【正文】 粒徑比較小的粒子如 1 微米的，由于直徑小、質(zhì)量輕，氣體分子對(duì)它連續(xù)而不規(guī)則的碰撞，產(chǎn)生顯著的布郎運(yùn)動(dòng)（即粒子產(chǎn)生游移不定的曲 折運(yùn)動(dòng)），達(dá)到障礙物表面而被捕集，這一作用與氣體的分子擴(kuò)散作用相似，所以也稱擴(kuò)散分離。 目前，我廠執(zhí)行的指標(biāo)如下： 水份 克 /標(biāo)準(zhǔn)米 3 酸霧 克 /標(biāo) 準(zhǔn)米 3 一級(jí)動(dòng)力波循環(huán)液懸浮物 克 /升 1． 3 煙氣凈化的原則 煙氣中的雜質(zhì)在高溫下一般以氣態(tài)和固態(tài)兩種形態(tài)存在，當(dāng)溫度降到一定程度后則以固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的三種形態(tài)同時(shí)存在。 除上述各主要雜質(zhì)外，煙氣中還有其它的一些雜質(zhì)，也應(yīng)盡可能除去。隨著煙氣溫度的降低，三氧化硫會(huì)與水蒸汽結(jié)合生成硫酸蒸汽，繼而冷凝生成酸霧。更嚴(yán)重的是污染了環(huán)境。 1． 1． 4 水分：水份本身對(duì)催化劑無(wú)毒害作用。砷進(jìn)入成品酸會(huì)使硫酸在工業(yè)上的應(yīng)用范圍受到限制。在溫度低于 550℃時(shí)，催化劑被砷飽和后，轉(zhuǎn)化率下降到某一水平時(shí)繼續(xù)通入含砷的煙氣，轉(zhuǎn)化率就不再繼續(xù)下降。 1． 1． 2 砷： 砷在煙氣中是以三氧化二砷（ AS2O3）形態(tài)存在的。 1． 1． 1 塵： 一級(jí)動(dòng)力波入口含塵量的多少取決于熔煉電收塵器工況的好壞，通常在 1～ 2g/Nm3 左右。固態(tài)雜質(zhì)是指在熔煉電收塵器中沒(méi)有被除下仍以固態(tài)形式存在 的物質(zhì)，通稱塵。氣態(tài)雜質(zhì)通常有三氧化二砷（ AS2O3）、氟化物、二氧化硒 SeO三氧化硫（ SO3），水蒸汽（ H2O）、二氧化碳（ CO2）和其它有色金屬的氧化物，硫化物及這些金屬的硫酸鹽。塵的危害首先是會(huì)堵塞管道和設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使生產(chǎn)根本無(wú)法進(jìn)行。煙氣中含砷量的多少與銅精礦含砷量和熔煉生產(chǎn)條件有關(guān)。當(dāng)溫度高于 550℃時(shí)，砷的氧化物則與五 氧化二釩生成揮發(fā)性的化合物 V2O5 1． 1． 3 氟 ： 煙氣中的氟大部分以氟化氫（ HF）的形態(tài)存在，小部分以四氟化硅（ SiF4）形態(tài)存在。但要嚴(yán)格控制進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)煙氣中的水份含量，其主要原因是：（ 1）水份會(huì)稀釋進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)之前的酸沫和酸霧，會(huì)稀釋沉積在設(shè)備和管道表面的硫酸，造成腐蝕。（ 4）水份進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，使催化劑粉化，阻力上升。首先，酸霧因受機(jī)械力（慣性力和離心力等）的作用，沉積 在管道及設(shè)備壁上或凝聚成較大的顆?！?酸沫，酸沫也更易凝集于管道和設(shè)備壁上，從而產(chǎn)生腐蝕。 1． 