一、 硫酸的性質
1、硫酸的組成:
硫酸是由三氧化硫和水化合而成,乙個三氧化硫分子與乙個水分子相結合的物質稱為無水硫酸(標酸)或純硫酸,純硫酸一般為無色透明、油狀液體,用化學式h2so4表示,分子量為98.08(so3:80.
06+h2o:18.02)。
2、 硫酸的密度:
單位體積硫酸(標酸)重量與同體積的4℃水的重量之比稱為硫酸的相對密度(無單位)。在同一條件下,同一硫酸相對密度和密度在數值上是相同的。
相對密度是溫度和濃度的函式,在溫度一定時,相對密度隨濃度的上公升而公升高;在濃度一定時,隨溫度上公升而下降,但在98.3%時相對密度為最大(1.862)。
在硫酸溶液中純硫酸所佔比例(質量百分比濃度)不同分為:稀硫酸、濃硫酸和發煙硫酸。
3、 硫酸的結晶溫度
硫酸從液體轉變為固體時的溫度稱為結晶溫度,它隨濃度不同而變化,其變化過程是不規則的,但是,知道幾種常見的結晶溫度,對搞好硫酸生產、儲存、運輸等是很有幫助的:
93%:-27℃ 98.5%: 1.8℃ 100%:10.371℃
4、硫酸的三大特性
吸水性; 脫水性; 氧化性。
二、 硫酸的用途
硫酸是重要的基本化工原料,用途極為廣泛,主要用於磷肥、氮肥等化肥生產(約佔70--80%);同時在有機化工(如磺化、酸化、催化脫水、水合水解等)、無機化工(如製取芒硝、硫酸鋁、亞硫酸鈉等)、製藥、製革、石油煉製等都需要硫酸,在歷史上有「硫酸是化學工業之母」的重稱。
三、 硫酸的製取(生產)
因原料不同硫酸製取分為三種:
1、以硫磺為原料製取硫酸;
2、以硫鐵礦為原料製取硫酸;
3、以冶煉煙氣及其它(磷石膏、硫化氫等)為原料製取硫酸;
四、 硫酸生產(以硫磺、硫鐵礦為主)及發展方向
1、裝置規模大型化;
2、熱能的充分利用和**;
3、強化使用高效裝置;
4、新技術的開發與應用;
5、採用較高的自動化控制水平;
硫磺制酸生產過程介紹
(以80萬噸/年硫磺制酸為例)
一、硫酸生產的三大步驟(反應過程):
1、二氧化硫(so2)的製取
液體硫磺經硫磺幫浦噴入焚硫爐內與來自鼓風機的幹空氣在一定溫度下燃燒生成二氧化硫,其反應方程式為:
s(l) + o2 (gso2 (g) + q
2、三氧化硫(so3)的製取
10.5%左右的二氧化硫(so2)進入轉化器,在釩觸媒(v2o5)的催化氧化作用下與氧氣在一定溫度下反應生成三氧化硫(so3),其反應方程式為:
2so2 (g) + o2 (g) 2so3 (g)+ q
此反應有三個特點:放熱反應、可逆反應、體積縮小的反應。
3、吸收三氧化硫(so3)製取成品硫酸
在吸收塔內借助填料(瓷環)用濃硫酸吸收三氧化硫(so3)制得成品硫酸,其反應方程式為:
so3 (g) + h2o(lh2so4(l) + q
以上三步反應均屬放熱反應,根據所需移走熱量的多少(溫差大小)分為:
1、高溫位餘熱(二氧化硫(so2)的製取);
2、中溫位餘熱(三氧化硫(so3)的製取);
3、低溫位餘熱(吸收三氧化硫(so3)製取成品硫酸);
在目前的硫酸生產裝置上,對於高、中溫位餘熱利用(佔總熱量的65-70%)已經非常普遍了,而低溫位餘熱利用我國還處於起步階段。
二、硫磺制酸生產的工藝流程
3+1(國內催化劑選用3+2)兩轉兩吸流程。
三、硫磺制酸生產的三大指標控制
1、硫的燃燒率:≥99.99%
2、二氧化硫(so2)轉化為三氧化硫(so3)的轉化率:≥99.8%
