硫铁矿制酸工艺.pdf

概述江铜化工（ JTHG ）错误！未找到索引项第一章概述 ..................................................................................................................... 1第一节装置概况 ......................................................................................................................... 1第二节硫酸及硫氧化物的性质................................................................................................. 2第三节工艺流程及其控制特点............................................................................................... 14 第二章硫铁矿制酸主要工艺原理............................................................................. 23第一节沸腾焙烧工艺原理..................................................................................................... 23第二节炉气净化工艺原理..................................................................................................... 31第三节三氧化硫吸收工艺原理............................................................................................. 40第四节二氧化硫转化的工艺原理......................................................................................... 47第五节循环水工艺原理......................................................................................................... 50第一章概述第一节装置概况江西铜业集团化工有限公司老系统硫酸装置设计生产能力为10 万吨／年，以德兴铜矿副产硫精矿为原料，采用氧化焙烧，干法除尘，稀酸酸洗净化和两转两吸接触法制酸工艺。

本装置还具有高回收率和低― 三废‖ 排放等优点总硫回收率期望值可达 97％（保证值为 96.0％以上） ，工艺流程采用了二转二吸制酸工艺，―3+1‖四段转化，提高硫的利用率，使尾气中SO2 及硫酸雾的排放指标低于《大气污染物综合排放标准》 ，净化工段20％稀酸外运到大山厂和泗州厂做为选矿药剂使用，不外排；硫酸钡烧渣是优质铁精矿，直接销售给钢铁厂，达到综合利用的目的鼓风机噪音采用消声、隔声及不设固定岗位等有效措施本装置技术新、可靠性高，采用以下具有成功业绩的最新技术：DCS控制系统；阳极保护管壳式酸冷器；二吸塔用高效除雾器控制尾气排放带出酸沫等概述江铜化工（ JTHG ）现在建设的江西铜业 （德兴）60 万吨/年硫铁矿循环经济项目一期工 程规模为 30 万吨/年，项目建成后，年产98%工业硫酸 25 万吨，105% 发烟硫酸 15 万吨，优质铁精粉18.2万吨，余热发电量7800万度计划 于 2012年 6 月竣工投产第二节硫酸及硫氧化物的性质1 硫酸的物理性质硫酸的分子量为98.078，分子式为 H2SO4从化学意义上讲，是三氧化硫与水的等摩尔化合物，即SO3· H2O在工艺技术上，硫酸是指 SO3与 H2O 以任何比例结合的物质， 当 SO3与 H2O 的摩尔比 ≤1时，称为硫酸，它们的摩尔比﹥ 1 时，称为发烟硫酸。

硫酸的浓度有各种不同的表示方法，在工业上通常用质量百分比浓度表示硫酸的主要物理性质为：20℃时密度g/cm3 1.8305 熔点℃10.37+0.05 沸点℃100% 275+5 98.479%(最高) 326+5 气化潜热 (326.1℃时),KJ/mol 50.124 熔解热 (100%), KJ/mol 10.726 比热容 (25℃), J/(g k) 98.5% 1.412 99.22% 1.405 100.39% 1.394 1.1 外观特性浓硫酸是无色透明液体， 能与水或乙醇混合， 暴露在空气中迅速吸收空气中的水份概述江铜化工（ JTHG ）发烟硫酸是无色或微有颜色的粘稠状液体，敞口则挥发窒息性三氧化硫烟雾1.2化学组成 分子量： 98.08 O 分子式： H2SO4‖ 分子结构：HO－ S －OH ‖ O 1.3密度100%H2SO4在 20℃时的密度为1.8305g/cm3，同一温度下，硫酸溶液的密度首先随它的浓度增加而增加，当浓度达到98.3％时其密度达到最大值当酸浓由98.3％到 100％，随酸浓增大而下降，当为100%浓度时，出现密度的最小值（附表于后） 。