2 煙氣凈化指標(biāo) 從上述各項(xiàng)雜質(zhì)危害來(lái)看，煙氣凈化的程度愈高愈好，也就是說(shuō)經(jīng)過(guò)凈化后煙氣中的雜質(zhì)含量愈低愈好，事實(shí)上卻受以下兩個(gè)因素所制約： （ 1）煙氣凈化越徹底，往往凈化流程越復(fù)雜，設(shè)備投資和操作費(fèi)用會(huì)越多，這必然受到經(jīng)濟(jì)條件的制約。它們的顆粒大小相差很大。清除這樣粒經(jīng)范圍的雜質(zhì)，一般采用各種洗滌塔。如用濃硫酸吸收水蒸汽分子、達(dá)到煙氣脫水干燥的目的。 1． 4 煙氣凈化原理 1． 4． 1 煙氣中的雜質(zhì)在凈化過(guò)程中的相互關(guān)系 江銅貴溪冶練廠作業(yè)指導(dǎo)書(shū) 文件代碼 JC/GYWILS01 工藝規(guī)范 修改狀態(tài) B0 第 4頁(yè)共 42 頁(yè) 在生產(chǎn)過(guò)程中通常首 先將煙氣中的塵分離掉。三氧化二砷和二氧化硒也會(huì)在洗滌時(shí)因突然冷卻，來(lái)不及被洗掉而成為微小的晶體顆粒懸浮在煙氣中。當(dāng)三氧化二砷和二氧化硒等結(jié)晶首先出現(xiàn)時(shí) ,它們便會(huì)與煙氣中的細(xì)小塵一起成為酸霧的凝聚核心，而被溶解于酸霧中（與此同時(shí)，當(dāng)然會(huì)有相當(dāng)部分的三氧化硫、三氧化二砷，氟化氫和二氧化硒被洗滌液吸收而溶于洗滌液中）。 1． 4． 2 酸霧的產(chǎn)生和清除 我們先弄清幾個(gè)概念問(wèn)題：大氣中都含有一定量的水蒸汽，當(dāng)氣溫降到某個(gè)程度，剛使露水出現(xiàn)，這個(gè)溫度便叫做露點(diǎn)。 當(dāng)氣體溫度下降到露點(diǎn)以下時(shí)，氣體中的水蒸汽含量超過(guò)了飽和值，稱為過(guò) 飽和，溫度再繼續(xù)下降，使過(guò)飽和程度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，超過(guò)飽和的那一部分水江銅貴溪冶練廠作業(yè)指導(dǎo)書(shū) 文件代碼 JC/GYWILS01 工藝規(guī)范 修改狀態(tài) B0 第 5頁(yè)共 42 頁(yè) 蒸汽便開(kāi)始在空間凝結(jié)成細(xì)小液滴，這便是霧。 概括起來(lái)講，生成露是冷的大表面上冷凝的現(xiàn)象，生成霧是空間凝結(jié)的現(xiàn)象。 （ 2）煙氣中水蒸汽是大量存在的。除霧效率隨霧粒徑的增大而提高是一條普遍性的規(guī)律。這時(shí)再經(jīng)過(guò)二級(jí)動(dòng)力波進(jìn)一步降溫、除塵江銅貴溪冶練廠作業(yè)指導(dǎo)書(shū) 文件代碼 JC/GYWILS01 工藝規(guī)范 修改狀態(tài) B0 第 6頁(yè)共 42 頁(yè) 后（保證霧粒有足夠的時(shí)間增大）進(jìn)入電除霧器除去酸霧。此溫度由氣體冷卻塔的冷卻水量及水溫來(lái)控制的，要求是氣體冷卻塔（或電除霧器 ）出口煙氣溫度在 39℃以下。也就是說(shuō)煙氣溫度雖然降下來(lái)了但熱量仍存在煙氣中，稱為絕熱蒸發(fā)冷卻或絕熱降溫。這一步降溫有一定限制：當(dāng)煙氣中的水蒸汽含量達(dá)到了完全飽和時(shí)，煙氣溫度就再也降不下來(lái)了。煙氣經(jīng)過(guò)除塵、降溫、除霧后，煙氣中的水份卻增加了，一般達(dá)到了飽和狀態(tài)。（ 2）在干燥過(guò)程中盡量少產(chǎn)生酸霧或不產(chǎn)生酸霧。組分的含量通常以其蒸汽壓的高低或以克 /標(biāo)準(zhǔn)米 3 來(lái)表示。硫酸液面上的三氧化硫要待酸濃度達(dá) 94%時(shí)，溫度在 100℃的情況下，才有微量顯示。