制酸過程詳解

【專家解說】：">硫酸的生產(chǎn)工藝過程包括以下六個工段:原料、焙燒、凈化、干吸、轉(zhuǎn)化、成品。分述如下:
⑴原料工段
在倉庫貯存的硫精礦，由裝載機(jī)送入加料斗，經(jīng)圓盤給料機(jī)、膠帶輸送機(jī)送入籠式破碎機(jī)，將成球的尾沙打散，再由膠帶輸送機(jī)送入振動篩篩分，篩上粗顆粒礦經(jīng)膠帶輸送機(jī)返回倉庫，篩下粒度合格的成品礦由膠帶輸送機(jī)送入焙燒工段爐前料斗。
⑵焙燒工段
來自原料工段的硫鐵礦入爐前料斗貯存，經(jīng)膠帶給料機(jī)加入沸騰爐，焙燒產(chǎn)生的濃度為12~13%、溫度為900℃的含SO2爐氣經(jīng)余熱鍋爐移熱降溫至380℃,以旋風(fēng)出塵器及電除塵器除塵,使塵含量降至≤0.2g/Nm3后入凈化工段文氏管。焙燒硫鐵礦所需空氣的由空氣鼓風(fēng)機(jī)從爐底送入。沸騰爐排出的礦渣，余熱鍋爐及旋風(fēng)出塵器、電除塵器排出的礦塵進(jìn)入淋撒式冷卻增濕滾筒冷卻后噴水增濕。用膠帶輸送機(jī)送入堆場，以汽車運(yùn)出。
⑶凈化工段
自焙燒工段來的350℃爐氣進(jìn)入文氏管，與噴淋的15%左右的稀硫酸接觸傳質(zhì)傳熱降溫，除去大部分礦塵及其他雜質(zhì)，然后進(jìn)入泡沫塔以2~3%稀硫酸噴淋洗滌，進(jìn)一步除去礦塵及其他雜質(zhì)，由間冷器移熱降溫至40℃左右，經(jīng)電除霧器除去酸霧，使酸霧降至0.03g/Nm3后進(jìn)入干吸工段干燥塔。
文氏管排出的15%的稀硫酸經(jīng)斜管沉降器沉降分離礦塵后，進(jìn)入循環(huán)酸槽，從泡沫塔循環(huán)酸泵出口來的2~3%稀硫酸由斜管沉降器出口引出，入稀酸貯槽貯存。斜管沉降器間斷排出的污泥與設(shè)備地坪沖洗酸性水一道經(jīng)酸性水池以泵送至污水處理站。
泡沫塔排出的2~3%稀硫酸入循環(huán)酸槽，從間冷器循環(huán)酸槽溢流出來的冷凝液調(diào)節(jié)其濃度，由循環(huán)酸泵送入泡沫塔噴淋，增加的稀酸串入文氏管循環(huán)酸槽。
間冷器排出的冷凝液入循環(huán)槽，以循環(huán)泵間斷或連續(xù)送入間冷器噴淋。電除霧器除下的酸霧進(jìn)入間冷器循環(huán)槽
凈化工段補(bǔ)充的工藝水加入間冷器循環(huán)槽。
⑷干吸工段
自凈化工段來的爐氣以空氣調(diào)節(jié)SO2濃度至7.5~8%后進(jìn)入干燥塔，經(jīng)噴淋的93~94%硫酸干燥使水份降至0.1g/Nm3，并經(jīng)塔頂絲網(wǎng)除沫器除去酸沫后進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段。
干燥塔內(nèi)吸收水份后的硫酸流入循環(huán)槽，以一吸塔循環(huán)酸系統(tǒng)串入的98%硫酸維持其濃度，以循環(huán)酸泵送入干燥塔酸冷卻器，冷卻降溫后入干燥塔噴淋。增多的93~94%硫酸串入一吸塔循環(huán)槽。
來自轉(zhuǎn)化工段的第一次轉(zhuǎn)化氣一部分進(jìn)入發(fā)煙硫酸吸收塔，吸收大部分SO3進(jìn)入一吸塔，一部分直接進(jìn)入一吸塔，吸收SO3的爐氣經(jīng)塔頂絲網(wǎng)除沫器除去酸沫后，返回轉(zhuǎn)化二段進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)化。
