【文章內(nèi)容簡介】 收 SO3 。 二次轉(zhuǎn)化間增加了吸收 SO3的工藝 ，有利于 SO2更完全轉(zhuǎn)化。 該工藝最終的 SO2轉(zhuǎn)化率可達(dá) 99%。 （二） “ 兩轉(zhuǎn)兩吸 ” 流程 ◆ 兩轉(zhuǎn)兩吸流程的特點 ◆ ① 反應(yīng)速度快，最終轉(zhuǎn)化率高； ② 可用 SO2濃度較高的爐氣； ③ 減輕尾氣污染和尾氣處理負(fù)荷； ④ 需增加一換熱器：一次吸收后需要再加熱到 420℃ 左右才能進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)； ⑤ 動力消耗增加。 ? 二次轉(zhuǎn)化流程主要有（ 2+2）和（ 3+1）型。 ? （ 2+2） 意思是經(jīng) 2段轉(zhuǎn)化后吸收，再經(jīng) 2段轉(zhuǎn)化后進(jìn)行二次吸收。 ? （ 3+1） 意思是先經(jīng) 3段轉(zhuǎn)化進(jìn)行中間吸收，再經(jīng) 1段轉(zhuǎn)化后進(jìn)行二次吸收。典型流程如下圖。 ⅢⅠ ⅣⅡ 四段兩次轉(zhuǎn)化流程 三氧化硫的吸收 吸收原理 ?SO2催化氧化成后，送入吸收工序用發(fā)煙硫酸或濃硫酸吸收，吸收過程可寫為： nSO3(g) + H2O(l) = H2SO4(aq) + (n1)SO3(aq) n1時，生成發(fā)煙硫酸 n=1時，生成無水硫酸 n1時，生成含水硫酸。 濃硫酸吸收過程的影響因素 ? （ 1）吸收酸濃度 ? 用濃硫酸吸收時，不能僅看 SO3的平衡分壓，其主要原因與酸霧生成有關(guān)。 ? 酸濃度較低時， SO3平衡分壓低，但水的平衡分壓卻上升。氣相中水含量越高， SO3與水汽形成酸霧的機(jī)會就越多。 ? 酸霧難于分離，形成后必定要排放，因而造成酸的損失和環(huán)境污染。 ? 當(dāng) [硫酸 ]＞ %時，水的平衡分壓很低，接近于零。但 SO3平衡分壓很高， 吸收不完全 。 ? [硫酸 ]=%，可得到 最大的吸收率。 ? 在 25℃ 時， SO3， H2O， H2SO4的平衡分壓均接近 0，若進(jìn)入吸收系統(tǒng)的氣體干燥，可使吸收率達(dá)到%。 ? 若 [酸 ]過低，吸收不完全 →尾氣排放出口出現(xiàn)酸霧。 ? 若 [酸 ] 過高 →酸霧（尾氣排放口氣體由淺藍(lán)色逐漸變成白色酸霧）。 ? [酸 ]=%，無 酸霧。 T↑ ，吸收率 ↓ 60176。C 80176。C 90176。C 100176。C 120176。C 吸收率% 100 98 吸收酸濃度 /% 95 圖 吸收酸濃度、溫度與吸收率的關(guān)系 ? 溫度與吸收率關(guān)系見上圖： T↑，吸收率 ↓ ? 酸濃度低于或高于 %時，溫度升高使吸收率下降的幅度大。在 %附近，幅度小。 ? 溫度低 ， ↑吸收率。但溫度過低會增加酸冷卻器面積，同時低溫?zé)岵荒苡行Ю谩? ? 溫度過高 ， ↓吸收率， ↑設(shè)備的腐蝕速率， ↑運行成本。 適宜的吸收溫度 ≤50℃ 出塔酸溫 ≤ 70℃ （ 2）吸收酸溫度 ? 溫度低有利于吸收 。 但進(jìn)塔氣溫太低生成酸霧機(jī)會多 ， 對生產(chǎn)不利 。 ? 水蒸氣含量與轉(zhuǎn)化氣露點的關(guān)系如下表 。 若轉(zhuǎn)化中含 SO3 7％ ，含水 ， 露點為 112℃ ， 操作氣溫大于此溫度時才能防止酸霧的生成 。 進(jìn)塔氣溫＞轉(zhuǎn)化氣露點 （ 3）進(jìn)塔氣溫度 水汽含量 /g?Nm3 轉(zhuǎn)化氣露點 /176。 112 121 127 131 135 138 141 表 水蒸氣含量與轉(zhuǎn)化氣露點的關(guān)系 吸收流程 ? 普遍采用的一次吸收流程如右圖。 ? 轉(zhuǎn)化氣從塔底送入，濃硫酸從塔頂噴淋。 進(jìn)塔氣溫度： 140160℃ ，吸收后酸濃度提高 %%，經(jīng)排管冷卻后流入循環(huán)槽，與干燥塔；來的變稀的硫酸混合。 ? 吸收酸同樣要冷卻和稀釋后循環(huán)。 圖 三廢治理 ?SO SO3和酸霧的尾氣 ?固體燒渣和酸泥 ?有毒酸性廢液廢水等 ☆ 尾氣中主要有 SO2，極少量 SO3及 酸霧 ，必須回收，以減少環(huán)境污染。 ☆ 當(dāng)用 兩轉(zhuǎn)兩吸流程 時，轉(zhuǎn)化率達(dá)到 %以上時，廢氣可不處理，直接排放。