【正文】 ，硫化物及這些金屬的硫酸鹽。第二節(jié) 爐氣凈化工藝原理一、爐氣凈化目的 焙燒工序送來的爐氣，除含有大量的氮氣（N2），二氧化硫（SO2）和氧氣（O2）外，還含有一些固態(tài)和氣態(tài)的有害物質(zhì)。（5）、遇到復(fù)雜情況一時難以掌握，譬如原料突然改變配比，含硫量與粒度相差很大，通常風量開大一些，礦減一些（如果爐底壓力不低的話）等排渣顏色變紅（棕紅）再逐步調(diào)節(jié)風量礦量。（3）、爐溫一般與SO2氣濃成正比。注意事項（1）、爐內(nèi)負壓過大，爐底壓力不易升高，不宜開大爐底風，應(yīng)先設(shè)法把系統(tǒng)抽氣量減小。通常適當調(diào)節(jié)二次風與爐底風量比，但會使沸騰層溫度升高，調(diào)節(jié)不好，強度會有所降低。通常，它的風量調(diào)節(jié)要特別注意，不宜開得過大并掌握好爐內(nèi)平均粒度的變化和壓力的控制，如果不注意往往易將爐內(nèi)料層吹薄，從而影響流化質(zhì)量。（6）、如爐出口礦灰呈黑色，爐底渣呈紅色，可開大二次風減少爐底風。（4）、隨著爐氣中SO2濃度升高，雖然SO3下降，但由于過剩O2減少，會產(chǎn)生升華硫，帶入后續(xù)系統(tǒng)，造成不良后果，%。因此可利用氧濃來控制SO2氣濃。（2）、采用21%的含氧空氣焙燒。如果焙燒過程中控制一定的空氣量，進行高負荷運行。爐氣SO2濃度 沸騰爐出口SO2濃度的高低，決定于爐內(nèi)的硫量與空氣量。副作用有：①從氣泡通過料層的運動來看，氣泡厚度隨著料層高度增加而增厚，小氣泡在上升過程中逐步匯合成大氣泡，故隨料層增厚，由氣泡產(chǎn)生和崩裂所引起的壓降脈動增大，物料分層現(xiàn)象加重，從而影響料層的均勻混合。d、對生產(chǎn)條件改變，如負荷的變化或原料品位、水分變化時，適應(yīng)性強，不易發(fā)生原料堆積事故。b、爐內(nèi)熱容量大，對溫度調(diào)節(jié)和余熱利用有利。（4） 爐底壓力，照理論上分析并不需要維持很高，因為當爐內(nèi)料層厚度達200300mm時就可形成正常的沸騰條件，即沸騰層高度大致可達400500mm，然而實際操作中維持的條件遠較此值為大。 如果用控制出渣量的辦法來調(diào)節(jié)，也就是采用間斷排渣的方法來掌握爐底壓力也是可以的，其負作用有①易造成爐子操作波動，破壞正常操作條件。但是爐內(nèi)礦渣是大紅色，且較粗，這時若增加投礦量，由于爐溫增高，硫分的增加，礦渣流動性能變好，排渣量自行增大，爐底壓力反會下降。但爐子產(chǎn)生冷灰的情況下要反其道行之，主要考慮氣體帶出細灰量的多少了。但開風后它可以使沸騰層高度增加，或者說使膨脹比R增大。（1）在爐料良好沸騰的范圍內(nèi)，風量大小雖不能決定沸騰層阻力的多少，當加大風量的時候，爐底壓力立即上升到某一個值，然后逐步下降。但同爐內(nèi)流速無關(guān)。爐底壓力， 主要考慮分布皿器和沸騰層的阻力。但操作中用它來調(diào)節(jié)爐溫效果不大。開風，爐溫還會增高，關(guān)風，爐內(nèi)物料會結(jié)團，粒度增粗，嚴重時會“冰結(jié)”結(jié)疤而造成事故，一般須待溫度正常后再作調(diào)節(jié)。