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1、第三节第三节 炉气的净化及干燥炉气的净化及干燥 硫铁矿焙烧炉气除含有硫铁矿焙烧炉气除含有SO2SO2、N2N2、O2O2外，还含有外，还含有SO3SO3、H2OH2O、As2O3As2O3、SeO2SeO2、HFHF及矿尘等物质。矿尘不仅会堵及矿尘等物质。矿尘不仅会堵塞设备与管道，而且会造成催化剂失活；砷和硒则会塞设备与管道，而且会造成催化剂失活；砷和硒则会使催化剂中毒；水分与三氧化硫极易形成酸雾，不仅使催化剂中毒；水分与三氧化硫极易形成酸雾，不仅对设备产生严峻腐蚀，而且很难被吸取除去。在炉气对设备产生严峻腐蚀，而且很难被吸取除去。在炉气送去转化之前，必需先对炉气进行净化，应达到的净送去转化之
2、前，必需先对炉气进行净化，应达到的净化指标如下表。化指标如下表。一、炉气净化的目的和要求一、炉气净化的目的和要求砷砷 酸雾酸雾 氟氟 水分水分 尘尘 0.001g/m0.001g/m3 3 0.03g/m0.03g/m3 3 0.001g/m0.001g/m3 3 0.1g/m0.1g/m3 3 0.005g/m0.005g/m3 3 二、净化的原理及方法二、净化的原理及方法v（一）矿尘的清除（一）矿尘的清除v依据炉气中尘粒大小不同，工业上实行不同的净化方法。对依据炉气中尘粒大小不同，工业上实行不同的净化方法。对于较大的尘粒（于较大的尘粒（10m10m以上）可接受自由沉降室或旋风分别以上）可接
3、受自由沉降室或旋风分别器等机械除尘设备；对于较小的尘粒（器等机械除尘设备；对于较小的尘粒（0.10.110m10m）可接受）可接受电除尘器；对于更小颗粒的矿尘（电除尘器；对于更小颗粒的矿尘（0.05m0.05m）可接受液相洗）可接受液相洗涤法除去。涤法除去。v电除尘器电除尘器v原理：含尘气体通过高压电场后产生的自发性电离使颗粒原理：含尘气体通过高压电场后产生的自发性电离使颗粒带电，在电场力的作用下运动，到达收尘电极后放电并吸带电，在电场力的作用下运动，到达收尘电极后放电并吸附在收尘电极上，从而实现了气态非均相物系的分别。附在收尘电极上，从而实现了气态非均相物系的分别。焙烧后产生的焙烧后产生的
4、As2O3 As2O3和和 SeO2 SeO2有这样的特性，当温度下降时，有这样的特性，当温度下降时，它们在气体中的饱和含量快速下降，因此可接受水或稀它们在气体中的饱和含量快速下降，因此可接受水或稀硫酸来降温洗涤炉气。硫酸来降温洗涤炉气。当温度降至当温度降至5050时，气体的砷、硒氧化物已降至规定指标时，气体的砷、硒氧化物已降至规定指标以下。凝固成固相的砷、硒氧化物大部分被洗涤液带走。以下。凝固成固相的砷、硒氧化物大部分被洗涤液带走。残余呈固体微粒悬浮在气相中成为酸雾冷凝中心。残余呈固体微粒悬浮在气相中成为酸雾冷凝中心。（二）砷和硒的清除（二）砷和硒的清除 1 1酸雾的形成酸雾的形成 接受硫酸
5、溶液或水洗涤净化炉气，洗涤液中确定数量的水分接受硫酸溶液或水洗涤净化炉气，洗涤液中确定数量的水分子进入气相，使炉气中的水蒸气含量增加。水蒸气与炉气子进入气相，使炉气中的水蒸气含量增加。水蒸气与炉气中的三氧化硫接触生成硫酸蒸气。中的三氧化硫接触生成硫酸蒸气。随着温度的降低，硫酸蒸气冷凝形成酸雾（硫酸小液滴）。随着温度的降低，硫酸蒸气冷凝形成酸雾（硫酸小液滴）。（三）酸雾的形成与清除（三）酸雾的形成与清除2酸雾的清除酸雾的清除 v生产中常用电除雾器清除酸雾。生产中常用电除雾器清除酸雾。v电除雾器的除雾效率与酸雾微粒直径成正比，一电除雾器的除雾效率与酸雾微粒直径成正比，一是逐级降低洗涤酸浓度，从而使