發(fā)煙硫酸吸收塔以104.5%發(fā)煙硫酸噴淋吸收SO2濃度升高后的發(fā)煙硫酸進(jìn)入循環(huán)槽由一吸塔系統(tǒng)串來的98%酸調(diào)節(jié)其濃度，以循環(huán)泵送入酸冷卻器冷卻降溫后入吸收塔噴淋，生成104.5%發(fā)煙硫酸產(chǎn)品進(jìn)入成品工段。
第一吸收塔以98%硫酸噴淋，吸收SO3濃度升高后的硫酸流入循環(huán)槽，配入干燥塔循環(huán)系統(tǒng)串來的93%硫酸，并加水維持其濃度，以循環(huán)酸泵送入一吸塔酸冷卻器冷卻降溫后入一吸塔噴淋。增多的98%硫酸一部分串至干燥塔循環(huán)槽，一部分作為成品酸送入成品酸計量槽。
來自轉(zhuǎn)化工段的第二次轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入第二吸收塔，吸收SO3并經(jīng)塔頂絲網(wǎng)除沫器除去酸沫后由煙囪放空。
第二吸收塔以98%硫酸噴淋，吸收SO3濃度升高的硫酸流入循環(huán)槽，加入清水調(diào)節(jié)其濃度，以循環(huán)酸泵送入二吸塔酸冷卻器冷卻降溫后入二吸塔噴淋。增多的98%硫酸串入一吸塔循環(huán)槽。
系統(tǒng)可以按市場需求產(chǎn)98%硫酸或93%硫酸。當(dāng)需要93%硫酸時，由干燥塔系統(tǒng)產(chǎn)出93%硫酸。當(dāng)需要98%硫酸時由一吸塔系統(tǒng)產(chǎn)出98%硫酸。
⑸轉(zhuǎn)化工段
來自干吸工段干燥塔SO2濃度為7.5~8%的爐氣，經(jīng)SO2鼓風(fēng)機(jī)升壓、第Ⅲ換熱器及第Ⅰ換熱器殼側(cè)與管側(cè)SO3氣換熱，溫度升至430℃后入轉(zhuǎn)化器進(jìn)行第一次轉(zhuǎn)化。經(jīng)一、二、三段催化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)92%的轉(zhuǎn)化氣，進(jìn)入第Ⅲ換熱器管側(cè)與殼側(cè)爐氣換熱降溫后進(jìn)入干吸工段第一吸收塔進(jìn)行第一次吸收。SO3被吸收后的氣體經(jīng)第Ⅴ換熱器、第Ⅳ換熱器、第Ⅱ換熱器殼側(cè)與管側(cè)SO3氣換熱升溫至420℃進(jìn)入轉(zhuǎn)化器進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)化。經(jīng)第四、第五段催化劑反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率達(dá)99.7%。二次轉(zhuǎn)化氣經(jīng)第Ⅴ換熱器管側(cè)與殼側(cè) SO2氣換熱降溫后入干吸工段第二吸收塔進(jìn)行第二次吸收。
轉(zhuǎn)化器開工升溫，以電加熱器加熱干燥空氣來進(jìn)行。
⑹成品工段
由干燥塔系統(tǒng)產(chǎn)出的93%硫酸或由一吸塔系統(tǒng)產(chǎn)出的98%硫酸進(jìn)入計量
槽，以位差流入貯罐貯存。104.5%發(fā)煙硫酸直接進(jìn)入貯罐貯存。產(chǎn)品硫酸以汽車外運(yùn)。
化學(xué)反應(yīng)方程式:
① 沸騰爐焙燒:FeS2 + O2 = Fe2O3 + SO2
② 轉(zhuǎn)化爐:SO2 + O2 = SO3
③ 吸收塔:SO3 + H2O = H2SO4