（2）當爐內(nèi)呈Fe2O3紅渣狀態(tài)時，就不宜再增加風量，如果這時再開大風量，爐溫不僅不會上升而且將降低爐氣SO2濃度，爐內(nèi)平均粒度增粗，爾后減少風量時，就可能會造成爐內(nèi)粗粒沉底，產(chǎn)生冷灰。 正常操作應(yīng)注意四點：（1）在爐內(nèi)反應(yīng)不完全時，也就是大部分呈Fe3O4黑渣時，不要隨便減少風量。如果爐內(nèi)大部分已燒成Fe2O3反應(yīng)較完全，則這時增加風量，爐溫不僅不會上升反而會下降?？捎迷鰷p礦量調(diào)節(jié)。另一種是過剩空氣不足時，生成Fe3O4黑渣反應(yīng)，這一反應(yīng)常伴有一部分FeS生成，這時多投礦增加爐內(nèi)硫分，燃燒反應(yīng)不完全，一部分FeS2分解成FeS，需要吸收熱量，因而爐溫不僅不會上升反而會下降。一般來講，投入爐內(nèi)原料中硫分增多，反應(yīng)熱增加，爐溫上升。由于沸騰層內(nèi)各點的溫差不大，而且只要局部條件改變，都可以調(diào)節(jié)整個床層溫度的作用，控制比較容易。在上部空間還設(shè)有二次、三次風裝置，其目的是向爐內(nèi)補充空氣而使礦灰和單質(zhì)硫在空間加速燃燒。在硫酸廠生產(chǎn)中，通常在相應(yīng)沸騰層高度的爐壁上設(shè)置冷卻水箱，以除去余熱。過低，則當爐子的負壓不足時容易冒煙，惡化環(huán)境；過高，會造成一部分細礦在沸騰層以上懸浮焙燒，降低燒出率。通常把排渣口的高度看作是沸騰層的高度。為了保證在整個爐子截面上沒有風吹不到的死角，風帽的排列要均勻，一般為六角形排列，最外兩層可采用同心圓排列，間距為140170毫米，風帽小孔必須仔細加工。分布板和風帽 分布板是帶有圓孔的鋼制花板，其上插有風帽。風室 它由鋼板焊制成圓錐形或圓筒形，鼓入沸騰爐的空氣先經(jīng)過它然后均勻地通過分布板上升至沸騰層。粒度(目)+120+200+275+400400249。如前所述，對于普通硫鐵礦。因為，入爐礦的粒度過小，非但增加原料破碎的工作量，而且，粒度越小，爐氣帶出的礦塵越多，增加凈化負荷。生成的二氧化硫也不能很快地離開，即減慢了傳遞速度，使在一定的停留時間內(nèi)，硫鐵礦中的硫來不及燃燒完全，因而排出的礦渣殘硫增加。礦石粒度越小，單位重量礦石的接觸表面越大，空氣污染中的氧就能充分與礦粒表面接觸，并易于達到礦粒的內(nèi)部，生成的二氧化硫也能很快地離開，擴散到氣流中去，即有較快的傳遞速度。（2）、礦石粒度 硫鐵礦的分解速度雖然與礦石粒度大小無關(guān)，但分解生成的一硫化鐵的燃燒速度卻與礦石的粒度有很大關(guān)系。礦塵雖然粒度很小，容易燃燒，但因為它在爐內(nèi)的停留時間通常只有幾秒到十幾秒鐘，較礦渣的停留時間短得多，所以礦塵的殘硫更高。生產(chǎn)實踐表明，當爐溫超過850℃時，一硫化鐵燃燒反應(yīng)才能進行得比較完全，%以下，900℃以上，%。據(jù)研究，普通硫鐵礦的著火點為402℃，磁硫鐵礦為420℃。從理論上說，當硫鐵礦達到某一溫度即其著火點時，就開始燃燒。 