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1、清洁生产工艺CleanerProductionandGreenTechnologyCleanerProductionandGreenTechnology第六章 硫酸工业清洁生产工艺目 录l6-1 6-1 硫酸生产概述硫酸生产概述l6-2 6-2 以硫酸为原料生产硫酸以硫酸为原料生产硫酸l6-3 6-3 硫酸清洁生产硫酸清洁生产6-1 硫酸生产概述l6-1-1 6-1-1 硫酸生产开展简述硫酸生产开展简述l6-1-2 6-1-2 硫酸的品种和规格硫酸的品种和规格l6-1-3 6-1-3 硫酸在国民经济中的作用硫酸在国民经济中的作用l6-1-4 6-1-4 生产硫酸的原料生产硫酸的原料 6-1-1
2、 硫酸工业开展概述l铅室法铅室法SO2+N2O3+H2OH2SO4+2NO6-1-2 硫酸的品种和规格l工业硫酸国家标准工业硫酸国家标准GB-534-826-1-3 硫酸在国民经济中的作用 硫硫 酸酸 利用硫酸的利用硫酸的利用脱水性的利用脱水性的利用作硝化助剂的利用作硝化助剂的利用酸性的利用酸性的 利用作氧化助剂的的利用作氧化助剂的的 产品中含硫酸根的产品中不含硫酸根的利用磺化作用的利用作精制或敬洗的利用作精制或敬洗的其其 它它硫酸参与反应或用作催化作用产品中含有硫酸根的l硫铵、过磷酸钙l硫化钠、硫酸钙、硫酸铝、硫酸镁、硫酸钡l铁、铜、镍、铬、锰、钙、铀、锌、溴等硫酸盐，各类矾类产品中不含硫酸
3、根的l湿法磷酸、盐酸、氢氟酸、硫化氢、二氯化钛、锌钡白l硅胶、醋酸、甲酸等的制造l铜、锌、镍、锂、钡、钠等金属冶炼l人造纤维及玻璃纸的凝固液l铜氨丝洗净l己内酰氨利用磺化作用l石炭酸、间苯二酚、-萘酚l多种染料中间体l对氨基苯磺酸、氯磺酸、氨基磺酸等的制造利用脱水性l稀硝酸的浓缩l从醇类制醚类及烯烃等l氯气枯燥剂等利用作硝化助剂的l硝基笨、硝酸纤维素、苦味酸、TNT、硝化甘油l苯胺、-萘氨、各类染料及中间体的制造硫酸参与反响或作催化剂l淀粉、木材纤维素糖化l饮料水制造、溴碘的制造l二氧化氯、乙醛、醋酸脂、其它脂肪酸脂、乙二醇l苯酚酯的制造、石油的烷基化、酚醛缩合等利用作氧化助剂l重铬酸钾、醇、
4、醛、酮l从有机物制造磺酸等利用精制或清洗l石油精制、油脂洗净l铁、铜、青铜、银等制品的去锈其它l蓄电池l杀菌剂、杀虫剂、l防腐剂l媒染剂l橡胶再生l皮的脱毛、果实脱皮 6-1-4 生产硫酸的原料l1硫磺l2石膏l3冶炼烟气l4硫铁矿 硫磺硫磺l 硫磺的来源有天然硫磺和以天然气、精炼有油、炼焦炉气等回收的硫磺、它是生产硫酸的理想原料之一，它不仅工艺简单、投资省、操作比较方便，而且不排烧渣，并大大减少废水排放，因此很受重视，特别近年来对硫酸的清洁生产及保护环境的要求日益提高，促进了硫磺制酸的开展。硫磺制酸在英美等国所占比重很大，但是许多国家包括我国在内硫磺资源不多，开展受到一定限制。石膏石膏l废石
5、膏多来自磷酸、柠檬酸生产过程中排放的固体废弃物，利用石膏生产硫酸同时联产水泥是一较好的废物利用方式，该技术在国外开展较为迅速，在我国通过引进和消化吸收已成功建成了工业化生产装置。冶炼烟气l在冶炼铜、锌、铅、镍钴等有色金属时，放出大量的二氧化硫烟气，大局部可以回收生产硫酸，这不仅经济上合理，而且消除了污染，保护了环境。目前我国利用有色金属冶炼烟气制酸有了很大开展。对此非常重视，技术比较成熟，1982年冶炼烟气制酸约为全国产量的60%。硫铁矿l硫铁矿是硫化矿物的总称，常见的是黄铁矿，主要硫铁矿的颜色因所含杂质不同而呈灰色、褐绿色、浅黄铜色等，具有金属光泽，理论含硫量为53.46%，而普通硫铁矿中含
