化學(xué)工藝學(xué)教案(編輯修改稿)
2025-06-27 06:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 體 詳見P141表64 硫鐵礦的焙燒反應(yīng)2FeS2 = 2FeS + S2 – QS2 + 2O2 = 2SO2 + Q4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2 + Q總：4FeS2 +11 O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + 3411kJ 硫鐵礦焙燒操作條件 （1）溫度：一般控制在850~950 oC較為適宜 （2）硫鐵礦粒度：一般控制顆粒直徑在3~6mm以下 （3）氧濃度：以空氣中氧濃度為適宜 注意各操作條件過大和過小的影響 P142。概念：（1）控制步驟（硫化亞鐵的焙燒反應(yīng)是整個(gè)過程的控制步驟） （2）宏觀動(dòng)力學(xué)的氣固相擴(kuò)散（硫化亞鐵的焙燒反應(yīng)速率取決于氧氣通過硫化亞鐵固體粒子表面的擴(kuò)散速率） 沸騰焙燒爐的構(gòu)造和操作原理四、爐氣的凈化和干燥 爐氣凈化的目的和凈化原理 爐氣凈化的目的 爐氣成分：SO2，O2，N2，As2O3， Se2O3， HF，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)e3O4，H2O，粉塵等 凈化的目的：盡可能的除去SO2和O2以外的其他雜質(zhì) 爐氣凈化的原理 重力沉降 174。 旋風(fēng)分離器 174。 電濾器 注意各凈化能力大?。≒145） 爐氣凈化的流程與設(shè)備 水洗凈化流程與設(shè)備 爐氣的干燥 爐氣干燥原理和工藝條件 爐氣干燥劑：濃硫酸 淋灑酸的濃度和溫度：93%~95%的硫酸，溫度一般在45 oC 以下 淋灑酸的淋灑量：以干燥塔用f50mm*50mm瓷環(huán)亂堆計(jì)，淋灑酸密度在12~15m3(m2h)1 爐氣干燥流程和設(shè)備 爐氣干燥流程參見P146圖64 概念：（1）淋灑密度 （2）填料塔，填料五、二氧化硫的催化氧化 化學(xué)平衡和平衡轉(zhuǎn)化率（參見P149~150） 催化劑和催化氧化反應(yīng)速率 目前硫酸工業(yè)中常用的催化劑——釩催化劑 主催化劑——V2O5；助（輔）催化劑——K2O； 載體——硅藻土（SiO2）。 氣固相催化氧化過程： （1）~（4）P151 最佳工藝條件 溫度——以反應(yīng)速率最大為準(zhǔn)； SO2的起始濃度——以硫酸生產(chǎn)總費(fèi)用最低為準(zhǔn)； 最終轉(zhuǎn)化率——以硫酸生產(chǎn)總成本最低為準(zhǔn)。 SO2催化氧化設(shè)備——接觸室 SO2催化氧化的工藝流程1 中間換熱式四段轉(zhuǎn)化流程2 兩轉(zhuǎn)兩吸工藝流程催化劑：五氧化二礬（V2O5）溫度：400至500攝氏度壓強(qiáng)：常壓六、三氧化硫的吸收 吸收原理和操作條件原理：nSO3 + H2O = H2SO4 + (n1) SO3%的硫酸溶液來吸收三氧化硫。條件：（1）%，濃度過低導(dǎo)致水蒸氣分壓過大，SO3易在氣相中形成酸霧；濃度過高導(dǎo)致SO3分壓過大，不利于吸收。（2）吸收酸溫度 進(jìn)塔溫度163。50 oC，出塔溫度163。 70 oC。（3）SO3氣體溫度 140~160 oC。 三氧化硫吸收工藝流程和設(shè)備七、接觸法生產(chǎn)硫酸的全流程 接觸法生產(chǎn)硫酸的全過程包括：二氧化硫爐氣的制備；二氧化硫爐氣的凈化；二氧化硫的催化氧化（轉(zhuǎn)化）；三氧化硫的吸收。 “文、泡、電”水洗凈化兩轉(zhuǎn)兩吸生產(chǎn)工藝流程 詳見P158八、硫酸生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（1）燒出率：硫礦石中所含硫分在焙燒過程中被燒出來的百分率；（2）凈化收率： SO2爐氣在凈化過程中硫的收率；（3）轉(zhuǎn)化率：SO2轉(zhuǎn)化為SO3的百分率；（4）吸收率： SO3在吸收過程中被吸收生成硫酸的百分率；（5）產(chǎn)酸率：礦石中的硫被制成硫酸部分所占的百分率；（6）硫的利用率：礦石中的硫被利用制成各種硫產(chǎn)品總的百分?jǐn)?shù)；（7）產(chǎn)品的消耗定額：每生產(chǎn)1噸100%的硫酸在整個(gè)生產(chǎn)過程中總的消耗。 熱能的回收利用 P160 “三廢”治理和環(huán)境保護(hù)（1）廢渣的利用；（2）污水的處理；（3）尾氣的消除： 采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝流程； 采用尾氣回收。作業(yè)與思考題作業(yè)：
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