的电势分布，在另一头形成碳酸钠晶体，最后收集硫酸溶液即可。
催化气体熔融法是将硫酸钠熔融进入特定催化剂中，其中反应温度约200℃左右，利用催化剂的加热作用，使硫酸钠迅速分解，并在其中形成硫酸溶液，然后将硫酸溶液冷却到室温，结晶固定后，可以得到硫酸结晶，然后将其收集起来即可。
使用上述原料和方法，可以获得高纯度的硫酸，但如果想获得更高纯度的硫酸，就需要采用分离工艺。
离子交换法是一种常用的分离工艺，主要通过离子交换树脂，可以将硫酸和其他元素分离出来，使硫酸中的外来元素极低，精度达到超纯水级别。
同时，也可以采用精馏法，根据硫酸的不同的沸点，可以利用精馏工艺将不同的硫酸拆分出来，使其组成更加纯净。
制作硫酸的过程中，也有一些注意事项，比如将用于反应的金属容器和泵浦要进行高度腐蚀性材料的防腐处理；温度变化过程要作严格控制，否则会导致反应不良；同时，也要注意有关安全措施，要小心使用和储存强酸，确保室内操作的安全性。
硫酸提浓技术在化工生产过程中的应用硫酸提浓技术是一种常用的化工生产技术，其主要应用于电力、石化、冶金等行业，用于提纯和浓缩硫酸。
本文将深入探讨硫酸提浓技术的应用及其在化工生产过程中所起的作用。
一、硫酸提浓技术的基本原理硫酸提浓技术是利用低浓度的硫酸在氧化剂和催化剂的作用下进行浓度提高的过程。
具体而言，硫酸提浓技术分为两个主要步骤：氧化和浓缩。
在氧化阶段，浓度较低的硫酸在氧化剂的作用下被氧化成浓度较高的硫酸，并放出大量的热量。
同时，催化剂的作用能够促进反应速率，提高反应效率。
在浓缩阶段，硫酸溶液被加热，蒸发部分水分，使硫酸浓度进一步增加。
接着，硫酸浓度高于一定程度时（通常为98％以上），化学反应会停止，硫酸的浓度也达到了所需的水平。
1.电力行业在电力行业中，硫酸提浓技术主要用于火力发电厂的脱硫装置中。
在脱硫过程中，脱硫剂和氧化剂反应生成二氧化硫和硫酸，再利用硫酸提浓技术提高硫酸浓度，减少废水排放量。
因此，硫酸提浓技术不仅能够减轻环境污染，还能够降低废水处理成本。
2.石化行业在石化行业中，硫酸提浓技术主要用于乙烯制造过程中的吸收剂回收装置中。
在乙烯制造中，乙烯气体在接触吸收剂后会发生化学反应，生成大量的硫酸废液。
利用硫酸提浓技术，将硫酸浓度提高至98％以上，不仅可以减少废液处理负担，还能够回收和利用硫酸废液中的有价值的组分。
3.冶金行业1.改善产品品质化工生产中，产品的品质与硫酸的纯度和浓度有很大关系。
利用硫酸提浓技术，可以提高硫酸的纯度和浓度，从而改善产品的品质和性能。
2.节约资源硫酸是一种重要的化工原料，其生产需要消耗大量的能源和资源。
利用硫酸提浓技术，可以节约原材料和能源，减少生产成本。
3.降低环境污染硫酸的生产和使用会产生大量的废水、废气和废液，造成环境污染。
利用硫酸提浓技术，可以减少生产废水和废液的排放，降低环境污染的程度。
总之，硫酸提浓技术是一种高效、节能、环保的化工生产技术，其应用广泛，对于改善产品品质、节约资源和降低环境污染等方面都有较大的作用。
