【正文】 料口和溢渣口逸出。近幾年我國硫酸生產(chǎn)能力和產(chǎn)量及原料格局見表 1表 12（數(shù)據(jù)來源于中國硫酸工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）。產(chǎn)品的終端用途性質(zhì)以及十幾億人口的基本國情決定了我國必然是一個(gè)硫酸生產(chǎn)大國。我國硫酸工業(yè)的現(xiàn)狀（產(chǎn)量、原料結(jié)構(gòu)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)）。改革開放以來，與中國其它行業(yè)一樣，硫酸工業(yè)得到了迅速發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、原料構(gòu)成、裝置規(guī)模、技術(shù)裝備水平、廢物排放指標(biāo)全然今非昔比，正在以嶄新的面貌邁入現(xiàn)代化工的行列。很久以前，硫酸就因?yàn)樵诒姸囝I(lǐng)域中不可或缺的用途而贏得“工業(yè)之母”的美譽(yù)。在接觸法硫酸工藝生產(chǎn)過程中，有三個(gè)基本的化學(xué)反應(yīng)和與之相聯(lián)系的工序：SO 2氣體的制?。籗O 3的轉(zhuǎn)化；SO 3的吸收。我國是最大的硫鐵礦生產(chǎn)國之一，主要的硫資源來自硫鐵礦，而且把它作為生產(chǎn)硫酸的主要原料。 4 / 49接觸法中二氧化硫在固體觸媒表面跟氧反應(yīng)，結(jié)合成三氧化硫，然后用％的硫酸吸收為成品酸。到 20 年代后，由于釩觸媒的制造技術(shù)和催化效能不斷提高，已逐步取代價(jià)格昂貴和易中毒的鉑觸媒。硝化法的反應(yīng)歷程較復(fù)雜，但可用簡(jiǎn)單的化學(xué)方程式表示如下：反應(yīng)中所需的 NO 由硝酸供給，氧氣來自空氣。其中鉛室法在 1746 年開始采用，反應(yīng)是在氣相中進(jìn)行的。根據(jù)使用催化劑的不同，硫酸的工業(yè)制法可分為硝化法和接觸法。二氧化硫氧化成三氧化硫是制硫酸的關(guān)鍵，但是，這一反應(yīng)在通常情況下很難進(jìn)行?！　? 在 18 世紀(jì) 40 年代以前，這種方法為不少地方所采用。 [3] 硫酸的生產(chǎn)方法生產(chǎn)硫酸最古老的方法是用綠礬（ ）為原料，放在蒸餾釜中鍛燒而制得硫酸。在某些金屬機(jī)械加工過程中，例如鍍鎳、鍍鉻等金屬制件，也需用硫酸來洗凈表面的銹。在軋制薄板、冷拔 3 / 49無縫鋼管和其他質(zhì)量要求較高的鋼材，都必須每軋一次用硫酸洗滌一次。例如用電解法精煉銅、鋅、鎘、鎳時(shí)，電解液就需要使用硫酸，某些貴金屬的精煉，也需要硫酸來溶解去夾雜的其他金屬。為大家所熟悉的滴滴涕，每生產(chǎn)1t 需要 20%發(fā)煙硫酸 。最普通的殺蟲劑，如1059 乳劑(45%)和 1605 乳劑(45%)的生產(chǎn)都需用硫酸。每生產(chǎn)一噸硫酸銨，就要消耗硫酸（折合成 100%計(jì)算）760kg，每生產(chǎn)一噸過磷酸鈣，就要消耗硫酸 360kg。茲將硫酸在國民經(jīng)濟(jì)中的作用分述如下。它不僅作為許多化工產(chǎn)品的原料，而且還廣泛地應(yīng)用于其他的國民經(jīng)濟(jì)部門。發(fā)煙硫酸由于 SO3蒸氣壓較大，暴露在空氣中能釋放出 SO3和空氣中的水蒸氣迅速結(jié)合聚成酸霧，因而得名。工業(yè)生產(chǎn)的硫酸系指 SO3和 H2O 以一定比例混合的溶液。并簡(jiǎn)要地論述了硫酸生產(chǎn)“三廢”處理問題。同時(shí)本文講述了硫酸的性質(zhì)用途，也介紹了硫酸在我國發(fā)展的趨勢(shì)。制備是焙燒硫鐵礦制得 SO2爐氣，爐氣的凈化中礦塵的清除采用電除塵器，砷和硒的清除可采用水或稀硫酸來降溫洗滌爐氣，酸霧的清除利用電除霧器；爐氣凈化的工藝流程分酸洗流程和水洗流程，比較典型的酸洗流程有標(biāo)準(zhǔn)酸洗流程， “兩塔兩電”酸洗流程， “兩塔一器兩電”酸洗流程及“文泡冷電”酸洗流程；水洗流程包括“文泡文”水洗流程、 “文泡電”水洗流程、 “文文冷電”水洗流程。因此研究硫鐵礦制酸中爐氣的制備、凈化及干燥過程十分必要。近年來，我國硫酸工業(yè)發(fā)展較快。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）(化工系)題 目 硫鐵礦接觸法制硫酸的生產(chǎn)工藝 專 業(yè) 應(yīng)用化工技術(shù) 班 級(jí) 化工 0802 姓 名 趙曉玉 學(xué) 號(hào) 08120242 指導(dǎo)教師 趙佩 完成日期 2022 年 6 月 25 日~2022 年 10 月 10 日 目錄摘要 1第一章 緒論 21．1 概述 .....................................................................................................................2 硫酸的性質(zhì)和用途 2 硫酸的生產(chǎn)方法 3 硫酸的發(fā)展趨勢(shì) 4 硫酸的生產(chǎn)工藝流程 5第二章 二氧化硫爐氣的制備 9 硫鐵礦及其焙燒前的處理 ....................................................................................9 硫鐵礦的性質(zhì) 92．