6、硫为3048%，矿中主要杂质有铜、锌、铅、砷、硒等的硫化物，钙、镁的碳酸盐和硫酸盐、二氧化硅和氟化物等。其中砷和氟对接触法制酸危害最大。l在我国广泛使用的含硫原料，仍然是硫铁矿，硫铁矿资源较丰富，分布较广。主要分布在云南、四川、广东等地。目前我国主要以硫铁矿为原料生产硫酸。6-2 以硫铁矿为原料生产硫酸l6-2-1 6-2-1 硫铁矿的焙烧原理硫铁矿的焙烧原理l6-2-2 6-2-2 炉气的净制炉气的净制l6-2-3 6-2-3 二氧化硫的催化氧化二氧化硫的催化氧化l6-2-4 6-2-4 三氧化硫的吸收三氧化硫的吸收l6-2-5 6-2-5 接触法生产硫酸的全部流程接触法生产硫酸的全部流程6
7、-2-1 硫铁矿的焙烧原理l1.焙烧反响l2.焙烧速率和影响因素l3.硫铁矿的沸腾焙烧设备l4.硫铁矿焙烧过程的物料衡算 1.焙烧反响l硫铁矿的焙烧过程主要分为以下两个步骤：l1硫铁矿受热分解为硫化铁和硫蒸气。其反响为：l此反响在500C时进行，随看温度的升高反响急剧加速。l2硫蒸气的燃烧和一硫化铁的氧化反响l硫铁矿分解出来的硫蒸气，瞬即燃烧成二氧化硫：l硫铁矿分解出硫后，剩下的一硫化铁成多孔性物质，继续焙烧，当过剩空气量较多时，最后生成Fe2O3，烧渣呈红棕色，其反响为：l综合以上三个反响，硫铁矿焙烧的总反响为：第1页共2页 1.焙烧反响l 此外，二氧化硫在炉渣Fe2O3，的接触作用下，尚能
8、生成少量的三氧化硫。硫铁矿中钙、镁等的碳酸盐，受热分解产生二氧化碳和金属氧化物，这些金属氧化物与三氧化硫作用能生成相应的硫酸盐；砷和硒生成氧化物，氟成为氟化氢；在高温下都以气态混入炉气中。第2页共2页 2.焙烧速率和影响因素l1温度的影响l2矿料粒度的影响l3氧浓度的影响 3.硫铁矿的沸腾焙烧设备l沸腾焙烧炉 4.4.硫铁矿焙烧过程的物料衡算硫铁矿焙烧过程的物料衡算例:硫铁矿含硫30%干基，含水8%湿基，焙烧后炉气中SO2含量12%体积，SO3为0.24%体积，烧渣含硫0.5%，硫的总利用系数为91.7%，当时空气温度为20相对湿度为50%，试求出物料平衡表。第1页共10页仿以生产仿以生产10
9、00公斤公斤100%硫酸为计算基准。硫酸为计算基准。1烧渣产率烧渣产率按公式按公式式中：式中：Cs矿矿矿石中含硫量；矿石中含硫量；Cs渣渣渣中含硫量。渣中含硫量。X即烧渣产率为即烧渣产率为81.5%。4.4.硫铁矿焙烧过程的物料衡算硫铁矿焙烧过程的物料衡算第2页共10页4.4.硫铁矿焙烧过程的物料衡算硫铁矿焙烧过程的物料衡算2干矿石用量干矿石用量3烧渣产量烧渣产量第3页共10页4.4.硫铁矿焙烧过程的物料衡算硫铁矿焙烧过程的物料衡算4干炉气组成及数量干炉气组成及数量硫的烧出量硫的烧出量炉气中含硫总量应等于硫的烧出量，相当炉气中含硫总量应等于硫的烧出量，相当含：含：第4页共10页4.4.硫铁矿焙
10、烧过程的物料衡算硫铁矿焙烧过程的物料衡算炉气中含炉气中含SO212%体积体积，SO30.24%体积体积，炉气中含氧量可通过下式计算。，炉气中含氧量可通过下式计算。焙烧反响产物以焙烧反响产物以Fe2O3计算时，下式成立：计算时，下式成立：100=计计算算出出炉炉气气中中含含O25.05%,余余下下为为氮氮,含含量量为为82.71%第5页共10页4.4.硫铁矿焙烧过程的物料衡算硫铁矿焙烧过程的物料衡算干炉气的数量：干炉气内：干炉气的数量：干炉气内：含含SO2：含含SO3：含含O2：含含N2：第6页共10页4.4.硫铁矿焙烧过程的物料衡算硫铁矿焙烧过程的物料衡算l干炉气数量为：干炉气数量为：697.
