【文章內(nèi)容簡介】 體捕集，細的塵粒進入泡沫層中，絕大部分在泡沫層中被除去。 冶煉煙氣制酸 ? 煙氣凈化工藝選擇的原則 ? (1)先大后小 ? （ 2）先固液后氣體，先重后輕。 ? 煙氣凈化原理 ? (1)煙氣中雜質(zhì)在凈化過程中的行為 ? （ 2）酸霧的產(chǎn)生和清除 ? （ 3）煙氣的冷卻和除熱 ? 煙氣凈化的基本方法 ? 兩種方法 冶煉煙氣制酸 ? 根據(jù)煙氣凈化的原理、煙氣濕法凈化的基本方法分兩種： ? 利用煙氣通過液體層或用液體來噴灑氣體，使煙氣中的雜質(zhì)得到分離 ? 利用煙氣通過高壓電場，使懸浮雜質(zhì)荷電并移向沉淀極而分離。 冶煉煙氣制酸 ? 煙氣凈化工藝流程 ? 凈化工序四個任務： ? 1除塵 :清除固態(tài)懸浮物 ? 2除霧：清除液態(tài)微粒 ? 3吸收：清除氣態(tài)有害物質(zhì)，如鹵化氫 ? 4除熱：對原料氣降溫除熱。 ? 凈化工序的主要設(shè)備是洗滌設(shè)備，除霧設(shè)備和除熱設(shè)備。 冶煉煙氣制酸 ? 洗滌設(shè)備 :空塔、泡沫塔、文氏管、噴灑洗滌器和動力波洗滌器。 ? 除霧設(shè)備 :電除霧器、文丘里管 ? 除熱設(shè)備 :間接冷凝器、稀酸冷卻器。 ? 一般按凈化工序氣流的方向主要設(shè)備是：兩級洗滌設(shè)備加上一級或兩級除霧設(shè)備，除熱設(shè)備裝在第二洗滌設(shè)備的洗滌液循環(huán)回路上，或第二洗滌器后。 冶煉煙氣制酸 ? 酸洗凈化工序流程： ? 兩塔兩電凈化流程 ? 250280176。 含 SO2高溫煙氣首先并流式進入空塔 填料塔 兩極電除霧器工藝流程 ? 動力波洗滌凈化流程 ? 250280176。 含 SO2高溫煙氣進入一級動力波洗滌器，絕熱冷卻降溫及洗滌除去雜質(zhì) ——再進入氣體冷卻塔，進一步冷卻降溫除雜 ——通過第二級動力波洗滌器進一步去除煙氣中的砷、氟等雜質(zhì)，同時在洗滌時增大酸霧顆粒 ——電除霧器除去酸霧，經(jīng)過兩級電除霧，煙氣中酸霧含量降低到 5mg/m3以下，凈化后的煙氣送往干燥塔。 冶煉煙氣制酸 ? 動力波洗滌凈化流程特點： ? 捕塵效率高 ? 允許氣量波動范圍大 ? 污酸處理負擔少 ? 電除霧器的負擔小 ? 達到了傳熱傳質(zhì)的目的 ? 操作簡單。 冶煉煙氣制酸 ? ? 冷卻塔 ? 空塔，凈化工序第一級洗滌設(shè)備。鋼板卷制外殼，內(nèi)襯鉛和耐酸磚。除塵效率是 6080%，除霧效率是 60%以下。 ? 填料洗滌塔 ? 玻璃鋼填料冷卻塔是一種比較典型的凈化用填料洗滌塔。塔底采用樹脂砂漿填成斜底結(jié)構(gòu)，上覆蓋玻璃鋼覆蓋層，斜底結(jié)構(gòu)減少酸泥沉積。方便塔底清理和檢修。玻璃鋼體機械強度高，結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀。 冶煉煙氣制酸 ? 電除霧器 ? 按效率分：普通型、高效型和高速高效型三類。 ? 按材質(zhì)分：鉛制、塑料制和導電玻璃鋼制三種 ? 按沉淀極形狀分：管式、板式和蜂窩式三種。 ? 動力波洗滌器 ? 逆噴型、泡沫塔性和帶混合元件的動力波洗滌劑。 冶煉煙氣制酸 ? ? 工藝控制指標 ? 空塔入口氣溫： 250280176。 ? 空塔出口氣溫： 5565176。 ? 電霧進口氣溫： 42 176。 