硫酸及硫酸生產(chǎn)原理(ppt91頁(yè))-閱讀頁(yè)
2025-01-30 16:18本頁(yè)面
【正文】 觸媒 在制造過程中雖已經(jīng)過二氧化硫預(yù)飽和，用于工業(yè)生產(chǎn)上不會(huì)因氧化鉀和三氧化硫作用生成硫酸鉀而產(chǎn)生大量的中和熱。這主要是由于二氧化硫、氧分子在觸媒表面被吸附時(shí)放出的大量吸附熱，和生成一部分焦硫酸鹽的反應(yīng)熱。根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)，在新觸媒升溫過程中轉(zhuǎn)化器通入二氧化硫氣體時(shí)，其二氧化硫濃度控制在 4%左右、氣量控制在正常氣量的 60%以下為宜，原則是使一段出口溫度最高不要超過 620℃ （指觸媒層底部溫度）。 正常生產(chǎn)中調(diào)節(jié)氣量、溫度、濃度不要操作過急、動(dòng)作過大，要分階段逐步地進(jìn)行 2023年 2月 8日星期三 第三節(jié) 三氧化硫的吸收 一、三氧化硫吸收的原理和反應(yīng) （一）吸收過程的原理 當(dāng)氣體與液體接觸時(shí)，混合氣體中某種易溶性氣體組分 選擇性 地溶解于液體中，并與剩余氣體分離的單元操作過程，人們將這種過程叫做 氣體吸收 ，簡(jiǎn)稱吸收。 吸收過程伴隨有 化學(xué)反應(yīng) 的發(fā)生。 在生產(chǎn)硫酸的吸收操作中，這 兩種吸收 過程都存在，幾乎是 同時(shí)發(fā)生 的。 2023年 2月 8日星期三 在氣體吸收中，如果氣體中被吸收氣體組分 含量越多 ，它的 分壓 越高、就越容易被液體吸收（ 碳酸飲料 ）。什么是雙膜理論？簡(jiǎn)單說來，在氣液兩相接觸時(shí)其間存在著界面、界面雙方又分別存在著一層穩(wěn)定的 氣膜和液膜 ，一切質(zhì)量和熱量的傳遞必須克服氣膜和液膜阻力后才可進(jìn)行，這就是我們所稱的雙膜理論。三氧化硫被吸收后與其中的水化合成硫酸，其反應(yīng)式如下： nSO3 + H2O → H 2SO4 + (n1)SO3 由此反應(yīng)可知，隨著 SO3與水量比例的改變，可以生成各種濃度的硫酸。 （二）三氧化硫吸收過程和反應(yīng) 2023年 2月 8日星期三 （二）三氧化硫吸收過程和反應(yīng) 硫酸吸收 SO3氣體的過程，大體按下述五個(gè)步驟進(jìn)行： 。 ,在液相主體中向反應(yīng)區(qū)擴(kuò)散。 。一般把被吸收的三氧化硫數(shù)量與原來氣體中三氧化硫總數(shù)量之百分比稱為 吸收率 。 b出吸收裝置的三氧化硫數(shù)量， mol。p8 2023年 2月 8日星期三 （一）硫酸濃度的影響 從三氧化硫吸收反應(yīng)方程式中可以看出，吸收三氧化硫似乎可以用水，同時(shí)三氧化硫又能溶解在任何濃度的硫酸水溶液中。生產(chǎn)上要求對(duì)三氧化硫的吸收要快，要完全，不生成或盡量少生成 酸霧 ，還要保證能夠得到一定濃度的硫酸成品 。只有用濃硫酸吸收三氧化硫，才能達(dá)到上述要求，而且以 %為最好，當(dāng)濃度超過或低于%時(shí)，吸收效率都是逐步下降的，只有當(dāng)濃度為%時(shí)， 吸收率最高 。如果尾氣出煙囪口時(shí)顏色較暗 ， 隨著與煙囪口距離的增大逐步變白、變淡而消失 ，通常是由于 吸收酸濃度過高引起的 。 2023年 2月 8日星期三 （二）吸收溫度的影響 影響吸收溫度的主要因素是 酸溫和氣溫 p9。對(duì)吸收過程來說，在進(jìn)塔氣體條件不變的情況下，隨著 酸溫的不斷升高，推動(dòng)力越來越小，吸收率越來越低 。從氣體吸收的情況來看，進(jìn)塔氣溫控制得低一些對(duì)吸收率有利。 會(huì)產(chǎn)生 酸霧 ，引起吸收率下降并造成設(shè)備腐蝕。 總的說來 ,為了達(dá)到較高的吸收率，必須在操作上對(duì)影響吸收溫度的因素實(shí)行控制。 2023年 2月 8日星期三 （三）循環(huán)酸量的影響 為了較完全地吸收三氧化硫，必須有 足夠數(shù)量 的循環(huán)酸做吸收劑。