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器冷却降温后入一吸塔喷淋。增多的98%硫酸一部分串至干燥塔循环槽，一部分作为成品酸送入成品酸计量槽。
来自转化工段的第二次转化气进入第二吸收塔，吸收SO3并经塔顶丝网除沫器除去酸沫后由烟囱放空。
第二吸收塔以98%硫酸喷淋，吸收SO3浓度升高的硫酸流入循环槽，加入清水调节其浓度，以循环酸泵送入二吸塔酸冷却器冷却降温后入二吸塔喷淋。增多的98%硫酸串入一吸塔循环槽。
系统可以按市场需求产98%硫酸或93%硫酸。当需要93%硫酸时，由干燥塔系统产出93%硫酸。当需要98%硫酸时由一吸塔系统产出98%硫酸。
5、转化工段
来自干吸工段干燥塔SO2浓度为7.5～8%的炉气，经SO2鼓风机升压、第ⅲ换热器及第ⅰ换热器壳侧与管侧SO3气换热，温度升至430℃后入转化器进行第一次转化。经一、二、三段催化剂反应转化率达92%的转化气，进入第ⅲ换热器管侧与壳侧炉气换热降温后进入干吸工段第一吸收塔进行第一次吸收。SO3被吸收后的气体经第ⅴ换热器、第ⅳ换热器、第ⅱ换热器壳侧与管侧SO3气换热升温至420℃进入转化器进行第二次转化。经第四、第五段催化剂反应总转化率达99.7%。二次转化气经第ⅴ换热器管侧与壳侧 SO2气换热降温后入干吸工段第二吸收塔进行第二次吸收。转化器开工升温，以电加热器加热干燥空气来进行。
6、成品工段
由干燥塔系统产出的93%硫酸或由一吸塔系统产出的98%硫酸进入计量槽，以位差流入贮罐贮存。104.5%发烟硫酸直接进入贮罐贮存。产品硫酸以汽车外运。
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第二章 二氧化硫炉气的制备
2.1硫铁矿及其焙烧前的处理
2.1.1硫铁矿的性质
硫铁矿是硫元素在地壳中存在的主要形态之一，是硫化铁矿物的总称。 最常见的硫铁矿主要成分为二硫化铁(Fes2)。它有两种结晶形态．最常见的是黄铁矿，因而人们常把黄铁矿称为硫铁矿。硫铁矿的颜色因纯度和所含杂质的不同而异，有灰色、褐绿色、浅黄色等，纯度高者为闪光的金黄色。
还有一种矿石近似黄铁矿，而构造较为复杂，其分子通式以FeS2 (5＜n＜16)表示(其中M＝7最多)。由于具有强磁性，这类矿石称为磁黄铁矿或磁硫铁矿。纯二硫化铁含硫53．45％，含铁46．55％。纯磁黄铁矿含硫39％一40％，含铁60％一61％。
硫铁矿按其来源不同分为普通硫铁矿(亦称原硫铁矿)、浮选硫铁矿和民砂、 含煤硫铁矿三种。 2．1．2 硫铁矿的处理
硫铁矿和含煤硫铁矿一般呈块状，浮选硫铁矿和层砂里粉状，因含水分较多，在贮存和运输中会结块。块状矿石在进入焙烧炉前应破碎并筛分，使之达到工艺要求。含水较多的浮选硫铁矿和尾砂应烘干。一个工厂所用矿石常由多个矿山供应，品位、杂质成分不一．为保证装置正常运行，应搭配使用。 1、硫铁矿的破碎
块状矿石破碎后所要求达到的粒度应根据使用的焙烧炉炉型及操作工艺而定。进沸腾焙烷炉的原料，其粒度不仅影响硫的出率，而且还影响炉子操作，所以对粒度大小和分布都有要求，一般粒度不得超过3mm(有的定为4mm)。硫铁矿的破碎通常经过粗碎与细碎两道工序。粗碎使用额式破碎机、反击式破碎机(或圆锥破碎机)，将不大于200mm的矿石碎至25mm以下。细碎使用反击式破碎机，也有使用球磨机或电磨，将粗碎后的矿石进一步破碎到炉子加料所需的细度，即从25mm压碎至3mm(或4mm)以下。在以浮选硫铁矿(或尾砂、硫招砂)为原料的工厂，使用鼠笼式破碎机打散结块原料。
目前，有些工厂使用球磨机粉碎矿石，可将较大的块矿一次破碎到＜3 mm置筛分工序。
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2、筛分
矿石破碎后，其中只有一部分达到粒度要求，因此在破碎过程中要进行筛分 矿石通过程动筛与粗粒度矿石分离。筛下合格部分达至成品矿贮仓或倍烧炉矿斗 重新返回破碎。
3、配矿
硫铁矿产地不同、其组成有较大差别。为使烙烧炉操作易于控制、炉气成分均一用恒定品位的矿料。因此常采取多种矿石搭配使用的办法，亦即配矿。 配矿的方法，通常采用铲车或行车对不同或分矿料按比例抓取翻混。沸腾焙烧炉所用硫铁矿指标为：S＞20％；A6＜O．05％；C＜1％；Pb＜0．6％；F＜0．05％
4、脱水
块矿一般含水量在5％以下，层砂含水量低的也在8％以上，高的可达15％一18％。沸腾炉干法加料要求含水量在8％以内，水量过多，不仅会造成原料输送困难，而且结成的团矿入炉后会破坏炉子的正常操作。因此，干法加料应对矿料进行干燥，通常采用自然干燥，在大型工厂采用专门设备(如滚筒烘干机)烘干。
2.2硫铁矿焙烧的基本原理
硫铁矿的焙烧过程属于气—固相非催化反应，其机理很复杂,且随着条件的不同得到不同的反应产物，其过程分为两步：
第一步：硫铁矿在高温下受热分解为硫化亚铁和硫。
此反应在400℃以上即可进行，500℃时则较为显著，随着温度升高反应急剧加速。
