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1、毕 业 设 计计（论 文）(化工系系)题 目 硫铁矿矿接触法法制硫酸酸的生产产工艺 专 业 应用用化工技技术 班 级 化工008022 姓 名 赵晓晓玉 学 号 0811202242指导教师师 赵赵佩 完成日期期 220100年6月月25日日20110年110月110日 II目录摘要1第一章绪绪论211概概述21.1.1硫酸酸的性质质和用途途21.1.2硫酸酸的生产产方法331.1.3硫酸酸的发展展趋势441.1.4硫酸酸的生产产工艺流流程5第二章二二氧化硫硫炉气的的制备992.1硫硫铁矿及及其焙烧烧前的处处理92.1.1硫铁铁矿的性性质9212 硫铁矿矿的处理理92.2硫硫铁矿焙焙烧的基基本
2、原理理1023沸沸腾焙烧烧112.4焙焙烧的工工艺条件件152.4.1焙烧烧的工艺艺流程1152.4.2沸腾腾焙烧的的工艺条条件1552.5焙焙烧中矿矿尘的清清除1662.6废废热利用用17第三章炉炉气的净净化及干干燥1993.1炉炉气净化化的目的的和要求求193.2净净化的原原理和方方法1993.3炉炉气净化化的工艺艺流程2203.4炉炉气的干干燥233第四章二二氧化硫硫的催化化氧化2244.1二二氧化硫硫催化氧氧化的基基本原理理244.1.1二氧氧化硫催催化氧化化反应的的化学平平衡2444.1.2 二二氧化硫硫氧化的的反应速速率2664.1.3 二二氧化硫硫氧化催催化剂2264.3二二氧化
3、硫硫的氧化化的工艺艺条件的的选择2274.4转转化设备备274.4.1转化化器288442 鼓风风机3004.5主主要工艺艺流程331第五章三三氧化硫硫的吸收收3351三三氧化硫硫吸收的的工艺条条件3335.2三三氧化硫硫吸收的的工艺流流程344521 一转一一吸干吸系统统工艺流流程344522 两转两两吸于吸系统统工艺3355.3 三废处处理3665.3.1尾气气的处理理365.3.2烧渣渣及污水水、污酸酸的处理理36第六章物物料衡算算和热量量衡算3376.1物物料衡算算376.2 热量衡衡算411致谢444参考文献献45摘要我国是一一个农业业大国，随随着农业业政策的的进一步步加强，磷磷复肥
4、的的需求量量不断增增加。硫硫酸作为为磷复肥肥生产的的基本原原料，其其需求量量也将不不断增加加。近年年来，我我国硫酸酸工业发发展较快快。硫铁铁矿是我我国的自自有资源源，发展展硫铁矿矿制酸对对稳定我我国的硫硫酸工业业具有不不可替代代的作用用。因此此研究硫硫铁矿制制酸中炉炉气的制制备、净净化及干干燥过程程十分必必要。本本文主要要介绍了了硫铁矿矿制备及及处理SSO2炉气的的全过程程。制备备是焙烧烧硫铁矿矿制得SSO2炉气，炉炉气的净净化中矿矿尘的清清除采用用电除尘尘器，砷砷和硒的的清除可可采用水水或稀硫硫酸来降降温洗涤涤炉气，酸酸雾的清清除利用用电除雾雾器；炉炉气净化化的工艺艺流程分分酸洗流流程和水水
5、洗流程程，比较较典型的的酸洗流流程有标标准酸洗洗流程，“两塔两电”酸洗流程，“两塔一器两电”酸洗流程及“文泡冷电”酸洗流程；水洗流程包括“文泡文”水洗流程、“文泡电”水洗流程、“文文冷电”水洗流程。另外又简单的介绍了炉气的干燥流程。同时本文讲述了硫酸的性质用途，也介绍了硫酸在我国发展的趋势。主要介绍了介绍了以硫铁矿为原料接触法制硫酸的工艺流程（包括二氧化硫炉气的制备工艺，炉气的净化和干燥工艺，及二氧化硫的催化氧化工艺）和主要生产设备。并简要地论述了硫酸生产“三废”处理问题。关键词：硫酸 工艺艺 硫硫铁矿 二氧氧化硫 第一章 绪论11概概述1.1.1硫酸酸的性质质和用途途1、 硫硫酸的性性质纯硫