目录1 概述 (2)硫酸主要的物理化学性质 (2)硫酸的主要物理性质 (2)硫酸的主要化学性质 (2)硫酸的主要用途 (2)硫酸的生产方法 (3)2 生产工艺流程 (3)3 硫酸生产过程 (5)3.1 净化工段 (5)3.1.1 净化的基本任务： (5)3.1.2 净化的基本原理 (5)3.1.3 净化岗位操作法 (5)3.1.4 安全注意事项 (6)3.1.5 巡回检查 (6)3.1.6 安全卫生 (7)3.2 转化工段 (7)3.2.1 转化的基本任务 (7)3.2.2 转化的基本原理 (7)3.2.3 主要操作条件 (7)3.2.4 技术指标： (7)3.2.5 工艺流程图 (8)3.2.6 转化操作法 (8)3.2.7 安全注意事项 (10)3.2.8 设备维护保养 (10)3.3 干吸工段 (11)3.3.1 干吸的基本任务 (11)3.3.2 基本原理 (11)3.3.3 操作技术条件 (11)3.3.4 技术指标控制 (11)3.3.5 干吸操作法 (11)3.3.6 安全规则及注意事项 (12)3.3.7 设备维护保养 (13)4 污酸污水处理 (13)4.1开车顺序 (13)4.2 安全注意事项 (14)4.3 压滤岗位技术操作规程 (15)4.3.1 开、停车顺序及操作 (15)4.3.2注意事项 (15)附一：压滤机维护保养制度 (15)附二：污水站搅拌减速器装置维护保养制度 (16)1 概述硫酸主要的物理化学性质硫酸的分子式为H2SO4，分子量为98.078。
从化学意义上讲，硫酸是三氧化硫与水的等摩尔化合物。
然而，在工艺技术上，硫酸是指SO3与H2O以任何比例结合的物质，当SO3与H2O的摩尔比≤1时，称为硫酸，它们的摩尔比>1时，称为发烟硫酸。
硫酸有三种水合物（H2SO4·H2O，H2SO4·2H2O 和H2SO4·4H2O ）和两种与SO3结合的物质（H2SO4·SO3和H2SO4·2SO3）。
湿法制硫酸工艺在我国的应用摘要：与其他工艺相比，湿法制备硫酸的工艺比较简单，工艺流程较短，占地面积小，设备少，废热可以回收利用，可处理二氧化硫浓度较低的酸性气体。
硫回收工艺的选择要考虑其经济性、技术性，并且废气排放指标必须满足国家现行环保要求。
关键词：硫酸工艺；制备；应用现状湿法制硫酸工艺在我国得到了较快地发展，主要是作为处理脱硫单元酸性气的环保装置。
一般装置规模较小，用于将生产中含硫酸性气体直接制酸，得到商品级的浓硫酸，尾气达标排放。
1 湿法制硫酸技术的工艺原理二氧化硫酸性气湿法制硫酸工艺主要包括3个步骤:①二氧化硫烟气首先经前端激冷除尘降温等一系列净化装置成为洁净的烟气;②SO2和O2在催化剂的作用下进行转化生成SO3;③SO3和水蒸气结合成气态硫酸并冷凝成产品硫酸。
1) 二氧化硫净化，来自冶炼的高温烟气，首先进入动力波洗涤塔，急冷降温除尘。
该区域的液体表面更新速率很快，所以动力波可以在降温的同时高效除尘。
经过除尘降温后，烟气进入冷却塔。
在塔内填料层气液接触洗涤降温。
洗涤液经稀酸冷却器降温后重复使用。
降温后的烟气经电除雾脱除酸雾至20mg/Nm3以下后，送至后续系统。
2)SO2湿式催化氧化。
SO2气体依次通过转化器内各段催化剂床层并经层间换热，最后一段出口SO3气体经气体冷却器冷却或过热器/省煤器回收热量后，温度降至260～300℃进入冷凝器。
根据燃烧生成的SO2含量高低，转化器可分别设置成一段至四段不同段数，以保证最终SO2转化率达99%。
3)冷凝成酸。