所以兩轉(zhuǎn)兩吸流程現(xiàn)在廣泛被采用。 ☆ 目前，國內(nèi)主要采用 氨 酸法 處理尾氣。 尾氣中有害物的處理 燒渣的綜合利用 ◆ 鐵的利用◆ ： 硫鐵礦焙燒后有大量燒渣，爐底燒渣含鐵量較低，殘硫較高，一般要處理后才能用于煉鐵。礦塵經(jīng)收集后可以直接用于煉鐵，其中含硫量低。 總之，燒渣處理基本原則是盡量利用它來煉鐵。 根據(jù)礦渣的成份也可用于制 FeCl3,FeSO4,Fe2O3等。特別是礦渣中若含貴金屬如黃金等，則要專門設(shè)計將其提取出來。 ◆礦渣生產(chǎn)水泥◆： 如果鐵含量較少，成份復(fù)雜，煉鐵效益很低時，可以用礦渣生產(chǎn)水泥。 污酸污水污液的處理 ? 生產(chǎn)過程中必定有 廢酸、廢水和廢液 ，并且其中可能含有少量砷、硒、氟等。絕不能隨便排放，必須處理達(dá)標(biāo)后才能排放。若污水量大，治理成本較高，所以目前都推廣環(huán)保型兩轉(zhuǎn)兩吸工藝。 ? 處理方法 ： 加堿中和 ：加石灰石等堿性物質(zhì)中和并將砷氟等有害物質(zhì)除去。 硫化中和 ：主要用于冶煉煙氣產(chǎn)生的污酸處理。一般要先除去鉛再經(jīng)硫化除去銅和砷，最后再中和清液達(dá)標(biāo)排放。 空氣 思考： 從沸騰爐出來的爐氣的成分有哪些 ?是否直接通入接觸室？ 礦渣 思考： 黃鐵礦石為什么要粉碎？為什么要通入強(qiáng)大的空氣流？ 沸騰爐 思考：怎樣選擇適宜的條件 N2 思考： 從接觸室出來的氣體成分是什么？ 溫度： 400至 500攝氏度 壓強(qiáng)： 常壓 催化劑： 五氧化二礬 接 觸 室 思考 : 此處出來的氣體是什么成分 ?說說接觸室中熱交換器的作用 ? 吸 收 塔 思考： 吸收三氧化硫為什么不用水和稀硫酸，而用 %的濃硫酸？濃硫酸為什么必須從塔頂噴下？ 從吸收塔中排出的氣體有那些成分？能否直接排入大氣？ 沸騰爐 接觸氧化室 吸收塔 硫鐵礦 空氣 SO O2 SO O2 SO3 SO O2 %濃硫酸 濃硫酸 小結(jié)： 接觸法制硫酸 SO2的制備（造氣） SO2的催化氧化 SO3的吸收 沸騰爐 接觸室 吸收塔 S+O2=SO2 或 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 2SO2+O2=2SO3 SO3+H2O=H2SO4 化學(xué)反應(yīng)速率理論 速率、平衡理論、熱交換原理 逆流吸收原理 三原理 三階段 三設(shè)備 三反應(yīng) 純堿 ?純堿，又叫碳酸鈉，俗稱“蘇打” ?相對分子量（或原子量） 密 度 熔 點 851℃ 性 狀 白色粉末或細(xì)粒 溶解情況 易溶于水，水溶液呈堿性。不溶于乙醇、乙醚。 其 他 吸濕性強(qiáng)，能因吸濕而結(jié)成硬快。 ?純堿的用途 純堿是一種大噸位化工原料，用途極其廣泛 ? 制造玻璃 ? 制肥皂 ? 硬水變軟水 ? 石油和油類的堿精制 ? 冶煉工業(yè)上的應(yīng)用 ? 化學(xué)工業(yè)上的應(yīng)用 ? 洗滌、印染、漂白及其他 ?生產(chǎn)方法 ? 歷史： ? 18世紀(jì)以前，天然堿、草木灰 → 1791年路布蘭法（食鹽 +硫酸） → 1861年氨堿法（蘇維爾法） → 1942聯(lián)合制堿法（制堿泰斗侯德榜） ，純堿與肥料聯(lián)合生產(chǎn)。 侯德榜 (18901974)，字致本，名啟榮，著名化學(xué)家， “ 侯氏制堿法 ” 的創(chuàng)始人。他為祖國的化學(xué)工業(yè)事業(yè)奮斗 終生，并以獨創(chuàng)的制堿工藝聞名于世界，像一塊堅硬的基石，托起了中國現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的大廈，被稱為 “ 國寶 ” 。 生產(chǎn)方法 氨堿法 生產(chǎn)純堿 聯(lián)堿 堿法 生產(chǎn)純堿（侯氏法） ? 1861年比利時人蘇維爾提出此法。 ? 原料：食鹽，石灰石，焦炭，氨。 ? 優(yōu)點：原料來源方便，質(zhì)量好，成本低，連續(xù)生產(chǎn)。 氨堿法制純堿 氨堿法制純堿生產(chǎn)步驟 氨堿法制備純堿是以 氯化鈉 (NaCl)和 碳酸鈣 (CaCO3)為原料：①石灰石的煅燒和石灰乳的制備。碳酸鈣經(jīng)過焙燒產(chǎn)生 CO2和CaO， CO2作為制取純堿的原料， CaO則與水反應(yīng)生成石灰乳。 ②氨鹽