1．2 硫鐵礦的處理 9 硫鐵礦焙燒的基本原理 ......................................................................................102．3 沸騰焙燒 ...........................................................................................................11 焙燒的工藝條件 ..................................................................................................15 焙燒的工藝流程 15 沸騰焙燒的工藝條件 15 焙燒中礦塵的清除 ..............................................................................................16 廢熱利用 ..............................................................................................................17第三章 爐氣的凈化及干燥 19 爐氣凈化的目的和要求 ......................................................................................19 凈化的原理和方法 ..............................................................................................19 爐氣凈化的工藝流程 ..........................................................................................20 爐氣的干燥 ..........................................................................................................23第四章 二氧化硫的催化氧化 24 二氧化硫催化氧化的基本原理 ..........................................................................24 二氧化硫催化氧化反應(yīng)的化學(xué)平衡 24 二氧化硫氧化的反應(yīng)速率 26 二氧化硫氧化催化劑 26 二氧化硫的氧化的工藝條件的選擇 ..................................................................27 轉(zhuǎn)化設(shè)備 ..............................................................................................................27II / 49 轉(zhuǎn)化器 284．4．2 鼓風(fēng)機(jī) 30 主要工藝流程 ......................................................................................................31第五章 三氧化硫的吸收 335．1 三氧化硫吸收的工藝條件 ...............................................................................33 三氧化硫吸收的工藝流程 ..................................................................................345．2．1 一轉(zhuǎn)一吸干— 吸系統(tǒng)工藝流程 345．2．2 兩轉(zhuǎn)兩吸于— 吸系統(tǒng)工藝 35 三廢處理 .............................................................................................................36 尾氣的處理 36 燒渣及污水、污酸的處理 36第六章 物料衡算和熱量衡算 37 物料衡算 ..............................................................................................................37 熱量衡算 .............................................................................................................41致謝 44參考文獻(xiàn) 45摘要我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，隨著農(nóng)業(yè)政策的進(jìn)一步加強(qiáng)，磷復(fù)肥的需求量不斷增加。