二硫化鐵分解出來的硫和一硫化鐵隨即與周圍空氣中的氧進行燃燒，其中硫的著火溫度為248261℃，因此，只要周圍有充足的氧氣，在不很高的溫度條件下，它就可以燃燒得比較完全。影響硫鐵礦燃燒速度的因素主要為溫度和礦石粒度。燒出率是指礦石中所含的硫被燒出來的百分率。所以,硫鐵礦焙燒是放熱反應(yīng), 可以靠本身的反應(yīng)熱來維持所需的焙燒溫度。二、焙燒反應(yīng)基本原理硫鐵礦焙燒主要化學反應(yīng) 硫鐵礦焙燒過程中的化學反應(yīng)很多，但主要的是二硫化亞鐵的燃燒反應(yīng)。原料“三穩(wěn)定”是沸騰焙燒穩(wěn)態(tài)操作的前提。)%。)偏高約10%。)%。8 主要技術(shù)經(jīng)濟指標 序號項 目單 位指 標備 注1硫精礦水份wt%≤122入爐后含硫%30503燒出率%≥4凈化率%≥5吸收率% ≥6轉(zhuǎn)化率%≥7總硫利用率%≥968灰渣殘硫%≤9尾氣中含SO2PPm≤30010尾氣中含酸霧mg/Nm3≤30第二章 硫鐵礦制酸主要工藝原理第一節(jié) 沸騰焙燒工藝原理一、對原料的要求及沸騰焙燒工藝優(yōu)點 我廠焙燒原料為德銅選礦副產(chǎn)品硫精砂，其主要成分為二硫化鐵（FeS2）。DCS供電要求設(shè)置不間斷電源(UPS)。動態(tài)元素更新時間≤1秒。該系統(tǒng)具有豐富的運算控制功能，邏輯運算功能，極高的控制品質(zhì)，便于集中監(jiān)視和操作，監(jiān)視直觀清晰，系統(tǒng)擴散性好，易于改善控制方案，具有診斷和相應(yīng)的保護功能，控制站的硬件冗余，總體不小于1:10，重要控制回路應(yīng)為1:1，與操作站的通訊冗余為1:1。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上應(yīng)使數(shù)據(jù)采集功能和控制功能分布在各個不同的模塊上，以有效地分散各種由于意外發(fā)生而造成對整個系統(tǒng)的危害。 為了保護爐水和蒸汽的品質(zhì)，本工段配備了一套爐水加藥裝置以控制水質(zhì)。由于其它裝置沒有用汽需求，所以采用3000kW凝汽式發(fā)電機組，14t/。給水經(jīng)過和高溫爐氣換熱后，在汽包主蒸汽口產(chǎn)出飽和蒸汽，飽和蒸汽在經(jīng)過高、 450℃中壓過熱蒸汽14t/h。另一路給水供給高溫過熱器兩級之間的噴水減溫器。再生劑采用鹽酸及氫氧化鈉溶液，酸堿廢水排至硫酸裝置外污水處理站。脫鹽水出力為15t/h。（5）轉(zhuǎn)化器內(nèi)充填觸媒，為確保S02的環(huán)保排放指標，%以上，從國外引進低溫釩催化劑。 （3）轉(zhuǎn)化工序生產(chǎn)和停產(chǎn)檢修加熱空氣利用第二吸收塔出口的熱 煙氣循環(huán)使用，利用其中一部分余熱，以利節(jié)省燃料。 轉(zhuǎn)化工序的主要特點： （1）為了提高總轉(zhuǎn)化率，減少尾氣排放的S02量，提高煙氣中的 硫利用率，應(yīng)用3+1式雙接觸轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化煙氣換熱流程采用Ⅲ I—ⅥII流程。為了調(diào)節(jié)各段催化劑層的進口溫度，設(shè)置了必要的副線和閥門。