【正文】 20℃時 30℃時 在20℃的溫度下。在硫酸溶液中，隨著硫酸濃度的提高，二氧化硫溶解降低。隨后，SO2的溶解度重新增加。為了使二氧化硫充分液化，(4atm),。SO2在水溶液中成為七水物SO2在二氧化硫的水溶液中不存在亞硫酸，但是亞硫酸氫鹽含有HSO3離子，亞硫酸鹽含有SO3離子。 在催化劑存在下。這個反應是接觸法硫酸生產的基礎。三氧化硫的主要物理性質如下：臨界常數(shù) 沸點，℃ 臨界溫度 ℃ 密度(γ型20℃),g/cm3 臨界壓力 MPa 比熱容，J/(g氣體三氧化硫在空氣中與水蒸氣反應，于瞬間產生硫酸液滴懸浮于空氣中而形成霧。液體SO3可以以任何比例與液體SO2混合。SO3與H2SO4可以以任何比例相混合。三氧化硫可從動物和植物纖維中吸取水分，使它們脫水和焦化。三氧化硫可使有機化合物磺化，廣泛用作磺化劑。三氧化硫可以與硝酸以任何比例混合。三氧化硫與氨反應，生成固體混合物，含有氨基磺酸、氨基磺酸鹽等，用于制皂工業(yè)和鍋爐除垢。第三節(jié) 工藝流程及其控制特點采用的主要工藝流程為：氧化焙燒、酸洗凈化、“3＋1”兩次轉化、96％酸干燥、98％酸中溫兩次吸收、廢熱回收等工藝，并采用DCS系統(tǒng)進行自動控制。 (2) 采用酸洗凈化，以減少稀酸產出。 (4) 采用96％酸干燥爐氣，98％酸吸收SO3。 (6) 沸騰爐出口設置廢熱鍋爐，回收廢熱產中壓過熱蒸汽用于發(fā)電。硫鐵礦以及有色金屬伴生副產的硫精砂是我國的主要硫資源，國內硫酸生產原來一直以硫鐵礦為主。沸騰爐出口爐氣SO2濃度~13%，溫度約950℃。從廢熱鍋爐出來的爐氣進旋風除塵器、電除塵器進一步除塵，出電除塵器的爐氣溫度~320℃，含塵量，然后進入凈化工段。3 制酸工藝由電除塵器來的爐氣，溫度約320℃，進入動力波，用濃度約15%的稀硫酸除去一部分礦塵，降溫后進入氣液分離塔，然后進入冷卻塔，進一步除去礦塵、砷、氟等有害物質。經凈化后的氣體進入干吸工段，在干燥塔前設有安全水封。分離塔淋灑酸出塔后，經斜管沉降器沉降，清液回增濕塔塔底的循環(huán)槽，進入動力波循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)使用，一部分循環(huán)液通過分離塔循環(huán)泵打入脫氣塔，經脫吸后的清液通過脫氣塔循環(huán)泵全部送入干吸工段作為工藝補充水。冷卻塔也為塔、槽一體結構，淋灑酸從冷卻塔塔底循環(huán)槽流出，通過冷卻塔循環(huán)泵打入冷卻塔循環(huán)使用。在生產中，考慮到因突然停電造成高溫爐氣影響凈化設備，本項目設計中在動力波上方設置了緊急事故用水閥，通過分離塔出口氣溫與動力波緊急事故用水閥聯(lián)鎖來保護下游設備和管道。凈化系統(tǒng)熱量由填料冷卻塔循環(huán)酸泵出口設置的稀酸板式冷卻器移走；為防止煙塵在洗滌循環(huán)酸中的富集，而影響煙氣冷卻凈化效果，在一級動力波循環(huán)酸泵出口抽出部分循環(huán)酸進入斜板管沉降器，進行固液分離，上清液部分通過S02脫吸后送污水處理工序，部分返回一級動力波洗滌器循環(huán)使用。 （2）允許入口煙塵量高：由于該洗滌器對粒子的捕集率與粒度的 關系曲線較其它洗滌器平坦，因此可有效地進行分級洗滌，故可以較低的能量費用獲得較高的效率。 （4）噴咀采用一個大開孔的噴咀將液體噴入氣體之中，這樣循環(huán) 液可在較高的含固量下運行噴咀不會被堵塞（據加拿大英坷冶煉廠介紹循環(huán)液中含固濃度達25％），由于循環(huán)液固體含量較高，故液體排放量可相應減少，這樣污酸處理裝置的負荷可以減輕。