6、酸（HH2SO4）是一一种无色色透明的的油状液液体，相相对密度度为1.82669，几几乎比水水重一倍倍。工业生产产的硫酸酸系指SSO3和H2O以一定定比例混混合的溶溶液。而而发烟硫硫酸是其其中SOO3和H2O摩尔比比大于11的溶液液。发烟烟硫酸由由于SOO3蒸气压压较大，暴暴露在空空气中能能释放出出SO3和空气气中的水水蒸气迅迅速结合合聚成酸酸雾，因因而得名名。2、硫酸酸的用途途硫酸是基基本化学学工业中中重要产产品之一一。它不不仅作为为许多化化工产品品的原料料，而且且还广泛泛地应用用于其他他的国民民经济部部门。它它的应用用范围日日益扩大大，需要要数量日日益增加加。兹将将硫酸在在国民经经济中的的
7、作用分分述如下下。 1、为农农业生产产服务 用于肥料料的生产产硫酸铵铵（俗称称硫铵或或肥田粉粉）和过过磷酸钙钙（俗称称过磷酸酸石灰或或普钙）这这两种化化肥的生生产都要要消耗大大量的硫硫酸。每生产一一吨硫酸酸铵，就就要消耗耗硫酸（折折合成1100%计算）7760kkg，每每生产一一吨过磷磷酸钙，就就要消耗耗硫酸3360kkg。 用于农药药的生产产许多农农药都要要以硫酸酸为原料料如硫酸酸铜、硫硫酸锌可可作植物物的杀菌菌剂，硫硫酸铊可可作杀鼠鼠剂，硫硫酸亚铁铁、硫酸酸铜可作作除莠剂剂。最普普通的杀杀虫剂，如如10559乳剂剂(455%)和和16005乳剂剂(455%)的的生产都都需用硫硫酸。前前者每
8、生生产1tt，需消消耗200%发烟烟硫酸11.4tt后者每每生产11t，需需消耗硫硫酸366kg。为为大家所所熟悉的的滴滴涕涕，每生生产1tt需要220%发发烟硫酸酸1.22t。 2、为工工业生产产服务 用于冶金金工业和和金属加加工在冶冶金工业业部门，特特别是有有色金属属的生产产过程需需要使用用硫酸。例例如用电电解法精精炼铜、锌锌、镉、镍镍时，电电解液就就需要使使用硫酸酸，某些些贵金属属的精炼炼，也需需要硫酸酸来溶解解去夹杂杂的其他他金属。在在钢铁工工业中进进行冷轧轧、冷拔拔及冲压压加工之之前，都都必须用用硫酸清清除钢铁铁表面的的氧化铁铁。在轧轧制薄板板、冷拔拔无缝钢钢管和其其他质量量要求较较
9、高的钢钢材，都都必须每每轧一次次用硫酸酸洗涤一一次。另另外，有有缝钢管管、薄铁铁皮、铁铁丝等在在进行镀镀锌之前前，都要要经过用用硫酸进进行酸洗洗手续。在在某些金金属机械械加工过过程中，例例如镀镍镍、镀铬铬等金属属制件，也也需用硫硫酸来洗洗净表面面的锈。在在黑色冶冶金企业业部门里里，需要要酸洗的的钢材一一般约占占钢总产产量的55%66%，而而每吨钢钢材的酸酸洗，约约消费998%的的硫酸330kgg500kg。31.1.2硫酸酸的生产产方法生产硫酸酸最古老老的方法法是用绿绿矾（ ）为原原料，放放在蒸馏馏釜中锻锻烧而制制得硫酸酸。在锻锻烧过程程中，绿绿矾发生生分解，放放出二氧氧化硫和和三氧化化硫，其
10、其中三氧氧化硫与与水蒸气气同时冷冷凝，便便可得到到硫酸。在18世世纪400年代以以前，这这种方法法为不少少地方所所采用。古古代称硫硫酸为“绿矾油油”，就是是由于采采用了这这种制造造方法的的缘故。二氧化硫硫氧化成成三氧化化硫是制制硫酸的的关键，但但是，这这一反应应在通常常情况下下很难进进行。后后来人们们发现，借借助于催催化剂的的作用，可可以使二二氧化硫硫氧化成成三氧化化硫，然然后用水水吸收，即即制成硫硫酸。根根据使用用催化剂剂的不同同，硫酸酸的工业业制法可可分为硝硝化法和和接触法法。硝化法法（包括括铅室法法和塔式式法）是是借助于于氮的氧氧化物使使二氧化化硫氧化化制成硫硫酸。其其中铅室室法在117