11、1+17.43+146.68+2102.07=2963.28第7页共10页4.4.硫铁矿焙烧过程的物料衡算硫铁矿焙烧过程的物料衡算5进炉干空气量进炉干空气量通过惰性气体为联系组分，焙烧前后其量通过惰性气体为联系组分，焙烧前后其量不变。不变。在炉气中含氮量为在炉气中含氮量为75.074千摩千摩进炉干空气量进炉干空气量=第8页共10页4.4.硫铁矿焙烧过程的物料衡算硫铁矿焙烧过程的物料衡算6炉气含水量炉气含水量炉气中水份由矿石和空气带入。炉气中水份由矿石和空气带入。矿石含水：矿石含水：空气含水：空气含水：由由表表查查出出空空气气在在20相相对对湿湿度度为为50%时时，湿湿含含量量约为约为0.007
12、公斤公斤/公斤干空气。公斤干空气。则空气含水：则空气含水：炉气含水：炉气含水：103.22+19.29=122.51公斤公斤第9页共10页4.4.硫铁矿焙烧过程的物料衡算硫铁矿焙烧过程的物料衡算l将上列有关数据，列出生产将上列有关数据，列出生产1000公斤公斤100%H2SO4的物料平衡表如下：的物料平衡表如下：进入输出项目重量（公斤）项目重量（公斤）干矿石矿石含水干空气空气含水1187103.222755.8819.29炉气其中：SO2SO3O2N2H2O烧渣697.117.43146.682102.07122.51970总计4065.39405679第10页共10页 6-2-2 6-2-2
13、炉气的净制炉气的净制l一炉气净制的目的l二炉气净制的方法及其设备l三炉气的净制流程 一炉气净制的目的从沸腾炉出来的炉气中，除含有制从沸腾炉出来的炉气中，除含有制酸所需的二氧化硫和氧以及无用也酸所需的二氧化硫和氧以及无用也无害的惰性气体氮外，还含有矿尘、无害的惰性气体氮外，还含有矿尘、三氧化硫、水蒸气、三氧化硫、水蒸气、As2O3和和SeO2等有害物质，必须在净制过程中脱等有害物质，必须在净制过程中脱除到一定指标除到一定指标。第1页共4页炉气净制的目的1)从从沸沸腾腾炉炉出出来来的的炉炉气气中中含含尘尘虽虽很很高高，可可高高达达200300克克/标标米米3。矿矿尘尘不不仅仅能能堵堵塞塞设设备备、
14、管管道道，还还能能与与SO3形形成成硫硫酸酸铁铁覆覆盖盖于于催催化化剂剂外外表表。使使催催化化剂剂活活性性降降低低，并并使使转转化化器器阻阻力力上上升，因此必须脱除。升，因此必须脱除。2)三三氧氧化化硫硫是是生生产产硫硫酸酸过过程程中中的的中中间间产产物物，似似不不应应该该除除去去，但但是是它它与与水水蒸蒸气气接接触触时时能能变变成成酸酸雾雾，这这些些酸酸雾雾中中溶溶有有As2O3和和SeO2，并并带带有有极极细细的的矿矿尘尘，如如果果不不除除去去会会使使设设备备受受到到腐腐蚀，也会使催化剂中毒。蚀，也会使催化剂中毒。第2页共4页炉气净制的目的3)水水蒸蒸气气与与炉炉气气中中的的三三氧氧化化硫
15、硫形形成成酸酸雾雾时时，能能腐腐蚀蚀风风机机等等设设备备。水水蒸蒸气气与与转转化化后后生生成成的的三三氧氧化化硫硫结结合合生生成成的的酸酸雾雾，很很难难被被吸吸收收塔塔吸吸收收，随随尾尾气气排排走走，使使产产酸酸率率下下降降，并并污污染染大大气气。因因此此在在进进人人转转化化前前要要进进行行炉炉气气的的枯枯燥。燥。4)矿石中的砷化物和硒化物，在熔烧时生成矿石中的砷化物和硒化物，在熔烧时生成As2O3和和SeO2，它们在高温时呈液态，对催化剂有毒害作用。，它们在高温时呈液态，对催化剂有毒害作用。砷、硒的氧化物，在冷却降温后凝聚成细小晶体悬浮砷、硒的氧化物，在冷却降温后凝聚成细小晶体悬浮干炉气中，
