6万吨硫酸生产线(硫铁矿)-项目可行性研究报告.doc

1、总论1.1项目由来工业硫酸作为一种基本的化工原料，用途十分广泛，是农药、医药、染料中间体，农用肥等化工生产的必备。目前已落户湖口金砂湾工业的化工企业达三家，硫酸的消耗量为7万吨/年，且工业园的建设正在不断地引进新的化工项目，硫酸将成为园区内多数化工企业的一项重要原材料。鉴于目前九江市尚无专业生产硫酸的企业，而本地区又有丰富的硫精矿资源这一具体情况，这为投资新建硫酸生产企业提供了有利条件，如果能在九江市建一硫酸生产企业，其生产和销售前景将十分看好。随着湖口县招商引资步伐的加快，湖口县金沙湾工业园按规划将建设成为一个以化工类企业为主的工业园区。园区内的化工企业对硫酸的需求量亦将稳步增长，目前九江市化工企业生产所用硫酸主要来自省外或其它地市的硫酸生产厂家，这既增加了企业的生产成本，一定程度上也制约着园区内进一步的招商引资工作。九江中伟科技化工有限公司瞄准这一难得的商机，以股份合作制形式拟投资新建一年产6万吨生产规模的硫酸生产线，项目投资约1500万元人民币，年销售额2000万元人民币，利税可达240万元人民币，企业的最终发展规模为年产20万吨工业硫酸，该项目的建设不仅可以解决湖口县部分就业问题，同时也将带动园区和地方经济的发展。根据中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国环境影响评价法等有关法规的规定，建设单位九江中伟科技化工有限公司特委托九江市环境保护工程设计研究所承担该新建项目的环境的影响评价工作。在接受委托后，评价单位报告编制人员多次前往项目选址进行实地踏勘，调查及资料收集，并征求环保管理部门对该建设项目的意见和建议，按照环境影响评价的相关技术规范要求，编制了该项目的环境影响评价工作大纲，并由建设单位报送九江市环境保护局审查批复，评价单位根据市环保局批复意见及大纲内容编制九江中伟科技化工有限公司年产6万吨硫酸生产线项目环境影响报告书。本报告书在编制过程中得到了建设单位的大力支持和配合，特此致谢。1.2评价目的本次评价通过对项目所在地环境现状调查，摸清该区域环境质量现状，掌握该区域环境功能区划和自然、社会经济概况；分析本项目污染物排放情况，预测项目建设期及投产后对周围环境影响程度和范围，论证项目环保设施的可行性；提出污染防治的对策与建议；充分分析建设项目工艺的先进性和清洁生产情况，提出合理化建议；开展公众参与和调查，论证建设项目的可行性。进而为工程建设、项目设计和环境管理提供科学依据，以促进经济建设和环境保护的协调发展。1.3编制依据中华人民共和国环境保护法;中华人民共和国环境评价法；中华人民共和国国务院令建设项目环境保护管理条例和江西省人大常委会颁布的江西省建设项目环境保护条例；国家环境保护总局颁布和环发1999107号关于执行建设项目环境影响评价制度有关问题的通知；环境影响评价技术导则（HJ/T2.12.3-93、2.41995）；国家发展计划委员会、国家环境保护总局下发的计价格2002125号文件国家计委、国家环境保护总局关于规范环境影响咨询收费有关问题的通知；杨州庆松环境化学工程设计研究所编制的“九江中伟科技化工有限公司6万t/a硫精砂制酸装置初步设计书”；九江中伟科技化工有限公司与九江市环境保护工程设计研究签订的关于委托编制该项目环评报告书的合同书；九江市环境保护局 九江中伟科技化工有限公司年产6万吨硫酸生产线项目环境影响评价大纲的批复；建设单位提供的其它相关资料。 1.4环境保护目标与环境敏感目标(1)保护项目选址附近长江水质，使其水质控制在目前的（GB38382002）类标准。(2)保护项目周围的居民居住区空气环境质量维持（GB30951996）二类标准。(3)保护项目地下水环境质量维持（GB/T14848-9）三类标准。