经湿法转化后的SO3与气体中的水蒸气结合形成气态硫酸，与冷空气换热后，在冷凝器中冷凝成液态硫酸。
冷凝器是湿法制硫酸中的关键设备，是一个垂直降膜冷凝器/浓缩器，装有耐酸并抗震的玻璃管。
工艺气以278℃温度进入硫酸蒸汽冷凝器，沿管程由下向上流动。
壳程内送入的空气作为冷介质与热工艺气交换热量而降低热工艺气的温度至95℃，伴随热工艺气温度降低，硫酸蒸汽逐步冷凝于玻璃换热管上，后结成液滴，靠重力滴落在硫酸蒸汽冷凝器的底部。
第三章 硫酸生产工艺本章学习要求了解硫酸的性质和用途、制酸用原料、硫铁矿焙烧与流化床反应器以及二氧化硫净化、二氧化硫催化氧化的工艺条件和工艺流程；理解掌握三氧化硫的吸收及尾气处理工艺。
第一节 概 述一、硫酸的性质、产品规格及用途硫酸是基本化学工业中重要产品之一。
在国民经济中占有重要地位，广泛用于石油炼制、冶金、农业生产肥料、炼焦化学工业、电镀业、制革业、橡胶、造纸、油漆、炸药和铅蓄电池制造业、染料、制药等工业部门及某些现代尖端科学领域里。
查一查 硫酸的组成、性质和规格。
二、硫酸的生产原料１．硫铁矿硫铁矿是当前硫酸生产最主要的原料，其主要成分是ＦｅＳ２，纯粹的ＦｅＳ２含硫５３．４５％，含铁４６．５５％。
根据不同的产矿区，硫铁矿还可能含有铜、锌、铅、锑等有色金属。
一般富矿含硫３０％～４８％，贫矿含硫在２５％以下。
硫铁矿按其来源不同又可分为普通硫铁矿、浮选硫铁矿和含煤硫铁矿。
２．硫黄目前，硫黄是国外制酸的主要原料。
它一般含杂质少，只需在焙烧前除杂净化，制成的炉气无需复杂的精制过程，与以硫铁矿为原料的制酸流程相比较，可节省投资费用。
三、硫酸的生产方法硫酸的工业生产基本上有两种方法，即硝化法和接触法。
硝化法又可分为铅室法和塔式法。
早期的硝化法生产主要反应设备是铅室，因其设备庞大，生产强度低已被淘汰。
后来的生产设备进一步发展为填料塔，所以又有塔式法之称。
无论是铅室法还是塔式法，虽然在历史上起过重要作用，但最终因存在较多不足，诸如成品酸浓度低、杂质多等因素已被接触法所取代。
接触法的基本原理是在催化剂作用下，以空气中的氧氧化二氧化硫，其生产过程分为三步：25 第二节二氧化硫炉气的制备（１）从含硫原料制取二氧化硫气体：Ｓ＋Ｏ２ＳＯ２４ＦｅＳ２＋１１Ｏ２２Ｆｅ２Ｏ３＋８ＳＯ２（２）将二氧化硫氧化为三氧化硫：２ＳＯ２＋Ｏ２２ＳＯ３ （Ｖ２Ｏ５为催化剂）（３）三氧化硫与水结合生成硫酸：ＳＯ３＋Ｈ２ＯＨ２ＳＯ４该法操作简单、稳定、热能利用高、可制得任意浓度的硫酸，因此在硫酸工业中占有重要地位。
硫酸生产技术第一节 概 述一、硫酸的性质、产品规格及用途硫酸纯品为无色、无臭、透明的油状液体，呈强酸性，强吸水性，可以与水以任意比混合，并放出大量的热。
硫酸的结晶温度、密度、沸点、蒸汽压以及粘度随着硫酸浓度的不同而变化。
硫酸是无机强酸，腐蚀性很强，化学性质很活泼。
二、生产硫酸的原料生产硫酸的原料主要有硫铁矿、硫磺、硫酸盐、冶炼烟气及含硫化氢的工业废气等。
（一） 硫铁矿硫铁矿是当前硫酸生产最主要的原料，我国50%以上的硫酸是以硫铁矿为原料生产的。
硫铁矿主要成分是FeS 2，一般富矿含硫30％～48％，贫矿含硫在25％以下。
将硫铁矿原料处理后，加入沸腾焙烧炉，通入空气氧化焙烧，产生的二氧化硫气体经净化后进入转化器转化为三氧化硫，再经酸吸收，制得硫酸成品。