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)硫酸濃度低于 93%時(shí)，所需填料面積隨酸濃度的升高顯著地降低。同時(shí)溫度愈高，生成的酸霧也愈多。出塔酸濃度比進(jìn)塔酸濃度降低的范圍一般控制在 %，酸溫升高不超過(guò) 10℃。尾氣的顏色 是很清淡的。 1． 5 煙氣凈化的基本方法 對(duì)煙氣進(jìn)行凈化的方法有兩種： （ 1）利用煙氣通過(guò)液體層或用液體來(lái)噴灑氣體，使煙氣中的雜質(zhì)得到分離的方法稱為液體洗滌法或濕法氣體凈化。將煙氣冷卻至水蒸汽的冷凝溫度以后，水蒸汽開(kāi)始冷凝，極小的雜質(zhì)微粒就會(huì)起冷凝核心的作用，這樣便可使這些微粒逐漸長(zhǎng)大，易于從煙氣中分離出去。 雙膜理論是什么？簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，在氣液兩相接觸時(shí)其間存在著界面，界面雙方又分別存在著一層穩(wěn)定的氣膜和液膜，一切質(zhì)量和熱量的傳遞必須克服氣膜和液膜阻力后方可進(jìn)行。反之傳質(zhì)速度變慢。 第四，在兩膜中的擴(kuò)散速度，與雙膜 的厚度成反比。 （ 1）提高氣液流動(dòng)速度，使氣膜和液膜變薄更新快，有利于傳質(zhì)過(guò)程的進(jìn)行。但要注意防止由此引起的阻力過(guò)大和帶沫現(xiàn)象，更不能發(fā)生液泛現(xiàn)象。氣 — 液兩相呈高速湍流接觸，接觸表面積大，而且這些接觸表面不斷地得到迅速更新，達(dá)到高效的洗滌效果。該區(qū)為一強(qiáng)烈的湍動(dòng)區(qū)域，其中液體表面更新很快，所以該器既能有效地脫除顆粒，又能有效地清除氣態(tài)污染物，是一種造價(jià)低的急冷器。 逆噴型洗滌器是一種環(huán)形孔板洗滌器。隨氣、液相對(duì)動(dòng)量的大 小而升降。 1． 5． 2 利用電離作用的煙氣凈化 我們利用電離作用來(lái)凈化煙氣的設(shè)備是：用于濕煙氣除酸霧的電除霧器。 1． 5． 2． 4 清洗 附在集酸極上的酸霧或煙塵在集酸極上失去負(fù)電荷，靠自重和水沖洗經(jīng)下部漏斗流入密封罐或一級(jí)動(dòng)力波洗滌器。 江銅貴溪冶練廠作業(yè)指導(dǎo)書(shū) 文件代碼 JC/GYWILS01 工藝規(guī)范 修改狀態(tài) B0 第 12頁(yè)共 42 頁(yè) 在生產(chǎn)硫酸的吸收操作中，這兩種吸收過(guò)程都存在。 （ 2） 穿過(guò)界面的三氧化硫在液相中向反應(yīng)區(qū)擴(kuò)散。 事實(shí)上，氣體中的三氧化硫不可能百分之百被吸收，只有吸收氣體中超過(guò)硫酸相平衡的那一部分三氧化硫，超過(guò)的越多，吸收過(guò)程的推動(dòng)力就越大，吸收速度就越快，吸收率就越高。 2． 2． 1 硫酸濃度的影響 從三氧化硫吸收反應(yīng)方程式中可以看出，吸收三氧化硫似乎可以用水，同時(shí)三氧化硫又能溶解在任何濃度的硫酸水溶液 中。 只有用濃硫酸吸收三氧化硫，才能達(dá)到上述要求，而且以 %為最好，當(dāng)酸的濃度超過(guò)或者低于 %時(shí)吸收效率都是逐步降低的，只有當(dāng)濃度為 %江銅貴溪冶練廠作業(yè)指導(dǎo)書(shū) 文件代碼 JC/GYWILS01 工藝規(guī)范 修改狀態(tài) B0 第 13頁(yè)共 42 頁(yè) 時(shí)，吸收率最高。少部分三氧化硫在氣相中與水蒸汽反應(yīng)，生成硫酸蒸汽后再進(jìn)入酸液中。又因水的蒸發(fā)速度大于硫酸蒸汽的吸收速度，故氣相中硫酸蒸汽的含量逐漸增多，甚至?xí)^(guò)其平衡含量，引起硫酸蒸汽的過(guò)飽和現(xiàn)象。