(完整版)硫酸的生产工艺
(完整版)3.1硫酸工业制备
第一节接触法制硫酸●教学目标1.了解接触法制硫酸的化学原理、原料、生产流程和典型设备。
2.通过二氧化硫接触氧化条件的讨论，复习巩固关于化学反应速率和化学平衡的知识，训练学生应用理论知识分析和解决问题的能力。
一、反应原理1.S＋O2===SO23.SO3＋H2O===H2SO4现阶段我国硫酸的生产原料以黄铁矿(主要成分为FeS2)为主，部分工厂用有色金属冶炼厂的烟气、矿产硫黄或从石油、天然气脱硫获得硫黄作原料。
4FeS2＋11O2高温=====2Fe2O3＋8SO2如以石膏为原料的第一步反应就是：2CaSO4＋C∆====2CaO＋2SO2↑＋CO2二、工业制硫酸的生产流程。
工业上制硫酸主要经过以下几个途径：1、以黄铁矿为原料制取SO2的设备叫沸腾炉。
沸腾炉示意图矿石粉碎成细小的矿粒，是为了增大与空气的接触面积，通入强大的空气流为使矿粒燃烧得更充分，从而提高原料的利用率。
［设问］黄铁矿经过充分燃烧，以燃烧炉里出来的气体叫做“炉气”。
但这种炉气往往不能直接用于制取SO3，这是为什么呢？这是因为炉气中常含有很多杂质，如N2，水蒸气，还有砷、硒的化合物及矿尘等。
这些杂质有些是对生产不利的，如砷硒的化合物、矿尘能够使下一步氧化时的催化剂中毒，水蒸气对设备也有不良影响，因此炉气必须经过净化、干燥处理。
问题：1.N2对硫酸生产没有用处，为什么不除去？2.工业生产上为什么要控制条件使SO2、O2处于上述比例呢？［答案］1.N2对硫酸的生产没有用处，但也没有不利之处，若要除去，势必会增加生产成本，从综合经济效益分析没有除去的必要。
2.这样的比例是增大反应物中廉价的氧气的浓度，而提高另一种反应物二氧化硫的转化率，从而有利于SO2的进一步氧化。
三、生产设备及工艺流程2.接触室根据化学反应原理，二氧化硫的氧化是在催化剂存在条件下进行的，目前工业生产上采用的是钒催化剂。
二氧化硫同氧气在钒催化剂表面上与其接触时发生反应，所以，工业上将这种生产硫酸的方法叫做接触法制硫酸。
硫磺制硫酸生产工艺
1
P101
型号YS Q=29.7m3/h H=18m 配用电机型 1 号Y160M1—2B5 N=11KW I=21.8A n=2900r/min 型号YS Q=13.1m3/h H=20.7m 配用电机 型号Y132S2—285 N=7.5KW I=15.0A n=2900r/min
2
P102ab
3、工艺流程图
4、液硫贮存正常操作主要控制指标与控制
序号 序号指标名称 单位 控制范围
1
2 3
各贮槽液硫温度
地下槽液位（以槽底为基准） 低压蒸汽压力
℃
m MPa
135～145
0.8－1.6 ≥0.45
（二）、 空气的干燥
1、空气干燥的目的
空气干燥的目的使用93%酸干燥空气和硫化氢装置来的潮湿炉气， 以保证转化工序炉气的水份合格。水分本身对触媒无直接毒害作用，所 以有湿法转化———冷凝成酸的流程。但是在一般制酸过程中炉气都经 干燥除水后进入转化系统，并严格控制炉气中的水分含量指标。 这主要有几个原因：
（一）、液硫贮存输送
2、主要设备
设备名称 液硫贮槽 设备位号 规格、型号和材质 φ13000×13500有效容积1750m3，内设 V101abc 14组盘管，换热面积303.6m2，槽盖里设 盘管换热面积54.3m2 V102 数量
4
液硫 地下槽
液硫 输送泵 液硫 地下槽泵
钢槽4224×5224×2100，内设3组盘管换 热面积24.8m2