（二） 硫磺将硫磺经熔融、焚烧产生二氧化硫气体，经废热锅炉、过滤器，再经通入空气氧化为三氧化硫，再经冷却、酸吸收，制得酸成品。
硫磺原料纯度高、工艺过程简单，不需要复杂的净化工段及废水、废渣治理。
炉气中SO 2与O 2的含量相应提高，从而提高生产能力。
（三） 硫酸盐硫酸盐还原消耗大量的燃料，硫酸厂与水泥厂联合生产，可以节省能源、降低成本，对（四） 冶炼烟气金属冶炼工业产生的大量尾气中都含有二氧化硫，将其中的二氧化硫通过转化器转化为三氧化硫，再经酸吸收，制得硫酸成品，不仅回收了资源，对保护生态环境也有着重大意义。
三、硫酸的生产方法简介工业上生产硫酸的方法主要有两种，硝化法（塔式法）和接触法。
接触法制得的硫酸纯度、浓度比硝化法制得的硫酸高，我国目前全部以接触法生产，其工艺流程因所采用的原料种类不同而有所不同。
接触法不仅可制得任意浓度的硫酸，而且可制得无水三氧化硫及不同浓度的发烟酸，操作简单、稳定，热能利用率高，因此，在硫酸工业中占有重要地位。
本章重点介绍接触法生产硫酸。
第二节 二氧化硫炉气的制备一、硫铁矿的焙烧原理 （一） 焙烧反应焙烧硫铁矿的反应，主要是矿石中的FeS 2与空气中的氧反应，生成二氧化硫炉气。
焙烧反应分两步进行：1．二硫化铁受热分解为FeS 和硫磺 2FeS 22FeS + S 2 m rH θ∆= 295.68 kJ （4-12）由于反应是吸热反应，理论上温度越高，对反应越有利；另外，硫磺平衡蒸汽压的变化也表明了这一点（如表4-1）。
表4-1 硫磺平衡蒸汽压与温度的关系硫铁矿释放出硫磺后，形成多孔形的一硫化铁。
2．生成的FeS 和硫磺与氧反应 S 2 + 2O 22SO 2 m rH θ∆=–724.07 kJ （4-13）4FeS+7O 22Fe 2O 3 + 4SO 2 m rH θ∆=–2453.3 kJ （4-14） 3FeS +5O 2Fe 3O 4 + 3SO 2 m rH θ∆=–1723.79 kJ （4-15）硫铁矿焙烧总反应式： 4FeS 2 +11O 28SO 2 + 2Fe 2O 3 m rH θ∆=–3310.08 kJ （4-16）3FeS 2 + 8O 26SO 2 + Fe 3O 4 m rH θ∆=–2366.28 kJ （4-17）矿石的种类、粒度以及矿石中易燃物的含量等因素，都会影响硫铁矿焙烧时的着火点。
通常为了保证硫铁矿焙烧完全，工业上控制焙烧温度在600℃以上。
（二） 焙烧反应动力学硫铁矿的焙烧是非均相反应过程。
反应在两相的接触表面上进行，反应过程可看成由以下步骤组成：①FeS 2分解；②氧向硫铁矿表面扩散；③氧与一硫化铁反应；④生成的二氧化硫由表面向气流主体扩散；此外，在表面上还存在着硫磺蒸汽向外扩散及氧和硫的反应等。
焙烧反应的过程速率与过程的扩散阻力及化学反应速率有关。
由前面的分析可知，硫铁矿的焙烧反应，可分为FeS 2分解和FeS 及单质硫氧化两步。
FeS 的氧化反应在矿料颗粒外表面及整个颗粒内部进行。
矿粒外表面FeS 与氧反应后，生成了氧化铁，当氧与颗粒内部的FeS 继续反应时，必须要通过颗粒表面的氧化铁层。
而内部生成的二氧化硫，也必须通过氧化铁层扩散出来。
氧化铁层随着焙烧反应的进行逐渐变厚，氧和二氧化硫通过的扩散阻力也逐渐增大。