左右 ? 一級電除霧器出口含酸霧量 〈 ? 二級電除霧器出口含酸霧量 〈 冶煉煙氣制酸 ? 煙氣凈化的操作 ? 一、正常操作調(diào)節(jié)要點 ? 干燥塔入口煙氣溫度的調(diào)節(jié) ? ①調(diào)節(jié)第一第二洗滌塔的循環(huán)酸量 ? ②調(diào)節(jié)稀酸冷卻器等冷卻設(shè)備的冷卻水量 ? ③定期對冷卻設(shè)備進行清洗 ? ④調(diào)節(jié)脫氣塔氣體送入部位 冶煉煙氣制酸 ? 循環(huán)酸濃度的調(diào)節(jié) ? 系統(tǒng)壓力的控制 ? 電除霧器的電壓和電流的調(diào)節(jié) ? 三、凈化開車操作 ? 四、凈化停車操作 ? 五、凈化應急事故處理 冶煉煙氣制酸 ? ? 在一定溫度下，通過觸媒催化，使煙氣中二氧化硫與氧化合生成三氧化硫，即二氧化硫的轉(zhuǎn)化。 ? ? 一、二氧化硫氣體轉(zhuǎn)化反應及該反應平衡特點 ? SO2 + 1/2O2 ≒ SO3 ? 把握四個特點： ? SO2轉(zhuǎn)化反應是一個可逆反應。是一個動態(tài)平衡。同時進行 SO2氧化和 SO3分解反應。 ? 轉(zhuǎn)化率的概念： ? X=PSO3/(PSO2+PSO3 ) 冶煉煙氣制酸 ? 平衡轉(zhuǎn)化率的概念：反應到達平衡時的轉(zhuǎn)化率。 ? XT=(PSO3 )T /〔 (PSO2) T +(PSO3) T〕 ? SO2轉(zhuǎn)化反應是一個體積縮小的反應 ? SO2轉(zhuǎn)化反應是一個放熱反應 ? SO2轉(zhuǎn)化反應是一個需要催化劑進行催化的反應。觸媒或接觸劑。 冶煉煙氣制酸 ? 二、 二氧化硫氣體轉(zhuǎn)化時的溫度、壓力及起始成分效應 ? SO2轉(zhuǎn)化反應是一個放熱反應，降低溫度會使平衡轉(zhuǎn)化率提高。 ? 溫度 ↑→ 平衡轉(zhuǎn)化率 ↓→ 反應速度 ↑ ? 反應速度 ↑ 隨 溫度 ↑ 的倍數(shù)相當大，因此提高反應溫度可使 SO2轉(zhuǎn)化數(shù)量增加很多，能大幅度提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。 冶煉煙氣制酸 ? 起然溫度。 ? 使觸媒不能起催化作用的最低限度的溫度 ? 釩觸媒的起然溫度一般在 380420176。 之間。 ? 具體措施： ? 通過分段轉(zhuǎn)化，控制不同的轉(zhuǎn)化溫度來實現(xiàn)較高轉(zhuǎn)化率和較快的反應速度。 ? 反應初期：在較高的溫度下轉(zhuǎn)化，具有較大的反應速度。 ? 反應后期：在較低的溫度下轉(zhuǎn)化，獲得最高的轉(zhuǎn)化率。 冶煉煙氣制酸 ? SO2轉(zhuǎn)化時的壓力效應 ? 體積縮小的反應，壓力 ↑→ 平衡轉(zhuǎn)化率 ↑ 。 ? 考慮加壓需要動力消耗。 ? SO2轉(zhuǎn)化時的氣體起始成分效應 ? 一定溫度和壓力下，起始氣體成分中 O2含量越多， SO2含量越少，平衡轉(zhuǎn)化率越高。 ? 去除反應中生產(chǎn)的 SO3含量，有利于正反應的進行。提高轉(zhuǎn)化率。 ? 兩轉(zhuǎn)兩吸工藝的理論基礎(chǔ)： 冶煉煙氣制酸 ? 三、 SO2轉(zhuǎn)化反應速度和接觸反應理論 ? SO2轉(zhuǎn)化反應速度 ? 