工业制硫酸

长春工业大学 化工环保 工业制硫酸废弃物处理 地 球,是我们人类从古至今赖以生存的家园.在这个家园里,有许多可以供我们生存的资源.但是''水可载舟,焉能覆舟''.如果我们不保护我们的家园,无节制的向她索取,那地球,她还可以像一个母亲一样养育我们吗? 王海南 2016/11/3 Thursday 长春工业大学

目录

一．硫酸简介 ................................................................................................. - 1 -

1.1 硫酸的应用 ....................................................................................... - 1 - 1.2 硫酸的发展过程 ................................................................................. - 1 -

1.2.1 早期的硫酸生产 ........................................................................ - 1 - 1.2.2硝化法的兴衰 ............................................................................ - 2 - 1.2.3 接触法 .................................................................................... - 2 - 1.2.4 近现代发展 .............................................................................. - 3 - 1.2.5硫酸工业简史 ............................................................................ - 3 - 1.2.6 中国硫酸工业的发展 ................................................................. - 4 -

二．硫酸的工业制备 ....................................................................................... - 4 -

2.1 接触法制硫酸 ..................................................................................... - 4 - 2.2 SO2气体的制取 .................................................................................. - 7 - 2.4 SO3的吸收转化工序 .......................................................................... - 8 - 2.5废渣及废气处理 ................................................................................ - 10 -

2.5.1硫酸渣 .................................................................................... - 10 - 2.5.2硫酸渣处理 ............................................................................. - 11 - 2.5.3尾气中的二氧化硫回收 ............................................................. - 16 -

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一．硫酸简介

1.1 硫酸的应用

硫酸是一种重要的基本化工原料，是化学工业中最重印染、无机盐要的产品，主要用于制造无机化学肥料，其次作为基础化工原料用于有色金属的冶炼、石油精炼和石油化工、纺织工业、某些无机酸和有机酸、橡胶工业、油漆工业以及国防军工、农药医药、制革、炼焦等工业部门，此外还用于钢铁酸洗。合成纤维、涂料、洗涤剂，制冷剂、饲料添加剂、石油精炼、有色金属冶炼，钢铁、医药和化学工业等，也都离不开硫酸。硫酸的产量常常被用作衡量一个国家工业发展水平的标志。

1.2 硫酸的发展过程 1.2.1 早期的硫酸生产

15世纪后半叶，B.瓦伦丁在其著作中,先后提到将绿矾与砂共热,以及将硫磺与硝石混合物焚燃的两种制取硫酸的方法。约1740年，英国人J.沃德首先使用玻璃器皿从事硫酸生产，器皿的容积达300l。在器皿中间歇地焚燃硫磺和硝石的混合物，产生的二氧化硫和氮氧化物与氧、水反应生成硫酸，此即硝化法制硫酸的先导。

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1.2.2硝化法的兴衰

1746年，英国人J.罗巴克在伯明翰建成一座6ft（lft=0.3048m)见方的铅室,这是世界上第一座铅室法生产硫酸的工厂。1805年前后，首次出现在铅室之外设置燃烧炉焚燃硫磺和硝石，使铅室法实现了连续作业。1827年，著名的法国科学家J.－L.盖－吕萨克建议在铅室之后设置吸硝塔,用铅室产品(65％H2SO4)吸收废气中的氮氧化物。1859年，英国人J.格洛弗又在铅室之前增设脱硝塔，成功地从含硝硫酸中充分脱除氮氧化物,并使出塔的产品浓度达76％H2SO4。这两项发明的结合，实现了氮氧化物的循环利用，使铅室法工艺得以基本完善。1911年，奥地利人C.奥普尔在赫鲁绍建立了世界上第一套塔式法装置。六个塔的总容积为600m3，日产14t硫酸（以100％H2SO4计）。1923年，H.彼德森在匈牙利马扎罗瓦尔建成一套由一个脱硝塔、两个成酸塔和四个吸硝塔组成的七塔式装置，在酸液循环流程及塔内气液接触方式等方面有所创新，提高了生产效率。铅室法产品的浓度为 65％H2SO4，塔式法则为76％H2SO4。在以硫铁矿和冶炼烟气为原料时,产品中还含有多种杂质。40年代起，染料、化纤、有机合成和石油化工等行业对浓硫酸和发烟硫酸的需要量迅速增加，许多工业部门对浓硫酸产品的纯度也提出了更高的要求，因而使接触法逐渐在硫酸工业中居于主导地位。

1.2.3 接触法

1831年，英国的P.菲利普斯首先发明以二氧化硫和空气混合，并通过装有铂粉或铂丝的炽热瓷管制取三氧化硫的方法。1870年，茜素合成法的成功导致染料工业的兴起，对发烟硫酸的需要量激增，为接触法的发展提供了动力。1875年，德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建成第一座生产发烟硫酸的接触法装置。他曾以铅室法产品进

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行热分解取得二氧化硫、氧和水蒸气的混合物，冷凝除水后的余气通过催化剂层，制成含43％SO3的发烟硫酸。1913年，巴登苯胺纯碱公司发明了添加碱金属盐的钒催化剂，活性较好，不易中毒，且价格较低，在工业应 用中显示了优异的成效。从此，性能不断有所改进的钒催化剂相继涌现，并迅速获得广泛应用，终于完全取代了铂及其他催化剂。

1.2.4 近现代发展

近30年的发展 第二次世界大战以后，硫酸工业取得了较大的发展，世界硫酸产量不断增长（见表）。

世界及部分国家的硫酸产量（Mt,以100%H2SO4 计） 年份 1950 1960 1970 1980 1.2.5硫酸工业简史

世界 27.81 48.70 92.32 43.01

美国 11.82 16.22 26.78 38.24

苏联 2.13 5.39 12.06 23.00

中国 日本 0.07 1.33 2.91 7.64

2.03 4.45 6.93 6.78

法国 1.22 2.05 3.68 4.81

联邦德国 1.45 3.17 4.44 4.74

现代的硫酸生产技术也有显著的进步。50年代初，联邦德国和美国同时开发成功硫铁矿沸腾焙烧技术。联邦德国的法本拜耳公司于1964年率先实现两次转化工艺的应用，又于1971年建成第一座直径4m的沸腾转化器。1972年,法国的于吉纳-库尔曼公司建造的第一座以硫磺为原料的加压法装置投产,操作压力为500kPa,日产550t(100％H2SO4)。1974年,瑞士的汽巴－嘉基公司为处理含

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