第二步：硫蒸气的燃烧和硫化亚铁的氧化反应。分解得到的硫蒸汽与氧反应，瞬间即生成二氧化硫。
硫铁矿分解出硫后，剩下的硫化亚铁逐渐变成多孔性物质，继续焙烧，当空气过剩量大时最后生成红棕色的固态物质三氧化二铁。
4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2
综合三个反应式，硫铁矿焙烧的总反应式为：
4FeS2 + 11O2 =2Fe2O3 + 8SO2
上述反应中硫与氧反应生成的二氧化硫及过量氧、氮和水蒸气等气体统称为炉气；铁与氧生成氧化物及其他固态物质统称为烧渣。
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此外，焙烧过程还有大量的副反应发生。这里值得注意的是，矿石中含有的铅、砷、硒、氟等，在焙烧过程中会生成PbO、As2O3、HF、SeO2。它们呈气态随炉气进入制酸系统，是有害杂质。
在FeS2-FeS-S2系统中，可用硫磺蒸气分压表示反应的平衡状况，硫磺蒸气压(Ps)与温度的关系见表2-1
表2-1 硫碘蒸气压与温度的关系
温度/℃ 压力/Pa 580 166.67 600 733.33 620 2879.97 650 15133.19 680 66799.33 700 261331.70 硫铁矿焙烧反应是一个气—固相非催化反应。由于硫铁矿的密度大、孔隙小，焙烧的宏观速率不仅和化学反应速率有关，还与传热传质过程有关。
提高反应速率的主要途径为以下几方面。
(1)提高反应温度。提高反应温度可加快扩散速率。硫铁矿理论焙烧温度可以达到1600℃，但要控制在800一900℃之间，以免焙烧物镕结和设备被烧坏。
(2)减小矿料粒度。矿石粒度小，可以减小内扩散阻力并增加空气与矿石的接触面积。这一措施对氧扩散控制总焙烧速率的情况最为有效。
(3)提高气体与矿粒的相对运动速度。气体与矿粒相对运动速度大，会减小氧的外扩散阻力。
(4)提高入炉气体的氧含最。气氛中氧浓度高，一则氧的外扩散和内扩散锥动力大，氧的扩散速率高；二则可提高炉气中氧含量，有利于SO2催化转化。因此，人们先后开发了富氧焙烧、纯氧焙烧以及加压焙烧工艺。
2．3沸腾焙烧
1、沸腾焙烧的过程
固体流态化，是在流动流体的作用下将固体颗粒群悬浮起来，从而使固体颗粒具有某些流体表现特征的一种技术。
对硫铁矿在沸腾炉里的焙烧过程来讲，是气体硫化面体的情况，它同理想的散式流态化有较大的差别，其主要原因是颗粒的大小、形状很不一致，流固体间的密度相差较大。实际生产中炉内床层表面会鼓起一个个小气泡，随风速增大，鼓泡逐渐激烈，并变得很不均匀，床层内部分成固体颗粒的浓密区和气泡的稀疏区，气泡从床底上升过程中很不稳定．互相合并，逐渐长大，到达床面时破裂，
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导致床面频繁波动，整个床层没有乎稳的界而，如同水沸腾一样，所以称之为沸腾床。
2、影响沸腾焙烧的主要因素
沸腾过程同炉内原料物性、气流速度、床层高度、气体分布等密切相关。 （1）原料物性
原料的粒度、密度、形状等物理性质．对沸腾过程都有很大影响。在一定密度下，粒度的大小决定了临界流化速度和吹出速度，因而也决定了操作速度。小颗粒对应的临界流速小，易于流化；而较大的颗粒只有风速足够大才能流化。实际生产中，原料粒度不均匀，颗粒粒度存在一定的分布．既有小于0.1—0.2的细粒，也有大至3mm的粗粒。因此在设计中，要根据粒度分布状况，引用“颗粒平均直径”来描述原料粒度，并依此计算临界速度与吹出速度。颗粒的密度对临界流速也有较大影响，但一般情况下硫铁矿的密度变化不大。 （2）气流速度
决定固定床转为沸腾床，并使沸腾床正常操作，最主要的因素就是气流速度(指炉内线速度)。临界流化速度和吹出速度均是颗粒粒度和密度及气体粘度和气体密度的函数，并可用公式计算。
（3）床层高度
探路炉床层高度包括沸腾层高度和分离空间高度，由“浓相流化区”和“稀相流化区”两部分构成。通常，气速越大．颗粒越小，则膨胀比越大，沸腾层表而上下起伏越大，固体颗粒运动强度越大，对焙烧反应越有利，床层阻力也越大。
在一定的料层膨胀比下，提高沸腾层高度，会因颗粒停留时间加长，提高了硫的烧出率，增强炉子的操作稳定性，但气体通过床层的阻力亦增大。在沸腾炉内，气泡到达沸腾层表而即破裂，可将颗粒抛人炉子空间中，其中部分颗粒上升到一定高度后又落回沸腾层，一部分颗粒为气流带走。这一颗粒可再返回的空间称为分离空间。分离空间高度随气流速度变化，气速越大，需要分离空间的高度越大。因此，出气管口与床面间的高度要选取适当。过小会使炉气含尘量太大，过大固然能延长矿尘停留时间，提高炉尘脱硫率，但对降低炉气含尘量不再有效，反而会位设备投资增加过多。 （4）气体分布
气体的均匀分布，对沸腾床稳定操作极为重要。床层下的气体分布器的作用
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