反應活化能的概念：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。 因此， ? 反應活化能愈高，具有或超過這一能量的分子愈少，反應速度愈慢。反之則愈快。 ? 在反應壓力和反應物濃度一定情況下， 提高反應速度的兩個辦法： ? 一是提高反應溫度，使反應物分子能量提高，加快反應速度 ? 二是采用觸媒。生成 “ 表面中間化合物 ” 。同樣溫度條件下反應大大加快。 冶煉煙氣制酸 ? SO2轉(zhuǎn)化接觸反應的理論 ? 一是吸附理論 ? 二是中間化合物理論 ? SO2在固體觸媒上轉(zhuǎn)化成 SO3的過程，即觸媒的催化作用，可以分為四步進行： ? （ 1）觸媒表面的活性中心吸附氧分子，使氧分子中原子鍵的鍵斷裂成為活潑的氧原子。 ? （ 2）觸媒表面的活性中心吸附 SO2分子。 ? （ 3）被吸附的 SO2分子和氧原子間進行電子重新排列，化合生成 SO3分子。 ? （ 4） SO3分子從觸媒表面脫附下來進入氣相。 冶煉煙氣制酸 ? 二氧化硫的轉(zhuǎn)化 ? 、特征和性能 ? 含有 7%12%五氧化二釩，這是具有催化活性的主體成分。需要加入一定量的堿金屬鹽。通常稱為促進劑或助催化劑。一般采用 K2SO4 。 還有大量的 SiO2 ，作載體。一般采用硅藻土或硅膠。 ? 釩觸媒的形狀：圓柱形、環(huán)柱形、翅環(huán)狀。 ? 溫度對觸媒的影響： 400470176。 ，溫度對觸媒的影響規(guī)律、 ? 觸媒的活性溫度范圍： 冶煉煙氣制酸 ? 觸媒的起然溫度低些的優(yōu)點： ? （ 1）氣體進入觸媒層前預熱的溫度較低 ? （ 2）觸媒在溫度較低仍有較好的活性 ? （ 3）可提高觸媒的利用率。 ? 觸媒的耐熱溫度：觸媒活性溫度的上限 ? ? 多相催化過程。 ? 觸媒顏色判斷： ? 1）觸媒表面呈黃色或棕黃色 ? 這是觸媒的正常顏色，黃色表示五價釩 (五氧化二釩 )存在，觸媒在使用前后和使用過程中呈現(xiàn)黃色或棕黃色都是活性正常的標志。 冶煉煙氣制酸 ? 2）觸媒表面呈綠色或藍綠色 ? 釩觸媒中的釩只有處于五價 (V2O5形態(tài) )狀態(tài)才具有活性。觸媒表面出現(xiàn)綠色或藍綠色，是四價釩 (硫酸氧釩 VOSO4)存在的標志。一般說來，這種顏色是無害的。只要通以高于 400℃ 的熱空氣即可轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色而恢復活性。經(jīng)驗表明，四價釩化合物與五價釩化合物相比．與之相平衡時的水蒸氣分壓要低得多，即綠色觸媒更容易受潮，所以觸媒變成綠色或藍綠色，貯存保管時要更加注意。但如果綠色或藍綠色的舊觸媒，因在空氣中長時間吸潮或被水淋過，組分中的硫酸氧釩和堿金屬鉀鹽會被水溶解而析出，這樣就不宜再使用了。 冶煉煙氣制酸 ? 3）觸媒表面呈白色 ? 進入轉(zhuǎn)化器中氣體中含砷量過高，含有的四氟化硅和水汽量過高，觸媒局部過熱而發(fā)白。 ? 4）觸媒表面呈黑色 ? 下面四種情況都會使觸媒變成黑色。 ? ① 在 500～ 600℃ ，氣體中缺氧而有一氧化碳和大量二氧化硫存在時，使部分 V2O5變成 V2O4，生成K2OV2O4V2O5復鹽，呈黑色。這時活性稍降低，也可用高于 400℃ 的熱空氣吹觸媒，使其恢復至正?；钚院笞?yōu)辄S色。 ? ? 冶煉煙氣制酸 ? ② 當氣體中含氟化氫較多時，氟化氫與觸媒中的二氧化硅起反應生成四氟化硅，這部分釩觸媒在較低溫度下氧化二氧化硫時，其中部分 V2O5還原成V2O4，生成的 K2OV2O4V2O5 復鹽 (黑色 )，與第一種情況相同。 ? ③ 當有大量硫蒸氣在觸媒表面燃燒，溫度高于700℃ ，這時 V2O5被還原成黑色的 V2O3，活性顯著降低。 ? ④ 當轉(zhuǎn)化器內(nèi)部未襯耐火材料，而是鋼板與觸媒直接接觸時，觸媒成黑色或黑紫色是常見的。這是因為靠近鋼板的部分觸媒中的 V2O5在冷卻過程中被鐵還原所致，不過它的活性并不降低。 冶煉煙氣制酸 ? 5）觸媒表面呈發(fā)亮的紫黑色 ? 當大量硫蒸氣在觸媒表面燃燒，溫度超過 800℃ ，V2O5被還原成 V2O3，同時觸媒中的硫酸鉀和硫酸鈉分解成氧化鉀和氧化鈉并與載體中的二氧化硅熔融成為 Na2SiO3K2SiO3(鉀玻璃 )，包在觸媒的外面，便呈發(fā)亮的紫黑色。這時觸媒的物理結(jié)構(gòu)被破壞了，活性幾乎全部喪失而且無法恢復。 ? 觸媒顏色的變化是復雜的，特別是在不同的溫度和氣體組分的條件下，因此單從顏色來判斷觸媒活性只能作為參考依據(jù)并不可靠，確切的數(shù)據(jù)需要通過檢測。 冶煉煙氣制酸 ? 觸媒性能對于 SO2轉(zhuǎn)化反應起著關(guān)鍵作用，因此在觸媒的使用和維護中要注意解決一些問題，防止對觸媒造成不必要的損壞。 ? 1）注意防潮 新的或用過的釩觸媒，其中都含有微量游離硫酸 (新觸媒由于經(jīng)過二氧化硫的預飽和，殘留下的三氧化硫生成游離硫酸 )和大量堿金屬硫酸鹽，從空氣中很容易吸收水分，使其機械強度和活性降低。因此在裝填或篩換觸媒時，要盡量縮短時間，潮濕天和陰雨天不宜進行裝卸觸媒的工作，以防吸潮。 冶煉煙氣制酸 ? 2）停工前要吹凈 ? 長期停工之前，應用高于 420℃ 的干燥空氣吹觸媒，將殘留在觸媒微孔中的二氧化硫、三氧化硫盡可能吹凈，分析吹出氣體中的三氧化硫加上二氧化硫的量小于 ％時為止。 冶煉煙氣制酸 ? 3）新觸媒開車通氣時要進行 “ 硫化飽和 ” 防止超溫 觸媒在制造過程中雖已經(jīng)過二氧化硫預飽和，用于工業(yè)生產(chǎn)不會因氧化鉀和三氧化硫作用生成硫酸鉀而產(chǎn)生大量的中和熱，但是在轉(zhuǎn)化開車時，當溫度達到 400℃ 以上，通入二氧化硫氣體時，觸媒層溫度總要突躍一下。這主要是由于二氧化硫、氧分子在觸媒表面被吸附時放出的大量吸附熱和生成焦硫酸鹽的反應熱。因此在開車升溫中，剛通入二氧化硫氣體時，要注意二氧化硫濃度應低一些，氣量要小一些，以免發(fā)生熱量過大而使觸媒層超溫燒壞觸媒。根據(jù)一般經(jīng)驗，新觸媒升溫進入轉(zhuǎn)化器煙氣 SO2濃度控制在 4％左右，氣量控制在正常氣量的 60％以下為宜。 冶煉煙氣制酸 ? 4）不輕易提高進氣溫度 ? 操作溫度越高，觸媒活性衰退越快，升溫操作一段時間后即使再降低溫度操作，其活性也無法恢復到原有的水平。因此，正常情況下，一年內(nèi)提高進氣溫度不得超過 5℃ 。一般第一段觸媒應保證轉(zhuǎn)化率 70％以上，如果一段觸媒在使用一段時問后轉(zhuǎn)化率有所降低，但最終轉(zhuǎn)化率無甚影響，則不要立即提高一段進氣溫度，以免縮短觸媒壽命。 冶煉煙氣制酸 ? 篩換觸媒要注意事項（一）