實(shí)踐證明，用于吸收三氧化硫的硫酸濃度越低吸收三氧化硫就越不完全，尾氣煙囪冒出的白煙就越多。因此，在吸收酸濃度超過(guò) %時(shí)，其吸收率是隨著酸濃度升高而降低的。 2． 2． 2 吸收溫度的影響 影響吸收溫度的主要因素是酸溫和氣溫。因此，要有較高的吸收率，酸溫不能過(guò)高。那么，氣體中的三氧化硫就會(huì)有相當(dāng)數(shù)量變成酸霧隨氣流帶走，這無(wú)疑是降低了吸收率。酸溫升高的主要原因是： （ 1）氣體帶入塔內(nèi)的熱量。 （ 2） 吸收反應(yīng)熱。反應(yīng)熱的多少，最終還是決定于吸收三氧化硫的總量。 影響吸收溫度的另一個(gè)因素是進(jìn)塔氣溫。實(shí)踐證明，適當(dāng)提高進(jìn)塔氣體溫度，非但不會(huì)降低吸收率，反而對(duì)吸收有利。 高溫吸收工藝具有下列特點(diǎn)： （ 1）綜合考慮了影響吸收溫度的條件因素，提高了吸收溫度，從而避免了生成酸霧，有利于提高吸收率。這樣，避免生成酸霧，要求注意如下幾點(diǎn)： a. 盡量降低干燥后的氣體含水量，從而達(dá)到有效地降低氣體的露點(diǎn)溫度； b. 提高吸收塔氣體的進(jìn)塔溫度，使進(jìn)塔前的氣體不發(fā)生局部冷凝成酸霧，并使塔內(nèi)的吸收溫度保持在露點(diǎn)以上； c. 提高進(jìn)塔酸溫。 江銅貴溪冶練廠作業(yè)指導(dǎo)書(shū) 文件代碼 JC/GYWILS01 工藝規(guī)范 修改狀態(tài) B0 第 16頁(yè)共 42 頁(yè) （ 2）轉(zhuǎn)化氣以較高溫度進(jìn)入吸收塔，可以省掉三氧化硫冷卻器，從而筒化了工藝流程并相應(yīng)地降低了能耗。 2． 3． 3 循環(huán)酸量的影響 為了較完全地吸收三氧化硫，必須有足夠數(shù)量的循環(huán)酸液做吸收劑。作為填料塔，由于循環(huán)酸量不足，填料表面不能充分潤(rùn)濕，傳質(zhì)狀態(tài)就會(huì)顯著變壞。習(xí)慣上稱此為空塔氣速也稱操作氣速。當(dāng)然，氣速過(guò)小也是不妥的。 （ 3）選用性能優(yōu)越的填料 （ 4）要求在允許的操作氣速范圍內(nèi)運(yùn)行。 接觸法生產(chǎn)硫酸、簡(jiǎn)言之，是經(jīng)過(guò)凈化的二氧化硫氣體，通過(guò)催化劑作用，被氧所氧化，生成三氧化硫，再用水加以吸收，即得硫酸。 SO2+1/2O2 SO3+Q 從這個(gè)方程式可以看出。 大家知道，在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，由于反應(yīng)物（二氧化硫和氧）的濃度很高，沒(méi)有三氧化硫，所以正反應(yīng)速度 很快，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化硫和氧濃度減少，正反應(yīng)速度逐漸減慢，而隨著三氧化硫濃度的增加，逆反應(yīng)速度逐漸變快。各個(gè)組分的濃度稱做平衡濃度。 由于式子兩邊都有 XT 項(xiàng)，所以要用試差法求解。這就是建立兩轉(zhuǎn)兩吸流程的理論依據(jù)。二氧化硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此平衡轉(zhuǎn)化率也隨反應(yīng)溫度的降低而提高。 3． 3． 1 隨著反應(yīng)溫度的降低，平衡轉(zhuǎn)化率雖然可以提高，但是反應(yīng)速度（即一定量的觸媒在一定時(shí)間內(nèi)能夠轉(zhuǎn)化的氣體量）卻下降很快。對(duì)于一定的轉(zhuǎn)化器和一定數(shù)量的催化劑