16、成为硫酸酸雾的冷凝中心，可以在去除酸干炉气中，成为硫酸酸雾的冷凝中心，可以在去除酸其时一并除掉。其时一并除掉。第3页共4页炉气净制的目的5)矿石中的氟化物焙烧后主要以氟化氢的矿石中的氟化物焙烧后主要以氟化氢的形态进人炉气中，氟化氢能与二氧化硅形态进人炉气中，氟化氢能与二氧化硅反响，腐蚀设备中的陶瓷村里及填料，反响，腐蚀设备中的陶瓷村里及填料，破坏催化剂的载体硅藻土。氟化氢在水破坏催化剂的载体硅藻土。氟化氢在水洗净化时极易被水吸收。洗净化时极易被水吸收。第4页共4页二炉气净制的方法及其设备炉气净制的方法方法：1重力沉降及旋风别离 2湿法洗涤 3静电除尘炉气净化的主要设备简单介绍炉气净化的主要设备
17、简单介绍如下：1 旋风别离器 2 文氏管洗涤剂 3 泡沫洗涤塔 4 电滤器旋风别离器旋风别离器文氏管除尘器文氏管除尘器淋降式泡沫塔电除雾器电除雾器电滤器是利用静电引力作用将电滤器是利用静电引力作用将气流中的尘粒或雾滴沉析在电气流中的尘粒或雾滴沉析在电极上而除去的。用于除去尘粒极上而除去的。用于除去尘粒的称为电除尘器，用于除去酸的称为电除尘器，用于除去酸雾的称为电除雾器。虽然两者雾的称为电除雾器。虽然两者的结构有很大的差异，但是基的结构有很大的差异，但是基本原理是相同的。图是管式电本原理是相同的。图是管式电除尘器的简图。图中金属导线除尘器的简图。图中金属导线为为负极接高压电源负极接高压电源，金属
18、管，金属管或被流体湿润的硬塑料管或被流体湿润的硬塑料管为正极接地，管的直径约为正极接地，管的直径约为为200，长约，长约34m，每个除，每个除雾器由同样的管子数十根并列雾器由同样的管子数十根并列在一起而成。在一起而成。三炉气的净制流程 以硫铁矿为原料的接触法生产硫酸的过程中，炉气的净制是一个重要环节。为了减少投资，提高效率，简化操作，有多种净制方法和流程。主要分湿法净制和干法净制。目前，干法净制因除砷、氟等有害杂质方面达不到应有指标;所以未能得到推广使用。湿法净制又分酸洗净制和水洗净制两大类。水洗净制比酸洗净制流程的优点是设备简单，投资少，易于操作，适于砷氟和矿尘含量高的炉气净制。其缺点是排出
19、大量酸性污水，污染环境，需要处理。第1页共4页炉气的净制流程目前，我国硫酸厂较多采用文氏管水洗流程。高温炉气经过废热锅炉回收热能，再经旋风除尘器除去较大颗粒的矿尘。由旋风除尘器出来的炉气温度约为400500，含尘量2030gm-3，进人第一文氏管，用水洗涤进一步除去矿尘。在第一文氏管内由于水分的蒸发，使炉气的温度迅速降到6070以下，含尘量降到的1gm-3以下，与此同时，As、Se的氧化物或被水吸收或转变成微小的晶粒，SO3与水蒸气结合形成酸雾。而后，炉气连续通过泡沫洗涤塔停留时间内，酸雾液滴逐渐长大，在第二文氏管内终被除净。带有洗涤水滴的炉气再经旋风别离器别离掉洗涤水后，送入枯燥塔除掉水分。
20、第2页共4页炉气的净制流程炉气中水分的去除是在枯燥塔内进行的，枯燥塔一般用瓷环作填料的填料塔，用强烈吸水性的浓硫酸作枯燥剂，炉气由塔的下部通入，与由塔顶淋洒下来的浓硫酸逆流接触。实际生产中采用 9395%浓硫酸作枯燥剂，进塔酸温度以4045为宜。第3页共4页“文、泡、文水洗净化及枯燥流程图第4页共4页6-2-3 二氧化硫的催化氧化l 一二氧化硫氧化反响的化学平衡l 二影响平衡转化的因素l三一次转化流程二氧化硫氧化反响二氧化硫氧化反响如下：二氧化硫氧化反响如下：反响热为温度的函数，其关系式如：反响热为温度的函数，其关系式如：其中：其中：T热力学温度，热力学温度，K。第1页共7页平衡时平衡常数平衡