6、气体中水蒸气含是逐级降低洗涤酸浓度，从而使气体中水蒸气含量增加，酸雾吸取水分而增大粒径。二是气体被量增加，酸雾吸取水分而增大粒径。二是气体被逐级冷却，使酸雾也被冷却，同时气体中的水分逐级冷却，使酸雾也被冷却，同时气体中的水分在酸雾表面冷凝从而使粒径增大。在酸雾表面冷凝从而使粒径增大。三、炉气净化的酸洗工艺流程三、炉气净化的酸洗工艺流程 v酸洗流程是用稀硫酸洗涤炉气，除去其中的矿尘和有害杂酸洗流程是用稀硫酸洗涤炉气，除去其中的矿尘和有害杂质，降低炉气温度。质，降低炉气温度。v1.“1.“文泡冷电文泡冷电”酸洗净化流程酸洗净化流程v自焙烧工序来的自焙烧工序来的SO2SO2炉气，进入文丘里洗涤器炉气
7、，进入文丘里洗涤器1 1（文氏管），（文氏管），用用1515-20-20稀酸进行第一级洗涤，洗涤后的气体经复挡稀酸进行第一级洗涤，洗涤后的气体经复挡除沫器除沫器3 3除沫，再进入泡沫塔除沫，再进入泡沫塔4 4用用1 1-3-3稀酸进行其次级稀酸进行其次级洗涤。洗涤。v炉气经两级稀酸洗除去矿尘、杂质，其中的炉气经两级稀酸洗除去矿尘、杂质，其中的As2O3As2O3、SeO2SeO2v 大部分凝固为颗粒而被除掉，部分成为酸雾的凝合中心；大部分凝固为颗粒而被除掉，部分成为酸雾的凝合中心；v炉气中的炉气中的SO3SO3与水蒸气形成酸雾，在凝合中心形成酸雾颗粒。与水蒸气形成酸雾，在凝合中心形成酸雾颗粒。
8、炉气经两级稀酸洗，再经复挡除沫器炉气经两级稀酸洗，再经复挡除沫器5 5除沫，进入列管式冷除沫，进入列管式冷凝器凝器6 6冷却，水蒸气进一步冷凝，酸雾粒径进一步增大，而冷却，水蒸气进一步冷凝，酸雾粒径进一步增大，而后进入管束式电除雾器，借助于直流电场除去酸雾，净化后后进入管束式电除雾器，借助于直流电场除去酸雾，净化后的炉气去干燥塔。的炉气去干燥塔。v文丘里洗涤器文丘里洗涤器1 1的洗涤酸经斜板沉降槽的洗涤酸经斜板沉降槽9 9沉降，沉降后清液循沉降，沉降后清液循环运用；污泥自斜板底部放出，用石灰粉中和后与矿渣一起环运用；污泥自斜板底部放出，用石灰粉中和后与矿渣一起外运处理。外运处理。v热炉气在第一
9、洗涤塔（空塔）被热炉气在第一洗涤塔（空塔）被20%20%30%30%的稀酸洗涤降的稀酸洗涤降温，除去炉气中的大部分矿尘及杂质，再进入其次洗涤温，除去炉气中的大部分矿尘及杂质，再进入其次洗涤塔（填料塔）进一步洗涤冷却，炉气中的砷、硒氧化物塔（填料塔）进一步洗涤冷却，炉气中的砷、硒氧化物基本被冷凝，一部分被洗涤酸带走另一些形成酸雾凝基本被冷凝，一部分被洗涤酸带走另一些形成酸雾凝合中心，被第一段电除雾器除去。出来的炉气经增湿塔合中心，被第一段电除雾器除去。出来的炉气经增湿塔冷却和增湿，使酸雾粒径增大，然后进入其次段电除雾冷却和增湿，使酸雾粒径增大，然后进入其次段电除雾器，进一步除掉酸雾和杂质。器，进
10、一步除掉酸雾和杂质。2.2.三塔两电酸洗流程三塔两电酸洗流程四、炉气的干燥四、炉气的干燥v干燥是除去炉气中的水分，使每立方米炉气中水蒸干燥是除去炉气中的水分，使每立方米炉气中水蒸气含量小于气含量小于0.1 g0.1 g。炉气中的水蒸气假如进入二氧化。炉气中的水蒸气假如进入二氧化硫转化器，会与三氧化硫再次形成酸雾，酸雾难于硫转化器，会与三氧化硫再次形成酸雾，酸雾难于吸取，同时对催化剂会造成影响，因此，炉气必需吸取，同时对催化剂会造成影响，因此，炉气必需进行严格的干燥。进行严格的干燥。1 1干燥塔工作原理干燥塔工作原理v工业上常用浓硫酸作干燥剂，炉气从填料塔下部通入，工业上常用浓硫酸作干燥剂，炉气