２ 干燥酸 型号 JO2—52—4 n=1460r/min 循环泵 Q=320m3/h H=29m N=90kW n=1480r/min ３ 循环槽 高度 2200mm 外径 Φ6520 钢壳内衬瓷砖 干燥酸 Φ787.4×9144 F=433.8m2 管子直径 ４ 冷却器 1/2“ 材质316L 外壳材质304L 花板材质
工业制硫酸的工艺流程
工业制硫酸的工艺流程
《工业制硫酸的工艺流程》
工业制硫酸是一项重要的化工生产过程，其工艺流程包括硫磺燃烧、稀释、吸收、浓缩和结晶等阶段。
以下是一般工业制硫酸的操作步骤：
1. 硫磺燃烧：首先，将硫磺粉末燃烧生成二氧化硫气体。
硫磺燃烧反应的化学方程式是：
S + O2 → SO2
2. 稀释：将二氧化硫气体和空气以一定的比例稀释，以便进行后续的吸收和处理。
3. 吸收：将稀释后的二氧化硫气体通过吸收塔，用稀释的硫酸或氢氧化钠溶液进行吸收，生成硫酸或硫酸钠溶液。
4. 浓缩：通过蒸发器或其它设备，将稀释的硫酸或硫酸钠溶液进行浓缩，得到某一浓度的硫酸或硫酸钠。
5. 结晶：在合适的温度和压力下，通过冷却结晶或者蒸发结晶的方式，使得硫酸或硫酸钠结晶，并进行提纯和干燥处理，得到成品硫酸。
除了上述基本的工艺流程外，工业制硫酸的生产还需要考虑设备的选型和操作参数的控制，以确保生产过程的安全和稳定。
同时，对废气和废水的处理也是工业制硫酸生产中需要重点考
虑的环保问题。
总之，工业制硫酸的工艺流程涉及反应、分离、浓缩和干燥等多个步骤，需要综合考虑原料、能耗、安全和环保等因素，以满足市场的需求和国家的标准。
硫酸生产工艺
1设计任务书 (2)1.1项目 (2)1.2设计内容 (2)1.3设计规模 (2)1.4设计依据 (2)1.5产品组成、性质及用途 (2)1.6产品质量规格 (5)1.7原料方案 (6)原料：硫铁矿 (6)1.8工艺技术指标 (6)1.9生产方式 (8)2工艺线路及流程设计 (8)2.1硫酸的工艺基础 (8)2.2工艺路线选择 (10)2.3流程的设计 (10)2.4工艺操作设计 (10)3物料横算 (13)3.1转化—吸收系统的物料衡算 (13)4发烟硫酸吸收塔的设计 (15)4.1发烟硫酸吸收塔的计算 (15)4.2发烟硫酸吸收塔的设计结构图 (16)5设备一览表 (17)6车间防护 (18)6.1 有毒害性物质的防护 (18)6.2 泄漏应急处理 (18)6.3 急救措施 (18)6.4 噪声的防护 (19)6.5生产要求 (19)7经济评估 (20)7.1经济投资 (20)7.2经济分析 (20)8人员配置 (21)9三废处理 (21)9.1三废处理的意义 (21)9.2三废处理 (21)致谢： (23)参考文献： (24)年产10万吨硫酸的工艺设计1设计任务书1.1项目硫酸生产的工艺设计1.2设计内容1.2.1生产工艺设计1.2.2设计转化吸收塔1.3设计规模1.3.1 年产：10万吨1.3.2 年生产日：300天1.3.3日生产能力：10/300=333吨/天1.4设计依据该设计说明书是依据湖北远大富驰医药化工股份有限公司的生产技术资料的基础上，并结合设计任务书的内容年产10万吨硫酸技术要求。
1.5产品组成、性质及用途1.5.1硫酸组成【1】硫酸(英文名：Sulphuric acid for industrial use)，H2SO4或SO3·H2O，相对分子质量98.078，是指SO3与H2O摩尔比等于1的化合物，或指100％H2SO4，外观为无色透明油状液体，密度（20℃）为1.8305g/㎝³。
硫酸生产焙烧工段工艺规程
硫酸生产焙烧工段工艺规程2、岗位任务将原料岗位送来的合格硫铁矿，通过沸腾炉烧出含二氧化硫的炉气，以供硫酸生产用。