21、时平衡常数Kp可表示如下：可表示如下：式中式中、分别表示分别表示SO3、SO2、O2的平衡分压。的平衡分压。第2页共7页化学平衡常熟的计算lKp与与Qp有一定关系，见范特荷夫方程式：有一定关系，见范特荷夫方程式：l因因Qp与与温温度度有有关关，就就能能找找出出Kp与与温温度度的的关关系系。在在400-650间，这种关系可用以下简式表示：间，这种关系可用以下简式表示：l式中热力学温度式中热力学温度T以以K计计第3页共7页平衡常数与温度的关系l根据此式计算出的根据此式计算出的Kp值如下：值如下：温度400480500550600Kp44013850.220.79.4第4页共7页转化率的计算l生产中
22、用转化率衡量反响进行的程度。此处的转化生产中用转化率衡量反响进行的程度。此处的转化率是指率是指SO2转化转化SO3的百分数，可用下式表示：的百分数，可用下式表示：式中：式中：起始时气体混合物中起始时气体混合物中SO2的摩尔数；的摩尔数；某一瞬时气体混合物中某一瞬时气体混合物中SO2的摩尔数；的摩尔数；某一瞬时气体混合物中某一瞬时气体混合物中SO3的摩尔数。的摩尔数。第5页共7页转化率的计算在在一一定定条条件件下下，反反响响到到达达平平衡衡时时，平平衡衡转转化化率率为为：引引入入Kp的的关关系系式式，化化简简整整理理得得到到Xe与与Kp间间的的关系式，说明关系式，说明Xe与氧的平衡分压有关。与氧
23、的平衡分压有关。第6页共7页转化率的计算l为为便便于于工工艺艺计计算算，将将炉炉气气起起始始组组成成引引入入。设设P为为总总压压力力大大气气压压a、b分分别别表表示示SO3和和O2的的起始含量，以体积百分数表示。起始含量，以体积百分数表示。则则l代入上式得：代入上式得：因为因为Kp为温度的函数，故影响平衡转化率的为温度的函数，故影响平衡转化率的因素有温度，气体起始组成和压力因素有温度，气体起始组成和压力第7页共7页二影响平衡转化的因素1.温度的影响温度的影响如起始组成和总压力，而如起始组成和总压力，而Kp为温度的函为温度的函数，就可利用上式算出不同温度下的平数，就可利用上式算出不同温度下的平衡
24、转化率衡转化率.2.压力的影响压力的影响第1页共5页例题例如：求气体组成为例如：求气体组成为8%SO2和和9.6%O2。1.1大气大气压下，压下，500时时的平衡转化率的平衡转化率。第2页共5页例题查有关图表或从查有关图表或从Kp与与T的简化式求得的简化式求得500时时相应的相应的Kp值约为值约为50.2。代入前式：代入前式：用试差法求解，当用试差法求解，当Xe=0.93时，等式两边值相等时，等式两边值相等说明所求的说明所求的Xe值为值为0.93即即93%。第3页共5页EDITBYMATLABdisp以以体体积积百百分分数数表表示示;a=input二二氧氧化化硫硫的的含含量量=;b=input