5 轉(zhuǎn)化工序經(jīng)干燥塔金屬絲網(wǎng)除沫器除沫后，SO2濃度為~%的爐氣進入二氧化硫鼓風機升壓后，經(jīng)第III換熱器和第I換熱器換熱至~430℃，進入轉(zhuǎn)化器。 （7）干吸塔捕沫器設(shè)計，為減少干吸塔酸沫的帶出，減輕對S02主鼓風機及轉(zhuǎn)化系統(tǒng)冷熱交換器的腐蝕，減少最終吸收塔出口尾氣酸霧量，干燥塔、二吸塔采用絲網(wǎng)除沫器，一吸收塔采用纖維除沫器。 （5）濃酸冷卻器的設(shè)置設(shè)計，配置于泵后，提高了傳熱效果，使換熱面積相應(yīng)減少，酸管道可縮短，降低工程造價。 （3）采用臥式泵槽與蝶型底干吸塔相配，出塔酸由泵槽封頭底部進入槽內(nèi)，正常生產(chǎn)時塔底不存酸，事故停車時可相應(yīng)利用塔底貯存 部分酸，這樣一則相配的泵槽容積可減少，二則槽底進酸不會沖擊內(nèi)襯磁磚，三則內(nèi)襯磁磚受力均勻，四則節(jié)省造價。串酸量由干燥酸濃度控制。串酸量由干燥泵槽液位控制。 （2）串酸方式的設(shè)計，省去了成品酸脫吸系統(tǒng)，同時減少了尾氣 排放中的S02濃度。 循環(huán)酸的冷卻采用316L不銹鋼管殼式陽極保護冷卻器，干燥循環(huán)酸冷卻設(shè)置一臺，一吸收、二吸收循環(huán)酸冷卻設(shè)置—臺。采用低位高效干吸工藝技術(shù)，采用一級干燥、二級吸收、循環(huán)酸泵后冷卻工藝與雙接觸轉(zhuǎn)化工藝相對應(yīng)。第一吸收塔和第二吸收塔均為填料塔，第一吸收塔和第二吸收塔共用一個酸循環(huán)槽，淋灑酸濃度為98%，吸收SO3后的酸自塔底流入吸收塔循環(huán)槽混合，加水調(diào)節(jié)酸濃至98%，然后經(jīng)吸收塔循環(huán)泵打入吸收塔酸冷卻器冷卻后，進入吸收塔循環(huán)使用。經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后的氣體，溫度大約為180℃，進入一吸塔，吸收其中的SO3，經(jīng)塔頂?shù)睦w維除霧器除霧后，返回轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進行二次轉(zhuǎn)化。然后經(jīng)干燥塔循環(huán)泵打入干燥塔酸冷卻器冷卻后，進入干燥塔循環(huán)使用。干燥塔系填料塔，塔頂裝有金屬絲網(wǎng)除霧器。 4 干吸工藝 自凈化工段來的含SO2爐氣，補充一定量空氣，控制SO2濃度為~%進入干燥塔。 廢酸貯槽安裝在地坑里，收集來自凈化工段的廢酸以及在凈化工序的任何溢出酸、泄漏物或沖洗液。 放電極懸掛于框架的上部，借助底框架分隔，底框架由側(cè)向緊固的絕緣子固定。 每一臺電除霧器基本上由帶氣體進、出連接管的殼體，帶支承的放電系統(tǒng)和收集管組成。離開填料氣體冷卻塔的氣體依次通過第Ⅰ區(qū)和第Ⅱ區(qū)管式電除霧器。相應(yīng)利用開孔噴咀噴液洗滌煙氣的過程酸霧量的生成量較常規(guī)煙氣凈化流程少，這對電除霧器的負荷也可減少。 （5）開孔噴咀的另一優(yōu)點是噴出的液體不發(fā)生霧化，因此排氣中 就不含細小的液體。 （3）允許氣量波動范圍大，可在50~100％之間變化，對總的除塵效率不產(chǎn)生影響。 動力波煙氣凈化工藝的特點：（1）采用一級動力波設(shè)備可以獲得比空塔設(shè)備更高的效率，而且 投資費用較空塔少。煙氣凈化采用稀酸洗滌絕熱蒸發(fā)冷卻，部分排放工藝，采用一級動力波洗滌，其煙氣凈化流程為：焙燒工序出口煙氣—一級動力波洗滌器—填料冷卻塔—一級電除霧器—二級電除霧器。增多的循環(huán)酸串入增濕塔循環(huán)系統(tǒng)，整個凈化系統(tǒng)熱量由稀酸冷卻器帶走。斜管沉降器沉降下來的污泥，排入酸溝，可用石灰中和處理后采用料漿泵送至焙燒工段增濕滾筒與熱礦渣混合。分離塔為塔、槽一體結(jié)構(gòu)，采用絕熱蒸發(fā)，循環(huán)酸系統(tǒng)不設(shè)冷卻器，熱量由后面的冷卻塔稀酸冷卻器帶走。氣體溫度降至42℃以下，再經(jīng)一級、二級電除霧器除去酸霧，出口氣體中酸霧含量。焙燒工序的主要流程為：“沸騰焙燒爐－廢熱鍋爐－旋風除塵器－電除塵器”流程。該爐氣經(jīng)廢熱鍋爐后，溫度降至~340℃，廢熱鍋爐產(chǎn)生的中壓過熱蒸汽，供凝汽式汽輪發(fā)電機組發(fā)電。2 焙燒工藝含硫48%、含水10%的硫鐵礦由焙燒爐的加料斗，通過皮帶給料機連續(xù)均勻地送至沸騰爐，采用氧表控制沸騰爐出口氧含量，根據(jù)其氧含量對沸騰爐的加礦量進行調(diào)節(jié)。1 原料硫酸生產(chǎn)的原料主要有硫鐵礦、硫磺、含SO2的冶煉煙氣、天然石膏以及磷石膏等。 (5) 采用中溫吸收，以抑制霧粒的形成并增大霧粒粒徑以便除霧。 (3) 采用“3＋1”四段轉(zhuǎn)化，%，保證尾氣中的SO2達標排放。主要特點如下： (1) 采用氧化焙燒技術(shù)，提高硫的燒出率。6產(chǎn)品規(guī)格工業(yè)硫酸按國家標準GB5342002符合下列要求項 目指 標優(yōu)等品一等品合格品硫酸(H2SO4)含量，％≥灰份，％ ≤鐵(Fe)含量，％ ≤砷(As)含量，％ ≤汞(Hg)含量，％ ≤鉛(Pb)含量，％ ≤透明度　/mm ≥5050色度 /ml ≤7 硫酸主要用途、無機鹽、合成纖維、染料、醫(yī)藥和食品工業(yè)的原料；；、毒物、發(fā)煙劑等；；。三氧化硫與堿及堿式鹽發(fā)生強烈反應(yīng)，生成鹽類。三氧化硫與氯化氫反應(yīng)，生成氯磺酸，用于有機合成工業(yè)和制作 煙霧劑。三氧化硫是強氧化劑，在大多數(shù)氧化反應(yīng)中，三氧化硫被還原為二氧化硫。三氧化硫與水的反應(yīng)十分激烈，反應(yīng)時放出大量反應(yīng)熱。固體SO3溶解于液體二氧化硫中，不與SO2生成化學化合物。SO3的各種聚合體與水的反應(yīng)不那么強烈，在空氣中形成少量煙霧，它們的碳化作用不強?！?(25~30℃) 臨界密度，g/cm3 氣態(tài)三氧化硫冷卻到沸點以下可液化成無色透明液體。 5 三氧化硫的性質(zhì)在室溫和常壓下未聚合的三氧化硫是液態(tài)。SO2與氧反應(yīng)，生成三氧化硫。 當亞硫酸鹽與硫一起加熱時，得到硫代硫酸鹽。7H2O。