焙烧所产生的矿渣有排渣系统经过冷却降温送入矿渣堆场。
3、管理范围上料皮带机、沸腾炉加料斗、圆盘喂料机、喂料皮带、沸腾炉、炉前鼓风机、排渣冷却滚筒、除渣输送机、电除尘器、以及所属的管道仪表，电气设备建筑物等。
4、操作指标1）、沸腾层温度：850-950℃2)、炉底压力：10500-12000Pa3)、炉顶压力：50-----100Pa4)、沸腾炉出口炉气二氧化硫浓度12.0----12.5%5)、渣尘残硫≤0.5%6)、入炉矿含硫量≥27%7）、入炉矿含水量≤6%8）、入炉矿含Pb+Zn≤1%9)、入炉矿含As+F≤0.1%10）、入炉矿含碳≤1%5、烘炉烘炉目的: 主要为了除去筑炉或修炉过程中耐火材料与缝隙中多余的水分。
因此烘炉工作同炉体结构、使用的材料、制作方法不同等而不一样。
一般来说要烘除炉内多余的水分，是指这三部分水，一是游离水，二是结晶水，三是残余结合水。
根据有的单位试验表明，当烘炉温度达到100℃时，就有水排出来，这就是游离水或者说是机械水。
结晶水要使炉温达到350℃左右才排出3，而残余结合水要到650℃左右才能排出。
所以以根据这个情况就可以制定出烘炉升温曲线，来指导烤炉工作。
假使炉子不经过这个烘炉程序，而一下子在高温下运行，则由于水分突然大量蒸发，炉体会出现大量裂纹，造成松散或者倒塌甚至可能发生爆炸的危险，直接影响炉子的使用寿命。
烤炉的进度，根据各炉的情况来制定。
大型炉有的要烤十天至两个星期。
烘炉的提温快慢和恒温的时间长短，主要是由于一定的水量需要有一定的蒸发时间来决定的。
具体进度的长短可根据炉出口气体中的水分测定，分别情况而适当变化。
烘炉准备工作。
①准备木柴约100吨，引火柴油，棉纱少许。
②沸腾炉炉顶盲板烘炉期间不要上紧，以便排水蒸汽，做好防雨措施，烘烤结束盲死。
③盖好沸腾炉加料口，打开炉子出口管道排气。
硫酸工业 工艺流程
一、原料及其预处理
❖硫铁矿的脱水：
块矿一般含水量在5％以下，尾砂含水量低的 也在8％以上，高的可达15％～18％。沸腾炉干法 加料要求含水量在8％以内，水量过多，不仅会造 成原料输送困难，而且结成的团矿入炉后会破坏炉 子的正常操作。因此，干法加料应对过湿的矿料进 行干燥，通常采用自然干燥，在大型工厂采用专门 设备(如滚筒烘干机)烘干。
❖ 我国硫酸的消费情况
❖ 被称为工业之母。
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三. 生产方法(硝化法、接触法)
（一）硝化法原理 ➢ SO2+N2O3+H2O == H2SO4+2NO ➢ 2NO+O2==2NO2 ➢ NO +NO2 == N2O3 硝化法也称亚硝基法，可分为：
铅室法
塔式法:直接用SO2,H2O,O2反应生成硫酸。
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（二）焙烧方法
焙烧方法主要由硫铁矿成份和渣的处理方式决定。 一般硫铁矿多采用氧化焙烧。
1、常规焙烧 2、磁性焙烧 3、脱砷焙烧 4、硫酸化焙烧
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1、常规焙烧
❖氧过量，使硫铁矿完全氧化，主要反应为
4FeS2+11O2==8SO2+2Fe2O3
❖ 流程示意图如下：
矿料 空气
沸腾焙 烧炉
废热 锅炉
• ①贫矿与富矿搭配，以使混合矿中含硫量恒定。 • ②含煤硫铁矿与普通硫铁矿搭配，使混合矿中含碳量小于1％。 • ③高砷矿与低砷矿搭配。
