化工專業(yè)畢業(yè)論文

1、1冶煉煙氣制酸中的干燥和吸收工段李文文（昆明冶金高等?？茖W(xué)校環(huán)境與化工學(xué)院化工0601班）摘要本文主要分闡述了冶煉煙氣制酸制酸工藝中的干吸工段中的各影響因素。根據(jù)相關(guān)資料與云南馳宏鋅鍺股份有限公司曲靖生產(chǎn)區(qū)硫酸車間的生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，分析了硫酸生產(chǎn)工藝中影響干吸工段的重要因素。干燥系統(tǒng)和吸收系統(tǒng)是硫酸生產(chǎn)過程中兩個(gè)不相連貫的工序。由于在兩個(gè)系統(tǒng)中均以濃硫酸做為吸收劑，彼此需要進(jìn)行串酸維持調(diào)節(jié)各自濃度，而且采用的設(shè)備相似，故在生產(chǎn)和設(shè)計(jì)上通

2、常劃為同一工序，稱為“干吸工序”。通過研究干吸工段的各影響因素可以有效的提高二氧化硫煙氣的轉(zhuǎn)化率，提高三氧化硫的吸收率，減少尾氣排放，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)和安全環(huán)保非常重要。關(guān)鍵詞冶煉煙氣制酸干燥吸收1引言大部分有色金屬礦都是金屬硫化物，比如硫化鋅、硫化鉛和硫化鎳等，隨著有色金屬工業(yè)的發(fā)展，利用冶煉煙氣制酸也呈上升趨勢，不僅充分利用了資源保護(hù)了環(huán)境還為企業(yè)增加了經(jīng)濟(jì)效益。有色金屬的冶煉分火法和濕法冶煉，濕法冶煉就是金屬硫化物在高溫下焙燒脫硫，把金

3、屬硫化物轉(zhuǎn)化為金屬氧化物和SO2（還有部分硫蒸氣和SO3）氣體，然后把焙燒后含SO2的煙氣經(jīng)過旋風(fēng)收塵器、電除塵器等除塵設(shè)備除去大部分煙塵后再送往凈化工段降溫并進(jìn)一步除去煙氣中的塵、雜質(zhì)和酸霧等，最后把合格的SO2煙氣送往干吸工段和轉(zhuǎn)化工段制成成品酸，該流程的主要特點(diǎn)是連續(xù)作業(yè)性較強(qiáng)，產(chǎn)生的煙氣中SO2濃度比較穩(wěn)定，一般在6~8.5%，轉(zhuǎn)化系統(tǒng)比較穩(wěn)定?；鸱ㄒ睙捑褪墙饘倭蚧镌诟邷叵旅摿虮簾菇饘倭蚧镛D(zhuǎn)化為金屬氧化物和SO2（還有部

4、分硫蒸氣和SO3）氣體，該流程包括熔煉、排放和排渣等幾個(gè)過程，該流程的主要特點(diǎn)是間斷作業(yè)性較強(qiáng)，所以產(chǎn)生的SO2煙氣中SO2濃度不穩(wěn)定，一般在2~10%，轉(zhuǎn)化系統(tǒng)很不穩(wěn)定。冶煉煙氣制酸一般分為四個(gè)工段：凈化、干燥、轉(zhuǎn)化和吸收，其中干燥和吸收的聯(lián)系十分緊密，所以合稱干吸工段。干吸工段對(duì)整個(gè)制酸工藝起著十分重要的作用，它不僅關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量而且還影響環(huán)境安全。本文利用相關(guān)資料結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際對(duì)干吸工段的主要影響因素進(jìn)行了論述。2干吸工段工