11、从填料塔下部通入，与塔上部淋洒的浓硫酸逆流接触，硫酸吸取炉气中的与塔上部淋洒的浓硫酸逆流接触，硫酸吸取炉气中的水分，使炉气达到干燥指标。水分，使炉气达到干燥指标。2 2工艺条件的选择工艺条件的选择 v（1 1）喷淋酸浓度喷淋酸浓度 v喷淋酸浓度越大，硫酸液面上水蒸气分压越小，干燥效喷淋酸浓度越大，硫酸液面上水蒸气分压越小，干燥效果亦越好。浓度为果亦越好。浓度为98.398.3的硫酸液面上几乎没有水蒸气。的硫酸液面上几乎没有水蒸气。但是硫酸浓度超过但是硫酸浓度超过95%95%时，硫酸液面上三氧化硫气体浓度时，硫酸液面上三氧化硫气体浓度增加，可与炉气中水蒸气生成酸雾。增加，可与炉气中水蒸气生成酸雾
12、。v在工业上既要考虑酸的吸水实力，又要考虑尽量避开酸在工业上既要考虑酸的吸水实力，又要考虑尽量避开酸雾的形成，通常接受浓度为雾的形成，通常接受浓度为93%-95%93%-95%的硫酸作为干燥酸。的硫酸作为干燥酸。v （2 2）喷淋酸的温度）喷淋酸的温度 v从降低喷淋酸液面上蒸气分压，提高干燥程度并削从降低喷淋酸液面上蒸气分压，提高干燥程度并削减酸雾的生成量等方面考虑，希望喷淋酸的温度尽减酸雾的生成量等方面考虑，希望喷淋酸的温度尽可能低些。但这样却使可能低些。但这样却使SO2SO2在酸中的溶解度增大和在酸中的溶解度增大和循环酸冷却系统的负荷增大。循环酸冷却系统的负荷增大。v实际生产中，喷淋酸的入
13、塔温度一般选在实际生产中，喷淋酸的入塔温度一般选在30304O4O，在夏季不超过，在夏季不超过45 45。v（3）气体温度）气体温度 v进入干燥塔的气体温度低，气进入干燥塔的气体温度低，气体带入塔内的水分就少，干燥体带入塔内的水分就少，干燥效率就高。效率就高。v因此，进入干燥塔的气体温度因此，进入干燥塔的气体温度愈低愈好。实际生产中，一般愈低愈好。实际生产中，一般限制气温在限制气温在30左右，夏季不左右，夏季不超过超过37。v（4 4）喷淋密度）喷淋密度 v在干燥过程中，喷淋酸吸取气体中的水分，放出大量在干燥过程中，喷淋酸吸取气体中的水分，放出大量的热，酸温随之上升。的热，酸温随之上升。v若喷
14、淋酸量过少，会使升温幅度过大，从而降低干燥若喷淋酸量过少，会使升温幅度过大，从而降低干燥效率，加剧酸雾形成。效率，加剧酸雾形成。v生产上一般选择喷淋密度为生产上一般选择喷淋密度为10-15m310-15m3m2hm2h，过大，过大会增加流体阻力和动力消耗，同时可以保证塔内酸的会增加流体阻力和动力消耗，同时可以保证塔内酸的温度和浓度的变更限制在温度和浓度的变更限制在0.2-0.5%0.2-0.5%之间。之间。v炉气经净化后进入干燥塔，与塔顶喷淋下来的浓硫酸炉气经净化后进入干燥塔，与塔顶喷淋下来的浓硫酸逆流接触，塔内装有填料以使气液接触匀整，炉气中逆流接触，塔内装有填料以使气液接触匀整，炉气中的水
15、分被硫酸吸取。的水分被硫酸吸取。v干燥后的炉气经干燥塔顶部的捕沫器除去夹带的酸沫，干燥后的炉气经干燥塔顶部的捕沫器除去夹带的酸沫，然后去转化工序。然后去转化工序。3.3.干燥工艺流程干燥工艺流程v喷淋酸吸取水分后温度上升，出塔后经淋洒式酸冷喷淋酸吸取水分后温度上升，出塔后经淋洒式酸冷却器降温，再进循环槽由酸泵送干燥塔顶进行喷淋。却器降温，再进循环槽由酸泵送干燥塔顶进行喷淋。v喷淋酸吸取炉气中的水分后被稀释，为维持确定的喷淋酸吸取炉气中的水分后被稀释，为维持确定的浓度，需由吸取工序引来浓度，需由吸取工序引来98.398.3硫酸在循环槽与出硫酸在循环槽与出干燥塔的酸混合。干燥塔的酸混合。v混合后酸量增多，多余的酸需送回吸取工序或作为混合后酸量增多，多余的酸需送回吸取工序或作为成品酸送入酸库。成品酸送入酸库。