▪ 配矿的方法：通常采用铲车或行车对不同成分矿料按比例抓取翻混。 ▪ 沸腾焙烧炉所用硫铁矿指标为：
S>20％：As<0.05％；C<1％；Pb<0.6％；F<0.05％；H2O<8％。
硫酸工业 工艺流程
制作硫酸的工艺流程
二、工艺流程说明本生产装置为50kt/ a 硫铁矿制酸，封闭酸洗净化，（3+2）二次转化二次吸收。
硫铁矿经原料工段、焙烧工段、净化工段、转化工段、干吸工段等工序，其工艺流程详尽介绍如下：（一）原料岗位在原料厂房内，经料斗至1#皮带入破碎机后经2#皮带至筛分，筛分后经3#皮带至大倾角皮带再至供料皮带进入沸腾炉料斗，料再由沸腾大炉料斗喂入沸腾炉。
（二）焙烧岗位硫铁矿在沸腾炉内与空气鼓风机鼓入的空气在进行沸腾焙烧，焙烧出的高温炉气含SO2 在12-13% ，由炉顶侧向引出，沸腾层温度控制在800-850C,经炉气冷却器冷却，沉降部分粉尘后再进入旋风除尘器进行除尘，同时S02炉气降温至350C左右再进入电除尘器进行除尘。
（三）电除尘器来自焙烧工段的炉气，炉气温度约在350C左右，含尘量约在30g/NM3，进入电除尘器，炉气中的微小尘粒受电场力的作用，经电离、荷电分别向阴极，阳极移动，并沉积于放电极线上和集尘极板上，通过振打，掉落至集灰斗，由溢流螺旋排灰机排出，炉气净化到含尘0.2g/NM3。
进入净化工段。
（四）净化工段净化采用内喷文氏管——泡沫塔——间冷器——电除雾器封闭稀酸洗净化流程。
来自电除尘器的炉气，炉气温度约在300C左右，含尘量约在0.2g/NM3，首先进入内喷文氏管，炉气在喉管内以50米/秒气速冲击送入稀酸，使稀酸雾化，气体与液体充分接触，炉气温度降到65'C左右，炉气中大部分灰尘、砷、氟等杂质被除去。
经增湿后的炉气进入泡沫塔进一步洗涤、冷却，炉气温度降至50 C左右，进入间冷器。
炉气在间冷器内与水间接冷却，换热使炉气温度降至35 C以下，炉气中的热量绝大部分在此设备移出系统。
进入电除雾器进一步除去残余的灰尘和酸雾，使炉气中酸雾<0.03g/NM3 ，砷<1.0mg/NM3，氟<3.0mg/NM3，净化后的炉气进入干燥塔。
由内喷文氏管流出的洗涤稀酸，温度60-65 C进入斜管沉降器，进行固液分离，清液回循环槽，斜管沉降器底部定期排出的酸泥及少量稀酸流至中和槽用石灰中和处理。
硫酸生产工艺流程(3篇)
第1篇一、概述硫酸是一种重要的无机化工原料，广泛应用于化肥、农药、冶金、石油、医药、造纸、玻璃、染料等工业部门。
硫酸的生产方法主要有接触法、接触法-转化法、转化法、转化法-转化法等。
本文以接触法为例，详细介绍硫酸的生产工艺流程。
二、原料及设备1. 原料：硫磺、空气、水。
2. 设备：沸腾炉、转化炉、吸收塔、接触室、鼓风机、压缩机、泵、冷却器、加热器、冷凝器、过滤器、分离器、真空泵等。
三、生产工艺流程1. 硫磺燃烧将硫磺送入沸腾炉，在沸腾炉中与空气混合，在高温（800℃-1000℃）下进行燃烧，生成二氧化硫（SO2）。
反应方程式：S + O2 → SO22. 二氧化硫转化将燃烧生成的SO2气体送入转化炉，与水蒸气在催化剂的作用下进行转化反应，生成三氧化硫（SO3）。
反应方程式：2SO2 + O2 → 2SO33. 三氧化硫吸收将转化炉生成的SO3气体送入吸收塔，与水进行反应，生成硫酸。
反应方程式：SO3 + H2O → H2SO44. 硫酸浓缩将吸收塔中生成的硫酸溶液送入接触室，进行浓缩。
浓缩过程中，硫酸溶液与空气混合，加热至沸点，使部分水分蒸发，提高硫酸浓度。
5. 硫酸冷却将浓缩后的硫酸溶液送入冷却器，进行冷却，使其温度降至常温。