3、三氧化硫(so3)的吸收率:≥99.99%
四、硫磺制酸生產流程圖
1、固磺、液磺走向:
貨櫃(固體硫磺) 卸車臺皮帶硫磺庫
皮帶快速熔硫槽粗硫槽粗硫幫浦過濾機
低壓蒸汽外管( 160
精硫槽液硫幫浦液硫貯罐液硫槽液硫幫浦
2、空氣、爐氣走向:
大氣鼓風機乾燥塔絲網除霧器
焚硫爐(1150℃) 廢熱鍋爐(420℃)
精硫幫浦精硫地下槽
轉化一段(610高溫過熱器(445℃) 轉化二段(520℃)
熱熱換熱器(450℃) 轉化三段(480℃) 冷熱換熱
器(320℃) ⅱ省煤器(180℃) 第一吸收塔(70℃) 纖維除霧器冷熱換熱器(300℃) 熱熱換熱器(420℃) 轉化四段(440℃) 低溫過熱器(276℃) ⅰ省煤器(165℃) 第二吸收塔(60℃) 除霧器尾氣煙囪放空
尾氣吸收裝置(吸收so2)
3、硫酸走向:
1)、迴圈酸走向:
①乾燥酸: 乾吸迴圈槽(96℃) 乾燥迴圈酸幫浦(1100m3/h)
工業水乾燥酸冷卻器(65-70℃) 乾燥塔(70-75℃) 第二吸收迴圈槽
②第一吸收酸:乾吸迴圈槽(96℃) 一吸迴圈酸幫浦(1470m3/h)
一吸酸冷卻器(73-75℃) 第一吸收塔(110℃) 乾吸迴圈槽
③第二吸收酸:第二吸收迴圈槽(70-75℃) 二吸迴圈酸幫浦(1100m3/h) 第二吸收塔(85℃) 乾吸迴圈槽
2)、產品酸:二吸迴圈酸幫浦(70-75℃) 成品酸冷卻器(40℃)
地下酸槽成品酸幫浦濃硫酸貯罐
4、水走向:
1)、工業水:各取水(礦山井下、魚簡河、潮水河) 工業水預處理站高位工業水池(或消防水池) 生產區工業水管網
生產區消防水管網
乾吸酸迴圈槽
工業水硫酸分管網脫鹽水站脫鹽水箱
裝置冷卻乾吸迴圈水池
2)、乾吸迴圈水:
乾吸迴圈水池(32℃) 迴圈水幫浦乾吸酸冷卻器(乾燥、一吸、成品)(40℃) 玻璃鋼冷卻塔(32℃) 乾吸迴圈水池
3)、脫鹽水(鍋爐用水):
脫鹽水箱(< 40℃) 脫鹽水幫浦除氧器(115℃)
50噸/小時流化床鍋爐鍋爐給水幫浦
硫酸鍋爐給水幫浦(6.3mpa) ⅰ省煤器低溫區 ⅱ省煤器(低至高)(175℃) ⅰ省煤器高溫區(255℃) 廢熱鍋爐
5、蒸汽走向
廢熱鍋爐(4.2mpa 255℃) 低溫過熱器(4.0mpa 298℃)
高溫過熱器(3.82mpa 450℃)
50噸/小時流化床鍋爐中壓蒸汽管網
發電裝置硫酸鼓風機驅動
減溫器減溫器
低壓蒸汽管網(180℃) 各使用者點(磷酸、一銨、二銨、硫酸熔硫、液硫保溫、取暖等) 冷凝水管網(80℃) 冷卻器(40℃) 脫鹽水站
五、 硫酸生產裝置的特點
1、高溫(爐氣:60-1150℃,蒸氣:180-450℃,硫酸:40-110℃),
防燙傷;
2、高壓(蒸氣壓力:0.3-3.82mpa),防洩漏傷人;
3、有毒(二氧化硫氣體、三氧化硫氣體),檢修前進行氣體置換,以防中毒;
4、有腐蝕(硫酸),防燒傷;
5、易燃易爆(氫氣、液體硫磺、硫磺粉塵)隔離火源,加強通風;
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硫磺制酸裝置扭虧為盈方案
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食品相關產品生產許可制度實施現狀及存在的問題
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