因為這種細小的液滴使得氣一液難以分離，故雜質可隨煙氣排出。 由上可知這種洗滌原理的獨特之處在于不但充分有效地利用了氣相能量，而且有效地利用了液相能量來形成接觸界面，從而達到高效捕集細粒，同時達到傳熱傳質的目的。以除去氣體中的酸霧、塵、砷等雜質。放電系統(tǒng)借助于絕緣子在殼體的上部支承，絕緣子用熱空氣吹掃并放置在金屬殼內以防止意外和偶然的接觸。 在必要時清洗，所需的清洗液由消防水進行清洗。并用廢酸輸送泵送回到動力波系統(tǒng)或進行處理或進行回收利用。進入二氧化硫鼓風機。塔內用96%硫酸淋灑，吸水稀釋后自塔底流入干燥塔循環(huán)槽，槽內配入由吸收塔酸冷卻器出口串來的98%硫酸，以維持循環(huán)酸的濃度。增多的96%酸全部通過干燥塔循環(huán)泵串入一吸塔。經二次轉化的轉化氣，溫度大約為156℃，進入二吸塔，吸收其中的SO3，經塔頂?shù)慕饘俳z網除霧器除霧后，通過煙囪達標排放。增多的98%硫酸，一部分串入干燥塔循環(huán)槽，一部分作為成品酸經過成品酸冷卻器冷卻后直接輸入成品酸貯罐。 干燥塔采用96％硫酸干燥，單獨設置循環(huán)槽，第一吸收塔，第二吸收塔采用98％硫酸吸收，共用一個循環(huán)槽，循環(huán)槽為臥式槽。 干吸工藝的主要特點： （1）低位高效塔的操作氣速、噴淋密度較國內生產數(shù)據提高，而填料高度比國內生產實際低 23m，設備配置相應比國內常規(guī)低23m，塔內分酸點增多，并設置高效捕沫器。 即干燥向一吸串酸為：干燥泵出口的濃酸冷卻器前一→一吸塔入酸管道。 吸收向干燥串酸為：吸收泵出口濃酸冷卻器后→干燥泵槽。 成品酸產出：二吸塔出酸管產酸→中間成品槽→泵→成品酸冷卻器→酸庫。 （4）泵槽加水型式的設計，使混酸更為均勻，減輕設備的腐蝕。 （6）干吸塔分酸裝置設計擬采用管式分酸裝置，增加分酸點，使 酸分布均勻，進而提高干吸效果。 （8）干吸塔底及填料支承裝置設計，為加強氣體的分布，減少塔的阻力，盡量避免塔底存酸腐蝕，干吸塔的結構采用蝶型底球拱或者條梁的結構型式。第一次轉化分別經一、二、三段催化劑層反應和I、II、III換熱器換熱，%，反應換熱后的爐氣經省煤器降溫至180℃，進入第一吸收塔吸收SO3后，再分別經過第IV和第II換熱器換熱后，進入轉化器四進行第二次轉化，%以上，二次轉化氣經第IV 換熱器換熱后，溫度降至156℃進入第二吸收塔吸收SO3。為了系統(tǒng)的升溫預熱方便，在轉化器一段和四段進口設置了兩臺電爐。 （2）換熱器采用空心環(huán)管殼式換熱器，這比傳統(tǒng)的單園缺型折流 板式換熱器具有更高的傳熱系數(shù)和更低的阻力降。（4）轉化工段配管設計，根據不同的情況，不同的部位設置伸縮節(jié)，支架、不同的管托和拉桿結構，使設備管道布置緊湊，管道系統(tǒng)彈性較好，不因熱脹冷縮拉裂而漏氣。 6 脫鹽水及發(fā)電裝置 脫鹽水裝置采用一級除鹽系統(tǒng)。脫鹽水流程為：原水→原水箱→原水泵→機械過濾器→逆流再生陽離子交換器→除二氧化碳器→中間水箱→中間水泵→逆流再生陰離子交換器→脫鹽水箱→脫鹽水泵→除氧器（除氧器設置在發(fā)電廠房）。脫鹽水送至鍋爐給水除氧器用低壓蒸汽進一步加熱到105℃進行除氧，由鍋爐給水泵加壓，一路經過省煤器后，給水溫度升高到150℃左右，然后分別送至廢熱鍋爐的汽包。