发烟硫酸的密度随其中游离的SO3 含量的增加而增加， 达到 62％时密度为最大，以后随SO3含量增加密度减小，直到100%液体 SO3 （附表于后）随着温度的升高，硫酸密度减小、体积增大，硫酸密度于是成为函数变量，其密度与浓度的关系见附表表 1-1：硫酸溶液的密度（ 20℃时）H2SO4含量密度 克/厘米3SO3含量 %总重量%重量克/升10 106.6 1.0661 8.16 20 227.9 1.1394 16.33 30 365.5 1.2185 24.49 40 521.1 1.3028 32.65 50 697.6 1.3951 40.80 60 898.9 1.4982 48.95 70 1127 1.6105 57.14 80 1382 1.7272 65.31 概述江铜化工（ JTHG ）90 1633 1.8144 73.47 95 1742 1.8337 77.55 96 1762 1.8355 78.37 97 1781 1.8364 79.18 98 1799 1.8365 80.00 99 1816 1.8432 80.81 100 1830 1.8305 81.63 104.5 1981 1.902 85.31 概述江铜化工（ JTHG ）表 1-2 硫酸密度与温度的关系重量 % 密 度g /cm3温度℃1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 93 95 96 97 98 99 100 0 1.0075 1.0735 1.1510 1.2326 1.3179 1.4110 1.5154 1.6293 1.7482 1.8361 1.8490 1.8544 1.8560 1.8568 1.8568 1.8551 1.8517 10 1.0069 1.0700 1.1453 1.2255 1.3103 1.4000 1.5067 1.6198 1.7376 1.8252 1.8384 1.8439 1.8457 1.8465 1.8455 1.8445 1.8409 20 1.0056 1.0661 1.1391 1.2185 1.3028 1.3951 1.4982 1.6105 1.7202 1.8144 1.8279 1.8337 1.8355 1.8364 1.8365 1.8342 1.8305 30 1.0022 1.617 1.1335 1.2115 1.2963 1.3872 1.4898 1.6041 1.7170 1.8088 1.8176 1.8236 1.8258 1.8268 1.8265 1.8242 1.8205 40 0.9986 1.0670 1.1275 1.2046 1.2878 1.3795 1.4816 1.5925 1.7069 1.7933 1.8074 1.8137 1.8157 1165 1.8167 1.8145 1.8108 50 0.9944 1.0517 1.1215 1.11978 1.2806 1.3719 1.4735 1.5838 1.6971 1.7829 1.7974 1.8040 1.8060 1.8070 1.8072 1.8050 1.8015 60 0.9895 1.0460 1.1153 1.1909 1.2732 1.3644 1.4656 1.5750 1.6873 1.7729 1.7876 1.7944 1.7956 1.7976 1.7978 1.7958 1.7926 80 0.9779 1.0338 1.1021 1.7710 1.2598 1.1394 1.4497 1.5582 1.6680 1.7525 1.7681 1.7751 1.7773 1.7784 1.7787 1.7778 1.7765 100 0.9645 1.0204 1.0885 1.1630 1.2446 1.3348 1.4344 1.5417 1.6403 1.7331 1.7485 1.7561 1.7586 1.7606 1.7609 1.7609 1.7607 硫铁矿制酸主要工艺原理江铜化工（ JTHG ）图 1-1 SO3水溶液在 40℃时的密度变化趋势图密度 g/cm32.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0 20 40 60 80 100 120 40 60 80 100 硫酸浓度％ H2SO4。

发烟硫酸浓度％SO3游离1.4 粘度硫酸的粘度随温度的升高而降低 硫酸溶液与发烟硫酸的粘度随其浓度增加而升高，随温度提高而降低表 1-3 硫酸粘度与温度的关系数据硫酸浓度% 粘度（帕 .秒）15℃20℃30℃40℃50℃93 0.0317 0.0231 0.0156 0.0121 0.0084 98 0.0349 0.0258 0.0171 0.0129 0.0094 104.5 0.0474 0.0366 0.0288 0.0208 0.0128 1.5 结晶温度硫酸溶液的结晶温度随硫酸含量的不同而在一个较大的范围内波动由于硫酸的结晶湿度随其浓度的不同有很大变化，为储存和运输方便，避免在冬季冻结或结晶， 商品硫酸的浓度都规定为结晶浓度低的浓度 ,如化工公司的主产品硫酸为98%酸，其结晶浓度为 -0.7 ℃左右硫铁矿制酸主要工艺原理江铜化工（ JTHG ）表 1-4 不同浓度硫酸结晶温度硫酸浓度 % 92.5 93 97 97.5 98 98.5 100 104.5 结晶温度℃-22 -29 -6.9 -3.7 -1.1 +1.8 +10.9 +2.5 1.6 二氧化硫在硫酸及发烟硫酸中的溶解度二氧化硫在同一浓度的硫酸中其溶解度随温度的升高而降低。

在不同浓度的硫酸中随浓度增高而降低，直到硫酸浓度83.3%最低此后，酸浓增加时，则二氧化硫溶解度又逐渐增加表 1-5 二氧化硫在硫酸及发烟硫酸中的溶解度硫酸浓度%H2SO4SO2溶解度(克/100 克 H2SO4) 10 20 30 40 50 80 100 75 5.70 2.46 2.04 1.50 1.15 0.56 0.42 85 4.60 1.38 1.29 1.00 0.73 0.37 0.30 90 4.72 3.04 1.96 1.49 1.16 0.62 0.37 95 5.80 3.02 2.23 1.66 。