确定焙烧过程究竟是动力学控制，还是扩散控制，要通过实验完成，即考察操作温度、反应时间及颗粒大小等因素对过程的影响。
1．反应速率FeS 2和FeS 在空气中的氧化速率及FeS 2在氮气中的分解速率的变化情况可参考脱硫速度的舟皿试验结果，如图4-1所示。
由图可知，FeS 2的分解速度大于FeS 的氧化速度，FeS 氧化反应慢，是整个反应过程的控制步骤。
2．温度二硫化铁的分解反应活化能约为126 kJ ／mol ，图4-2为硫铁矿的分解速度与温度的关系，显示了FeS 2的分解速度随温度的升高而加快，而且在较高温度下有较大提高，属动力学控制。
FeS 氧化反应活化能为13 kJ ／mol ，反应速度随温度的增加不显著，因此属扩散控制。
图4-3为一硫化铁燃烧速度与温度的关系。
要提高FeS 的氧化速度，需要减小扩散阻力，增加气固相际接触面积，减小矿石粒度。
烧出的流量/硫铁矿中原始硫含量，%图4.2.1脱硫速度的舟皿试验结果1-FeS 2在空气中燃烧；2- FeS 在空气中燃烧；3-FeS 2在氮气中加热时间/m in0 4 8 12 16 20 24 28 32 3620 40 60 80 10012 3随着温度的升高，化学反应速度加快的程度远远超过扩散速率的增长，因此在高温时，硫铁矿焙烧会转为扩散控制。
提高氧的浓度会加快焙烧过程的总速率，氧是影响扩散速率的主要因素，但由于用富氧空气焙烧硫铁矿不经济，所以通常只用空气焙烧。
综上所述，要提高硫铁矿焙烧速率，应从以下几方面考虑：提高反应温度；减小矿石粒度；提高入炉空气中的氧含量；增强气固两相间的相互运动等。
二、原料预处理直接由矿山开采的硫铁矿一般呈大小不一的块状矿石，在焙烧之前，需要进行预处理，通常要经过粉碎、分级筛选和配矿等处理；尾砂虽然不需破碎，但其含水量高，冬季贮藏易结块，所以需要干燥脱水处理。
1．硫铁矿的破碎 硫铁矿的破碎通常需要经过粗碎和细碎两道工序。
粗碎使用颚式破碎机，细碎用辊式压碎机或反击式破碎机；对于因水分而结块的尾矿需用鼠笼式破碎机。
送入沸腾炉焙烧的硫铁矿，一般粒度不得超过4～5 mm 。
2．配矿硫铁矿往往因产地不同而成分相差较大。
在生产中通常用铲车或行车将贫矿和富矿按比例抓取、翻堆混合，从而使物料混合均匀、含硫成份稳定，符合工艺要求，以保证稳定操作，获得成份均一的炉气，也使低品位矿料得到充分利用。
3．脱水块状矿石含水一般低于5％，而尾砂含水量较多，高达15％～18％。
沸腾炉干法加料要求湿度（含水）在6％以内，水量过多，会影响炉子的正常操作。
因此需将湿矿进行脱水。
一般采用自然干燥，大型工厂采用滚筒干燥机进行烘干。
图4-2650 700 750 800温度/℃F e S 2的分解速度常数图4.2.2 硫铁矿分解速率与温度的关系图4-3600 700 800 900F e S 燃烧的速率常数温度，℃图4.2.3 一硫化铁燃烧速率与温度的关系三、沸腾焙烧与沸腾焙烧炉（一）沸腾焙烧硫铁矿的焙烧在焙烧炉内进行。
焙烧炉的炉型有：固定床块矿炉、机械炉和流化床沸腾炉。
采用沸腾焙烧具有以下优点：①操作连续，便于自动控制；②固体颗粒较小，气固相间的传热和传质面积大；③固体颗粒在气流中剧烈运动，固体表面更新快，从而使化学反应速度、传热和传质效率大为提高。