廢熱鍋爐為單汽包橫向沖刷式磚襯水管鍋爐，受熱面為垂直懸吊式蛇形結構，受熱面包括幾組蒸發(fā)區(qū)和高、低溫過熱器。 450℃中壓蒸汽14t/h經過主蒸汽管道送至發(fā)電廠房。除氧器用汽由汽輪機供除氧器用汽抽汽口供給。 7 過程控制特點 整個硫酸廠主要采用集散控制系統(tǒng)（DCS）來實現(xiàn)集中管理，分散控制。PID參數(shù)應能夠自動整定。通訊速率不低于1Mbps。DCS內部的通訊系統(tǒng)是充分冗余的。蓄電池容量按30分鐘考慮。原料硫精砂具有以下特點；粒度細，200目以下的顆粒(249。硫精砂水分含量(249。品位高，含有效S(249?！　∫笤希ǜ咂肺涣蜩F礦）的水分、粒徑、品位“三穩(wěn)定” 。沸騰焙燒工藝優(yōu)點（1）生產強度大；（2）脫硫率高；（3）爐氣中二氧化硫濃度高，可達11%13%；（4）不受原料限制；（5）結構簡單，建造容易；（6）操作簡單，易于全部自動化。 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + (1)3FeS2 + 8O2 = Fe3O4 + 6SO2 +566千卡 (2)當爐內過?？諝饬枯^多時，F(xiàn)eS2的燃燒反應主要按式（1）進行，所得礦渣主要成分是Fe2O呈紅色；過?？諝饬枯^少時，反應則主要按式（2）進行、所得礦渣主要成分是Fe3O4，呈黑色；當空氣不足時，不但FeS燃燒不完全，單質硫也不能全部燃燒，到后面設備中冷凝成固體，即產生通常所說的升華硫。 影響硫鐵礦燒出率的主要因素 硫鐵礦在爐內燒得透不透，是以燒出率這個指標來衡量的。 在爐內礦石停留時間一定的條件下，燃燒過程的速度越快，礦石的硫分就燒得越完全，燒出率就越高。（1）、溫度 溫度對硫鐵礦的燃燒速度影響很大，二硫化鐵的分解反應在600℃以下進行得很慢，600℃以上逐漸加快，溫度越高，分解越快。而一硫化鐵燃燒的反應速度則受溫度影響較大。各種硫鐵礦石的著火點要看它的成分、特性以及粒度大小而定。但是，在實際操作中，為了保證礦石有足夠的燃燒速度（在低于礦石熔點的條件下，溫度越高，它的燃燒速度越快），需要的爐溫比礦石的著火點要高得多。如果爐溫低于800℃，礦渣殘硫便會增高。為了保證有較高的燒出率，爐溫至少應維持在850℃以上，900950℃更有利，但太高則有使礦渣熔結的危險。因為一硫化鐵的燃燒是一非均相過程，其燃燒速度除了受溫度影響外，很大程度上取決于氣固相間接觸表面的大小，而接觸表面的大小又取決于礦石粒度的大小。如果礦石粒度過大，除減少接觸面積外，在礦粒表面因燃燒反應生成的氧化鐵薄膜層較厚，它阻礙氧分子向礦粒中心擴散。 但是，在實際生產中，并不要求礦石粒度越小越好。粒度還受到沸騰爐焙燒強度的制約，粒度越小，爐的焙燒強度越低，其生產能力亦相應降低。 我廠焙燒原料硫精砂是選礦副產品，粒度細（附粒度分布表）一硫化鐵易燒出，%左右。(干基%)三、沸騰爐的結構原理 硫酸廠的沸騰爐多采用圓筒爐身一次擴大型，爐體一般為鋼殼，內襯耐火材料，它的內部結構批為四個主要部分：風室、分布板和風帽、沸騰層及其上部的燃燒空間，這幾部分的構造和作用如下。風室的主要作用是均勻分布氣體，因此要有足夠的容積，特別是空氣進口位置與分布板之間要有足夠的距離。它具有一定的流體阻力，使空氣在進入沸騰層時均勻地分布。沸騰層 沸騰層是礦石焙燒的主要空間，礦石從爐一側加料口落下，進入沸騰層激烈燃燒，焙燒后得到的礦渣從另一側排出爐外。加料口的高低與爐子是否容易冒煙有關，沸騰爐一般以加料口下端比溢流口高600700毫米為合適。 