5、藝流程2.1干吸工段工藝流程圖3第Ⅲ換熱器（指冷卻從第Ⅲ段催化劑床出來的轉(zhuǎn)化氣用的換熱器），第Ⅰ換熱器；第二次轉(zhuǎn)化前，含的SO2氣體通過換熱器的次序?yàn)榈冖魮Q熱器，第Ⅱ換熱器。此外常見的還有31，Ⅳ、ⅠⅢ、Ⅱ等流程?，F(xiàn)在，一般有“21”、“31”、“22”、“32”等組合方式，國內(nèi)外多采用“31”組合方式。這種方式，氣體進(jìn)入第一吸收塔（中間吸收塔）后，由于經(jīng)過三段轉(zhuǎn)過三段轉(zhuǎn)化，在塔中將會(huì)有更多SO3從系統(tǒng)中移去，如果第二次轉(zhuǎn)化反應(yīng)溫度足夠

6、低，則可以獲得稍高的最終轉(zhuǎn)化率。吸收主要設(shè)備有：吸收塔、循環(huán)酸槽、酸泵以及酸冷器等，這些設(shè)備同干燥系統(tǒng)的設(shè)備在功能與結(jié)構(gòu)上都相近，其中吸收塔類型同干燥系統(tǒng)。干燥吸收系統(tǒng)所用酸冷器可以分為管殼式、淋洗式、螺旋板式和板式等。帶陽極保護(hù)的酸冷卻器用于干吸工序濃硫酸的冷卻，采用固定管殼式結(jié)構(gòu)，殼側(cè)走酸，管側(cè)走水，冷卻介質(zhì)用工業(yè)循環(huán)冷卻水。陽極保護(hù)管殼式濃酸冷卻器的主材質(zhì)是316L不銹鋼，殼體用314不銹鋼，并附陽極保護(hù)裝置.濃硫酸冷卻器位于塔與

7、酸循環(huán)為之間，泵的入口之前。由于濃硫酸冷卻器的酸是借重力流動(dòng)克服阻力，這類流程只適宜用阻力小的酸冷卻器。如排管冷卻器，而難以采用流速高、傳熱系數(shù)高，阻力大的板式或管殼式磋冷卻器。由于需要依靠液位差克服管道、閥門、酸冷卻器的阻力，因此塔要放在較高的平臺(tái)上。泵后冷卻流程。即酸冷卻器位于泵和塔之間，泵出口之后。濃硫酸冷卻器是加壓操作。此類流程特別適合采用板式換熱器和管殼式酸冷卻器的場合。由于酸流速提高，可增大傳熱系數(shù)，從而節(jié)省傳熱面積，近年的

8、設(shè)計(jì)多選用板式或管殼試酸冷卻器，故都采用此兩種流程。工業(yè)上較普遍采用的除霧、沫設(shè)備有纖維除霧器和金屬絲網(wǎng)除沫器。纖維除霧器可以捕集3μm的霧沫。在硫酸工業(yè)中，絲網(wǎng)除沫器用于干燥塔出口氣體的捕沫效果很好，但用于吸收塔出口氣體的除霧沫效率不太高。纖維除霧器專門用于捕集吸收塔出口氣體的酸霧。纖維除霧器只適應(yīng)于對(duì)清潔氣體的除霧。金屬絲網(wǎng)除沫器是一種壓降較低、效率較高的氣液分離設(shè)備。在硫酸工業(yè)中已廣泛應(yīng)用作干燥塔上的捕沫設(shè)備。（注：[6]陳炳和，

9、許寧.化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備.化學(xué)工業(yè)出版社.20078.）3爐氣的干燥二氧化硫煙氣干燥的工藝流程為：從電除霧來的二氧化硫氣體從干燥塔的下部進(jìn)入干燥塔，同時(shí)，從干燥塔的頂部噴淋適量密度的93%的干燥用硫酸，氣液兩相在塔內(nèi)的填料表面進(jìn)行充分接觸并傳質(zhì)和傳熱，在兩相充分接觸時(shí)，由于濃硫酸具有強(qiáng)吸水性，干燥酸將氣體中的水分充分吸收。經(jīng)過干燥后的氣體被風(fēng)機(jī)送往轉(zhuǎn)化工段。3.1酸霧和酸霧的形成原因酸霧就是硫酸分子在氣相中達(dá)到硫酸蒸氣的過飽和現(xiàn)象，看似