25、氧的含量氧的含量=;Kp=input nn输输 入入 Kp=;p=input几倍大气压几倍大气压=;Xe2=0:0.001:1;lp=0.5*a*Xe2;fori=1:1001y1i=Kp/Kp+sqrt100-lpi/p*b-lpi;endplotXe2,y1,Xe2,Xe2;holdon;Xe=0;y=100-0.5*a*Xe/p*b-0.5*a*Xe;Xe1=Kp/Kp+sqrty;whileabsXe1-Xe0.01m=Xe;Xe=Xe+Xe1/2;A=Xe,Xe;c=Xe,m;y=100-0.5*a*Xe/p*b-0.5*a*Xe;Xe1=Kp/Kp+sqrty;plotc,A;B=
26、Xe,Xe1;plotA,B;end第4页共5页o运行结果运行结果平衡转化率与温度的关系7%SO2,11%O2,V2O5催化剂第5页共5页2.压力的影响平衡转化率与压力的关系7%SO2,11%O2,82%N2三一次转化流程l四段转化的操作过程四段转化的操作过程l转化率的计算转化率的计算l中间换热式四段转化流程中间换热式四段转化流程图图l例题例题转化率的计算其中a进口气体中SO2的浓度，%体积 a出口气体中SO2的浓度，%体积其中0.015为推导本公式时，计算所得常数。例题例题l经过测定在 12小时内通过转化器的气体平均成分为 7.2%SO3,13.2%O2,79.6%N2离开转化器的气体组成为
27、 0.3%SO2,10.8%O2,88.9%N2,求转化率。6-2-4 三氧化硫的吸收nSO3+H2O=H2SO4+n-1SO3 一三氧化硫的吸收操作条件三氧化硫的吸收操作条件 1吸收酸的浓度吸收酸的浓度 2吸收酸的温度吸收酸的温度 3三氧化硫气体温度三氧化硫气体温度二三氧化硫吸收的工艺流程及设备三氧化硫吸收的工艺流程及设备6-2-5 接触法生产硫酸的全过程文泡电水洗净化一转一吸工艺流程6-3 硫酸清洁生产l3-3-1 改变生产原料促进硫酸清洁生产l3-3-2 工艺到达清洁生产l3-3-3 加强硫酸生产中的污染治理与回收利用6-3-1 改变生产原料促进硫酸清洁生产l提高硫铁矿品位硫铁矿品位与硫
28、烧出率、矿耗和矿渣量硫铁矿品位与硫烧出率、矿耗和矿渣量第1页共2页国内外硫酸生产原料比例国内外硫酸生产原料比例%第2页共2页632工艺到达清洁生产工艺到达清洁生产l一两次转化两次吸收流程l二二氧化硫酸洗净化流程一两次转化两次吸收流程l 由一转一吸改为两转两吸使尾气中SO2含量由15002500ppm，降到200500ppm。一次转化接触法一次转化接触法1000t1000t100%H100%H2 2SOSO4 4/d/d的情况的情况两转两吸接触法两转两吸接触法1000t1000t100%H100%H2 2SOSO4 4/d/d的的2+22+2型型的情况的情况两转两吸流程图两转两吸流程图一次转化接
29、触法1000t100%H2 2SO4 4/d的情况两转两吸接触法两转两吸接触法1000t1000t100%H100%H2 2 2 2SOSO4 4 4 4/d/d的的2+22+2型的情况型的情况两转两吸流程两转两吸流程二二氧化硫酸洗净化流程l 二氧化硫炉气的湿法净化主要有两种一是水洗流程，一是酸洗流程。水洗流程的主要优点是流程简单、投资省，对原料气要求不严，含砷、氟较高的矿也可使用，但最大的缺点是排放大量酸性废水每吨酸排敢1015吨废水，而且含有相互数量的砷、氟有毒物质，假设不经处理排放必将污染水体，造成环境的污染。由于其排放废水量大，处理困难，污染严重，在国外已基本淘汰，在我国也逐步转向酸洗