為了保證沸騰層內的溫度條件，礦石焙燒所放出的反應熱，除了一部分被爐氣和礦渣帶出外，多余的熱量必須在焙燒過程中隨時除去。沸騰層上部燃燒空間 在沸騰層上部有一段燃燒空間，其主要作用是延長爐氣的停留時間，使從沸騰層內來不及燃燒的單質硫也在此空間進一步燃燒。四、沸騰爐操作原理溫度 沸騰爐溫度的特點就是床層溫度的均勻性。影響因素：（1）、硫分影響 硫鐵礦燃燒發(fā)熱量129CskJ/kg標硫。但在沸騰爐內常常會有兩種反應過程：一種是在過?？諝獬湓５臈l件下，生成Fe2O3紅色渣反應，這一反應完全，當增加硫分時爐溫會上升。在這種情況下，一旦遇到原料供應中斷爐內氧過剩，大量Fe3O4和FeS被氧化，將可使溫度驟升，如控制不當，便能造成高溫結疤事故。（2）、風量 尤其在爐內焙燒反應不完全，爐渣大部呈Fe3O4狀態(tài)時，增加風量，使反應熱量增加，可使溫度顯著升高。為了保證爐內良好的沸騰條件，一般風量變動的范圍并不是很大，而風量同爐內粒度的關系比它同溫度的關系密切，因此操作上常常先抓主要矛盾，不輕易的隨便去改變風量與爐料粒度間的平衡，所以多不采用調節(jié)風量來控制溫度。因為減少風量，不僅會造成爐內焙燒反應更差，而且往往隨著爐溫下降，氣流線速度敢將進一步降低，搞不好很容易造成爐內堆積或結疤，必須防止。（3）當爐溫驟然升高時，一般不要開風或關風。（4）冷卻介質影響：無論采用簡接冷卻裝置還是采用汽化冷卻設備，它的目的是在沸騰層內利用水或蒸汽介質將爐內多余的熱量除去，借以維持一定的爐溫。但直接向爐內噴水，爐溫顯著降低。沸騰層阻力大小決定于靜止料層的厚度和它的堆積重度。事實上流速的高低只能改變爐內沸騰層的空隙率和它膨脹比，并不能使料層阻力變化。在開風時爐底壓力上升，主要是分布皿和爐內總阻力是隨氣速增加而增大的緣故。這樣必然使溢流排渣量增多，從而影響爐內料層厚度降低，隨之下降到某個值，然后再使床層阻力慢慢上升。（2）增加爐內的投礦量，也就是相當于增加爐內料層厚度，會使爐底壓力升高，相反時也一樣。（3）采用調節(jié)排渣口高度的方法，可以達到控制爐內料層厚度的目的，從而來掌握爐底壓力的高低。②使操作者對爐子運行情況失去連續(xù)性的預調，因為排渣情況與操作控制密切有關。因為：a、沸騰層高一些，容易使沸騰狀況穩(wěn)定，便于操作控制。c、礦料入爐較平穩(wěn)，尤其大多采用集中進料的情況，它不會使爐內粒度在瞬間內起較大變化。e、當有部分空氣分布裝置損壞時（如少數(shù)風帽燒壞或堵塞）它仍可維持較平穩(wěn)的運行，不致影響生產。②隨著料層增厚，動力消耗增加。具體如下：（1）、SO2濃度高低常常反應出爐內焙燒反應過程情況，通常反應生成紅色礦渣Fe2O3時，爐氣中SO2濃度是不會很高的，而生成黑氣Fe3O4礦渣時，則爐內SO2濃度就不會很低。那么原則上可接近理論最高SO2濃度數(shù)值。爐氣隨SO2升高，O2含量下降。（3）、大部分S分焙燒轉變?yōu)镾O2，但爐內含少量過剩O2，加上礦渣起催化作用，會產生少量SO3，而SO3隨SO2上升而下降。（5）、SO2濃度高低多用調節(jié)礦量來控制。高硫礦的操作　　它的特點是發(fā)熱量大，反應溫度容易升高，加料量少。這是使用富礦操作中的主要矛盾在高強度的擴散爐內使用富礦，往往上部溫度很高，尤其開用二次風時，大量細礦粉在上部空間懸浮焙燒，使溫度高達1000℃以上，加重了爐頂結構和爐氣冷卻的負荷，影響其壽命。也可采用摻拌部分礦渣，降低原料含硫量。（2）、爐內噴水，由于爐氣體積增大，易出現(xiàn)正壓，有時水箱