6. 硫酸分离将冷却后的硫酸溶液送入分离器，分离出硫酸和未反应的水蒸气。
7. 硫酸储存与输送将分离出的硫酸溶液储存于硫酸储罐中，待使用时通过泵送至用户。
四、生产工艺参数1. 硫磺燃烧温度：800℃-1000℃2. 转化炉温度：450℃-500℃3. 吸收塔温度：50℃-60℃4. 硫酸浓度：98%5. 催化剂活性：95%五、生产工艺特点1. 生产效率高：接触法生产工艺具有生产效率高、设备简单、操作方便等优点。
2. 原料来源广泛：硫磺资源丰富，且价格相对较低。
3. 环保：接触法生产工艺在燃烧过程中，SO2排放量较小，对环境污染相对较小。
4. 产品质量稳定：采用接触法生产工艺生产的硫酸，质量稳定，产品纯度高。
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硫酸简介
硫酸，化学式为H2SO4。是一种无色无味油状液体， 是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比 与水混溶。硫酸是基本化学工业中重要产品之一。它 不仅作为许多化工产品的原料，而且还广泛地应用于 其他的国民经济部门。硫酸作为化学六大无机强酸之 一，同时也作为所有酸中最常见的强酸之一，硫酸在 工业生产和人们的日常生活中有着广泛的应用。例如 石油和冶金工业、土壤改良、化肥生产等方面的应用。
●旋风除尘 此方法主要是排出0.1～0.2μｍ以上的矿尘颗粒。
炉气 炉气
负极
●文氏管洗涤
炉气
水洗净化常用文氏管洗涤
器，文氏管洗涤器是由收
缩管、颈管和放大管三部
炉气
分组成。
●电除尘
电除尘（除雾）器是利用静电引力的 作用，将气流中的尘粒（雾粒）沉析
H2O
排渣
H2O
正极
从而使气体达到净化的目的。
电除尘器
H
298
2453
.30kJ
三、炉气的净化
从沸腾炉焙烧硫铁矿得到的炉气中，除了 SO2 和O2是转化工序所需的有用气体、N2是惰性气体外， 还含有哪些有害物质？
矿尘
As Se H2O+SO3
阻塞管道和设备，增大流体阻力，降 低钒催化剂的活性。
As2O3 SeO2
使钒催化剂中毒
生成硫酸雾
腐蚀设备、管道，降 低钒催化剂的活性。
硫酸铁的焙烧原理
●在500℃以上，硫铁矿首先分解为硫化亚铁和硫蒸气
2FeS2 ＞500℃ 2FeS＋S2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H
298
295
.68 k J
●硫蒸汽燃烧，生成二氧化硫
S2＋2O2
2SO2
H
298
724
.07 k
J
●硫化亚铁与空气接触，继续焙烧，生成红棕色的三氧化二铁
4FeS＋7O2
2Fe2O3＋4SO2
炉气 炉气
文氏管洗涤器
硫酸的工艺流程图
硫铁矿的陪烧
炉气的净化
气体的干燥
二氧化硫的转化
三氧化硫的吸收
一、硫酸的生产方法
硫酸是三氧化硫和水化合后的产物 即： SO3+H2O=H2SO4 制取SO3是 由于硫磺及硫化物在空气中易于燃烧，同时
生成SO2，即： S+O2=SO2
使二氧化硫催化氧化可得三氧化硫
即: 2SO2+O2=2SO3
内容概要
•硫酸生产方法的简介 •硫酸的工艺流程图 •反应设备的简介 •催化剂的选用 •硫酸生产工艺路线及分析 •内容小结
硫酸生产方法的简介
硫酸的生产方法有：塔式法、铅室法 和接触法。本次采用以硫铁矿为原料 的接触法生产工艺。它的主要工序包 括1、硫铁矿的陪烧 2、炉气的净化3、 气体的干燥 4、二氧化硫的转化5、三 氧化硫的吸收。