若酸量不足，在吸收過程中，酸的濃度、溫度增長(zhǎng)的幅度就會(huì)很大，當(dāng)超過規(guī)定指標(biāo)后，使吸收率下降。 2023年 2月 8日星期三 （四）氣流速度的影響 所謂 氣流速度 ，是指在單位時(shí)間內(nèi)， 氣體通過塔截面的速度 ，單位為 m/s，又稱此為空塔氣速也稱操作氣速。若是超過了，除引起夾帶 霧沫 增大動(dòng)力消耗外，還會(huì)造成吸收率 下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成氣體大量帶液。因此，要防止氣速過低或過高。煙氣中硫酸蒸汽的凝結(jié)溫度稱為酸露點(diǎn)，它比水露點(diǎn)要高很多。 2023年 2月 8日星期三 第四節(jié) 尾氣 SO2的吸收 以氨為堿性脫硫劑， SO2+XNH3+H2O=(NH4)XH2XSO3 x=。 在氣相中， SO2和 NH3主要按下述反應(yīng)進(jìn)行： SO2＋ NH3＋ H2O＝ NH4HSO3 也就是說，在氣相中，不會(huì)生成 (NH4)2SO3，只生成NH4HSO3。循環(huán)水經(jīng)過換熱設(shè)備，由于吸收熱量，溫度升高，降低了氧的溶解度，使水中的溶解氧在局部地區(qū)達(dá)到過飽和，造成溶解氧去極化作用 而使設(shè)備腐蝕。 2023年 2月 8日星期三 什么叫 極化作用、去極化作用 ? 金屬在腐蝕過程中，電流在陽極部位向陰極部位流動(dòng)，這說明陽極部位和陰極部位之間有電位差。 但是當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物或其他物質(zhì)覆蓋在陰極表面時(shí)，會(huì)引起這種電位差產(chǎn)生變化，就會(huì)阻止或減少這種電流的流動(dòng)。 極化作用可以抑制腐蝕過程的進(jìn)行。 由于 氧參與了反應(yīng) ，奪走了自由電子，因而使極化作用遭到破壞。去極化作用可以推動(dòng)腐蝕過程的進(jìn)一步發(fā)生。氧主要消耗在生成 SO2及 SO3方面，計(jì)算爐氣組成的最簡(jiǎn)便方法，便是從氧氣含量的改變著手。 二氧化硫用硫磺量 (kg)＝ 100%二氧化硫產(chǎn)量 (kg) 100%三氧化硫產(chǎn)量 (kg) 1 三氧化硫用硫磺量 (kg)＝ ————————— 轉(zhuǎn)化率（ %） 硫磺按 100%計(jì)算，若低于 %時(shí)應(yīng)按實(shí)際含硫折純；列入計(jì)算式中： , 2023年 2月 8日星期三 八、轉(zhuǎn)化率：是指在轉(zhuǎn)化過程中 SO2轉(zhuǎn)化成 SO3效率 （一）不采用空氣冷激時(shí)，按下式計(jì)算： A－ B 轉(zhuǎn)化率 (%)＝ ——————— 100% A(1－ ) （二）采用空氣冷激時(shí)，按下式計(jì)算： A－ (1＋ K)B 轉(zhuǎn)化率 (%)＝ ———————— 100% A(1－ ) 冷激空氣量 (m3) 式中： K＝ —————————— 進(jìn)轉(zhuǎn)化器 SO2氣體總量 (m３ ) A＝ 進(jìn)轉(zhuǎn)化前氣體中 SO2含量 % B＝ 轉(zhuǎn)化后氣體中 SO2含量 % 2023年 2月 8日星期三 九、吸收率：是指 SO3被吸收的效率 C(1－ ) 吸收率 (%)＝ 100 － ———— 100 A－ B 式中： A、 B同轉(zhuǎn)化率計(jì)算公式 C 吸收后氣體中 SO3含量（ %） 2023年 2月 8日星期三 作業(yè)： 第一段觸媒層 ,進(jìn)氣二氧化硫濃度為 ％，進(jìn)口溫度為 420℃ ，出口溫度為 600℃ ，求該段轉(zhuǎn)化率是多少？ 影響三氧化硫吸收效率的主要因素有 哪些？ 硫酸吸收時(shí)為什么進(jìn)塔氣溫不能太低？ 2023年 2月 8日星期三
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