硫酸作為磷復(fù)肥生產(chǎn)的基本原料，其需求量也將不斷增加。硫鐵礦是我國的自有資源，發(fā)展硫鐵礦制酸對(duì)穩(wěn)定我國的硫酸工業(yè)具有不可替代的作用。本文主要介紹了硫鐵礦制備及處理 SO2爐氣的全過程。另外又簡(jiǎn)單的介紹了爐氣的干燥流程。主要介紹了介紹了以硫鐵礦為原料接觸法制硫酸的工藝流程（包括二氧化硫爐氣的制備工藝，爐氣的凈化和干燥工藝，及二氧化硫的催化氧化工藝）和主要生產(chǎn)設(shè)備。關(guān)鍵詞：硫酸 工藝 硫鐵礦 二氧化硫 2 / 49第一章 緒論1．1 概述 硫酸的性質(zhì)和用途 硫酸的性質(zhì)純硫酸（H 2SO4）是一種無色透明的油狀液體，相對(duì)密度為 ，幾乎比水重一倍。而發(fā)煙硫酸是其中SO3和 H2O 摩爾比大于 1 的溶液。硫酸的用途硫酸是基本化學(xué)工業(yè)中重要產(chǎn)品之一。它的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，需要數(shù)量日益增加。 為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù) 用于肥料的生產(chǎn)硫酸銨（俗稱硫銨或肥田粉）和過磷酸鈣（俗稱過磷酸石灰或普鈣）這兩種化肥的生產(chǎn)都要消耗大量的硫酸。 用于農(nóng)藥的生產(chǎn)許多農(nóng)藥都要以硫酸為原料如硫酸銅、硫酸鋅可作植物的殺菌劑，硫酸鉈可作殺鼠劑，硫酸亞鐵、硫酸銅可作除莠劑。前者每生產(chǎn) 1t，需消耗 20%發(fā)煙硫酸 后者每生產(chǎn) 1t，需消耗硫酸 36kg。 為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù) 用于冶金工業(yè)和金屬加工在冶金工業(yè)部門，特別是有色金屬的生產(chǎn)過程需要使用硫酸。在鋼鐵工業(yè)中進(jìn)行冷軋、冷拔及沖壓加工之前，都必須用硫酸清除鋼鐵表面的氧化鐵。另外，有縫鋼管、薄鐵皮、鐵絲等在進(jìn)行鍍鋅之前，都要經(jīng)過用硫酸進(jìn)行酸洗手續(xù)。在黑色冶金企業(yè)部門里，需要酸洗的鋼材一般約占鋼總產(chǎn)量的 5%～6%，而每噸鋼材的酸洗，約消費(fèi) 98%的硫酸 30kg～50kg。在鍛燒過程中，綠礬發(fā)生分解，放出二氧化硫和三氧化硫，其中三氧化硫與水蒸氣同時(shí)冷凝，便可得到硫酸。古代稱硫酸為“綠礬油”，就是由于采用了這種制造方法的緣故。后來人們發(fā)現(xiàn)，借助于催化劑的作用，可以使二氧化硫氧化成三氧化硫，然后用水吸收，即制成硫酸?！∠趸ǎòㄣU室法和塔式法）是借助于氮的氧化物使二氧化硫氧化制成硫酸。由于這個(gè)方法所需設(shè)備龐大，用鉛很多，檢修麻煩，腐蝕設(shè)備，反應(yīng)緩慢，成品且為稀硫酸，所以，這個(gè)方法后來逐漸地被淘汰。接觸法是目前廣泛采用的方法，它創(chuàng)始于 1831 年，在本世紀(jì)初才廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)。世界上多數(shù)的硫酸廠都采用接觸法生產(chǎn)。這種方法優(yōu)于塔式法的是成品酸濃度高，質(zhì)量純（不含氮化物），但爐氣的凈化和精制比較復(fù)雜。其次是冶煉氣制酸，此外還有少量的硫磺制酸和石膏制酸等。 硫酸的發(fā)展趨勢(shì)硫酸工業(yè)是個(gè)古老的行業(yè)，迄今已有 260 多年的歷史。在我國，由于硫酸與化肥、繼而與糧食之間的密切聯(lián)系，硫酸工業(yè)在國計(jì)民生中占有舉足輕重的地位，一直是一個(gè)倍受關(guān)注的行業(yè)。在循環(huán)經(jīng)濟(jì)已成為社會(huì)發(fā)展的主流、人類更加注重資源利用與環(huán)境保護(hù)的今天，硫酸工業(yè)這個(gè)涉及到腐蝕性和環(huán)境污染物、擁有 60 Mt/a 產(chǎn)能的龐大的產(chǎn)業(yè)，如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，如何打造循環(huán)經(jīng)濟(jì)的體系，如何使其技術(shù)裝備水平更上一個(gè)臺(tái)階，無疑是人們所面臨的新的挑戰(zhàn)。硫酸工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，目前我國約 70%產(chǎn)量的硫酸用于化肥，尤其是磷肥的生產(chǎn)。建國以來，尤其是改革開放以來，我國硫酸產(chǎn)能逐年遞增，至 2022 年已達(dá)到 44 350 kt，并從此躍居世界首位。 [7]表 11 2022～2022