30、流程。对闭酸洗流程，排污量仅为水洗流程的1/100到1/200，便于处理，而国内制酸净化流程中，水洗法比重很大，根本的方法是 工艺，以尽量减少废液的排放量。我国目前开发了七、八个不同类型的酸洗流程，取得了一定的成绩。l 二塔二电酸洗流程图l 对进入转化系统二氧化硫气体所含杂质的要求 二塔二电酸洗流程图1-1-第一洗涤塔；第一洗涤塔；2-2-第二洗涤塔；第二洗涤塔；3-3-第一段电除尘器；第一段电除尘器；4-4-第二段电除尘器第二段电除尘器5-5-沉淀池；沉淀池；6 6，9-9-浸没式冷却器；浸没式冷却器；7 7，10-10-循环塔；循环塔；8 8，11-11-泵泵 对进入转化系统二氧化硫气体所
31、含杂质的要求l水分：0.1克/标米3l矿尘：1.0毫克/标米3l酸雾：0.005克/标米3l砷：0.005克/标米3l氟：8时，时，FeOH2被氧化成被氧化成FeOH3，FeOH3具有巨大具有巨大第1页共2页的活性边面和强吸附力，的活性边面和强吸附力，在聚凝过程中能吸附水中的砷及其化合物在聚凝过程中能吸附水中的砷及其化合物而共同沉出。故当污水中含砷量很高时，而共同沉出。故当污水中含砷量很高时，可适当投入硫酸亚铁等混可适当投入硫酸亚铁等混凝剂。单独采用石灰法除砷，凝剂。单独采用石灰法除砷，通常不易到达排通常不易到达排放标准，放标准，而石灰一而石灰一铁盐法，铁盐法，控制控制pH值在值在69，铁砷比
32、对，铁砷比对As3+1015，反响反响30分钟，分钟，可以使处理后溶液中残留砷的含量到达排放标准。可以使处理后溶液中残留砷的含量到达排放标准。在在某些冶炼厂某些冶炼厂采用硫化一石灰法除砷，采用硫化一石灰法除砷，经一级硫化法，经一级硫化法，多段石灰中和法后，多段石灰中和法后，能能使水中含砷量降至使水中含砷量降至0.02ppm以下。以下。水洗净化流程废水量大，需要庞大设备，并产生大量不易回收的水洗净化流程废水量大，需要庞大设备，并产生大量不易回收的沉渣，产生渣害。因此沉渣，产生渣害。因此净化工艺流程，净化工艺流程，采用稀酸封闭净化流程，采用稀酸封闭净化流程，是解决酸性废水污染问题及清洁生产的一个值
33、得认真考虑的途径。是解决酸性废水污染问题及清洁生产的一个值得认真考虑的途径。第2页共2页三硫酸生产中废渣的治理与利用三硫酸生产中废渣的治理与利用l按焙烧温度不同又分为中温氯化焙烧按焙烧温度不同又分为中温氯化焙烧600650C和高温氯化焙烧和高温氯化焙烧11501250C：第1页共4页l在中温焙烧中，用食盐为氯化剂，使烧渣中有色金属氯在中温焙烧中，用食盐为氯化剂，使烧渣中有色金属氯化物、硫化物，转变为可溶于水和酸中的氯化物和硫酸盐。化物、硫化物，转变为可溶于水和酸中的氯化物和硫酸盐。焙烧炉气中含有焙烧炉气中含有HCl、Cl2、SO2，SO3等。经除尘后用水吸等。经除尘后用水吸收，收，生成以盐酸为
34、主的与硫酸的混合物，可用它来浸取氯生成以盐酸为主的与硫酸的混合物，可用它来浸取氯化焙烧后的矿渣，用酸浸出那些可溶性的有色金属化合物。化焙烧后的矿渣，用酸浸出那些可溶性的有色金属化合物。然后通过选择沉淀法从浸出液中分别回收有色金属，如用然后通过选择沉淀法从浸出液中分别回收有色金属，如用铁屑置换等海绵铜，参加硫化物得硫化锌等。浸出渣主体铁屑置换等海绵铜，参加硫化物得硫化锌等。浸出渣主体为氯化铁，经水洗、烧结后送去炼铁。为氯化铁，经水洗、烧结后送去炼铁。高温氯化焙烧法选用的氯化剂有氯气、氨化氢和氯化钙。高温氯化焙烧法选用的氯化剂有氯气、氨化氢和氯化钙。光和精矿公司开发的光和精矿公司开发的“光和法来用