11、466年开始始采用，反反应是在在气相中中进行的的。由于于这个方方法所需需设备庞庞大，用用铅很多多，检修修麻烦，腐腐蚀设备备，反应应缓慢，成成品且为为稀硫酸酸，所以以，这个个方法后后来逐渐渐地被淘淘汰。硝化法的的反应历历程较复复杂，但但可用简简单的化化学方程程式表示示如下：反应中所所需的NNO由硝硝酸供给给，氧气气来自空空气。接触法是是目前广广泛采用用的方法法，它创创始于118311年，在在本世纪纪初才广广泛用于于工业生生产。到到20年年代后，由由于钒触触媒的制制造技术术和催化化效能不不断提高高，已逐逐步取代代价格昂昂贵和易易中毒的的铂触媒媒。世界界上多数数的硫酸酸厂都采采用接触触法生产产。接触
12、法中中二氧化化硫在固固体触媒媒表面跟跟氧反应应，结合合成三氧氧化硫，然然后用998.33的硫硫酸吸收收为成品品酸。这这种方法法优于塔塔式法的的是成品品酸浓度度高，质质量纯（不不含氮化化物），但但炉气的的净化和和精制比比较复杂杂。我国国是最大大的硫铁铁矿生产产国之一一，主要要的硫资资源来自自硫铁矿矿，而且且把它作作为生产产硫酸的的主要原原料。其其次是冶冶炼气制制酸，此此外还有有少量的的硫磺制制酸和石石膏制酸酸等。在在接触法法硫酸工工艺生产产过程中中，有三三个基本本的化学学反应和和与之相相联系的的工序：SO22气体的的制取；SO33的转化化；SOO3的吸收收。 1.1.3硫酸酸的发展展趋势硫酸工业
13、业是个古古老的行行业，迄迄今已有有2600多年的的历史。很很久以前前，硫酸酸就因为为在众多多领域中中不可或或缺的用用途而赢赢得“工工业之母母”的美美誉。在在我国，由由于硫酸酸与化肥肥、继而而与粮食食之间的的密切联联系，硫硫酸工业业在国计计民生中中占有举举足轻重重的地位位，一直直是一个倍受受关注的的行业。改改革开放放以来，与与中国其其它行业业一样，硫硫酸工业业得到了了迅速发发展，其其产业结结构、原原料构成成、装置置规模、技技术装备备水平、废废物排放放指标全全然今非非昔比，正正在以崭崭新的面面貌迈入入现代化化工的行行列。在在循环经经济已成成为社会会发展的的主流、人人类更加加注重资资源利用用与环境境
14、保护的的今天，硫硫酸工业业这个涉涉及到腐腐蚀性和和环境污污染物、拥拥有600 Mtt/a产产能的庞庞大的产产业，如如何实现现可持续续发展，如如何打造造循环经经济的体体系，如如何使其其技术装装备水平平更上一一个台阶阶，无疑疑是人们们所面临临的新的的挑战。1、我国国硫酸工工业的现现状（产量、原原料结构构及产业业结构）。硫酸工业业是国民民经济的的基础产产业，目目前我国国约700%产量量的硫酸酸用于化化肥，尤尤其是磷磷肥的生生产。产产品的终终端用途途性质以以及十几几亿人口口的基本本国情决决定了我我国必然然是一个个硫酸生生产大国国。建国国以来，尤尤其是改改革开放放以来，我我国硫酸酸产能逐逐年递增增，至220044年已达达到444 3550 kkt，并并从此跃跃居世界界首位。近近几年我我国硫酸酸生产能能力和产产量及原原料格局局见表11-1、表表1-2（数数据来源源于中国国硫酸工工业协会会统计数数据）。7表1-11 2000220006年我我国各原原料制酸酸生产能能力情况况 单位位：ktt/a项目2002220033200442005520066硫磺制酸酸135000146000