硫铁矿的沸腾焙烧，是流态化技术在硫酸制造工业的具体应用。
流体通过一定粒度的颗粒床层，随着流体流速的逐渐加大，床层会呈现固定床、流化床及流体输送三种状态，硫铁矿焙烧，是在流化床状态下进行的。
沸腾炉的正常操作，取决于矿料的物理性质、硫铁矿颗粒平均直径大小及气流速度。
沸腾焙烧的气流速度要保持在临界速度与吹出速度之间，既使最大颗粒能够流化，又使最小颗粒不被气流带走，保证大颗粒流化，并使最小颗粒在炉内保持一定的停留时间，已达到规定的烧出率。
对于不均匀粒径的硫铁矿，通常用床层内粒子的平均粒径来计算临界流态化速度和吹出速度。
图4-4 沸腾焙烧炉 1-壳体；2-空气室；3-空气分布板；4-空气分布帽；5-出渣口（二）沸腾炉焙烧结构沸腾炉炉体为钢壳，内衬保温砖再衬耐火砖。
为防止冷凝酸腐蚀，钢壳外面有保温层。
炉内空间分为空气室、沸腾层、上部燃烧空间。
如图4-4所示。
空气室也称风室，一般为圆锥形。
内装空气分布板，分布板为钢制花板，上安装许多风帽，其作用是使空气均匀分布，并有足够的流体阻力，以利于稳定操作。
风帽的作用是使空气均匀进入炉膛，保证截面上无死角，防止矿粒进入空气室。
鼓风机将空气鼓入炉内，先经风室，再经空气分布板上的帽均匀分布向沸腾层。
沸腾层是焙烧的主要空间，下部有加料室，矿料由此进入炉膛空间。
通常在炉膛或炉壁周围安装水箱或冷却器以带走热量，避免因温度过高导致炉料熔结。
炉后设有废热锅炉，用于产生蒸汽。
沸腾层高度一般以矿渣溢出口高度为准。
为降低气体流速，减少矿尘的吹出量和除尘的负荷，上部燃烧空间为扩大段。
为确保一定的烧出率，在燃烧空间通入二次空气，以使吹起的矿料充分燃烧。
四、焙烧的工艺条件硫铁矿焙烧是气固相不可逆反应，升高温度对反应有利，为提高硫的烧出率，一般控制操作炉温度850～950℃，炉底压力9～12 kPa ，炉气中SO 2含量为14％。
这三项指标是相互联系的。
其中炉温对稳定生产尤为重要。
为了保持炉温稳定，必须要稳定空气加入量、矿石组成及投矿量，同时采用增减炉内冷却元件数量来控制炉床温度。
第三节 炉气的净化及干燥一、炉气净化的目的和要求硫铁矿的焙烧炉气除含有SO 2、N 2、O 2外，还含有SO 3、H 2O 、As 2O 3、SeO 2、HF 及矿尘等物质。
矿尘不仅会堵塞设备与管道，而且会造成后工序催化剂失活；砷和硒则会使催化剂中毒；水分及三氧化硫极易形成酸雾，不仅对设备产生严重腐蚀，而且很难被吸收除去。
在炉气送去转化之前，必须先对炉气进行净化，应达到的净化指标如下表（表4-2）。
表4-2净化指标二、净化的原理及方法 （一）矿尘的清除根据炉气中尘粒大小不同，工业上采取不同的净化方法。
对于较大的尘粒（10μm 以上）可采用自由沉降室或旋风分离器等机械除尘设备；对于较小的尘粒（0.1～10μm ）可采用电除尘器；对于更小颗粒的矿尘（<0.05μm ）可采用液相洗涤法除去。
（二）砷和硒的清除砷和硒在焙烧过程中形成As 2O 3和SeO 2，它们在气体中的饱和含量随着温度降低而迅速下降。
如表4-3所示。
由表看出，当炉气温度降至50℃时，气体中的砷和硒的氧化物已降至净化所规定的指标以下。
采用湿法净化工艺，用水或稀硫酸洗涤炉气，在50℃以下可达到较好的净化效果。