35、氯化钙作氯化剂。光和法来用氯化钙作氯化剂。此此法先将烧渣与法先将烧渣与40%的氯化钙溶液混合造球，的氯化钙溶液混合造球，枯燥后送竖炉枯燥后送竖炉或迥转窑中在或迥转窑中在11501200C高温下进行氯化焙烧，使烧渣高温下进行氯化焙烧，使烧渣中的有色金属等以氯化物形式挥发出来，进人烟气，在迥中的有色金属等以氯化物形式挥发出来，进人烟气，在迥转窑氯化焙烧的反响如下：转窑氯化焙烧的反响如下：第2页共4页式中式中Me代表二价金属元素。代表二价金属元素。然后用循环液从烟气中将有色金属等氯化物回收出来，然后用循环液从烟气中将有色金属等氯化物回收出来，再分别提取铜、铅、锌、银等。焙烧后的球团，强度高，再分别提
36、取铜、铅、锌、银等。焙烧后的球团，强度高，含硫及有色金属少，是炼铁的优良原料。含硫及有色金属少，是炼铁的优良原料。第3页共4页l有关各种球团的组成及有色金属的挥发率见下表：有关各种球团的组成及有色金属的挥发率见下表：氯化焙烧能同时回收有色金属氯化焙烧能同时回收有色金属，但工艺复杂，但工艺复杂，设备防设备防腐蚀要求高，困难较多，对矿渣中有色金属的种类、含量腐蚀要求高，困难较多，对矿渣中有色金属的种类、含量等也有一定要求。等也有一定要求。国内除上述利用方式外，国内除上述利用方式外，还用其做水泥的助溶剂、还用其做水泥的助溶剂、掺掺烧制砖、筑路、制备脱硫剂、水处理剂等方面，这样即消烧制砖、筑路、制备脱
37、硫剂、水处理剂等方面，这样即消除了污染又充分利用了资源。除了污染又充分利用了资源。第4页共4页四硫酸生产的废热利用与回收四硫酸生产的废热利用与回收l硫酸生产中有大量的热放出，据理论计算，硫酸生产中有大量的热放出，据理论计算，每生产每生产l吨硫吨硫酸放热酸放热544.3千焦。千焦。将这些热量最大限度地回收利用，仍是将这些热量最大限度地回收利用，仍是一项重大的课题，目前通过废热锅炉，转化器各段的换热一项重大的课题，目前通过废热锅炉，转化器各段的换热器；器；蒸发器和省煤器，回收了高温热源的废热，约占总热蒸发器和省煤器，回收了高温热源的废热，约占总热量的量的57.5%。尾气排放和成品酸带走的热量不多，
38、仅。尾气排放和成品酸带走的热量不多，仅3.5%。其余其余39%在酸冷却过程中被冷却水带走，这部热源由于温在酸冷却过程中被冷却水带走，这部热源由于温度较低，尚未很好利用。度较低，尚未很好利用。作为蒸汽回收，每吨酸能产生蒸汽量作为蒸汽回收，每吨酸能产生蒸汽量1.1吨的过热蒸汽吨的过热蒸汽41气压，气压，450C。如用高压蒸汽发电，每吨酸可发电如用高压蒸汽发电，每吨酸可发电140200度，而生产一吨酸只消耗度，而生产一吨酸只消耗4090度，目前国内外已度，目前国内外已有多家疏酸厂以废热产生的蒸汽用于发电，有多家疏酸厂以废热产生的蒸汽用于发电，不仅满足了硫不仅满足了硫酸生产的需要还可向外输送。酸生产的需要还可向外输送。目前我国大局部重点厂回收了高温余热，目前我国大局部重点厂回收了高温余热，局部厂己利局部厂己利用了中温余热。用了中温余热。l主编：郭斌主编：郭斌环境科学与工程学院环境科学与工程学院2002年年2月月20日日运行结果l以体积百分数表示以体积百分数表示l二氧化硫的含量二氧化硫的含量=8l氧的含量氧的含量=9.6l输入输入Kp=50.2l几倍大气压几倍大气压=1.1lXe=l0.9223演讲完毕，谢谢观看！