该地区周边存在的主要环境敏感目标列入表11。表11 工程项目主要环境敏感目标 名 称与厂址的相对方位距离（厂界）km人 口（个）合昌水泥厂S2.5300蓝天玻璃厂S1.6600钟山药业WSS1.8300梅家湾WS2.0170湖口县城WS8.03.51.5评价标准1.5.1环境质量标准(1)空气环境质量采用环境空气质量标准（GB30951996）中二类区标准,具体限值详见表1-2。表12 环 境 空 气 质 量 标 准序号污染物名称浓度限值（mg/Nm3）标准来源小时平均日平均年平均1二氧化硫0.500.150.06GB30951996中二类区标准2总悬浮颗粒物0.300.203二氧化氮0.240.120.08(2)地表水长江环境质量采用地表水环境质量标准（GB38382002）中类水域水质标准,见表13。表13 地 表 水 环 境 质 量 标 准序 号项目名称标准值（mg/l）标 准 来 源1PH6.58.5GB38382002中类水域水质标准2CODcr203铅0.054氟化物（以F-计）1.05铜1.06锌1.07砷0.051.5.2排放标准 工艺废气排放执行大气污染物综合排放标准（GB162971996）中二级标准；表14 （1997年1月1日后建设单位）新污染源大气污染物排放限值污染物最高允许排放浓度（mg/m3）最高容许排放速率（kg/h）无组织排放监控浓度限值排气筒（m）二级监控点浓度（mg/m3）SO296015202.64.3周界外浓度最高点0.40硫酸雾4515200.771.3周界外浓度最高点0.12 废水排放执行污水综合排放标准（GB89781996）中一级标准；表1-5 废 水 污 染 物 排 放 标 单位：mg/l(PH除外)序号污染物名称标准限值标 准 来 源1PH69GB89781996中一级标准2CODcr1003总铜0.54总铅1.05氟化物106总砷0.57总锌201.5.3其它标准1、硫酸厂卫生防护距离标准。按GB1166389硫酸厂卫生防护距离标准中的有关规定，本地区近五年的平均风速为24 m/s，卫生防护距离为600米。表16 硫酸厂卫生防护距离标准平均风速（m/s）最小距离（m）平均风速（m/s）最小距离（m）44002、重大危险源辩识（GB182182000）。物质名称临界量（吨）生产场所贮存区SO240100SO330753、一般工业固体废弃物贮存、处置场污染控制标准（GB185992001）。1.6评价工作等级及评价范围1.6.1大气环境根据建设项目性质与特点，生产过程中产生的大气污染物主要来自制酸系统的尾气排放，废气中主要污染物为二氧化硫和酸雾。按照初步分析，尾气中二氧化硫的排放浓度约为880mg/m3，烟气排放量为2104m3/h，P=5.87107，根据HJ/T2.2-93环境影响技术导则-大气环境规定，本次评价，大气环境评价等级可划分为三级，按导则要求大气评价工作做适当简化。本次评价范围定为以厂址为中心，半径1Km区域范围。1.6.2地表水经工程分析知,本项目生产工艺所排污水主要为冷却水和炉气净化水洗用水，冷却废水采取直排方式，水洗废水采取处理达标后再排放，由于水洗工艺采用“文、泡、电”的工艺流程，本工艺废水产生量约为12m3/t酸，每日此类废水排放量为2400m3，废水中主要污染因子为PH、砷、氟化物（以F-计）、铜、铅、锌，由于项目排水量相对受纳水体长江大水量较小，长江的水面宽阔，故本次地表水环评按HJ/T2.2-93环境影响技术导则-水环境等级划定原则定为三级，评价范围为厂址上游500m、下游1000m的长江水域。1.7评价内容与评价重点1.7.1 评价内容根据工程特征、厂址周围自然、社会环境概况，以及环境影响因子识别分析，本次评价的主要内容有:工程分析建设项目周围地区环境现状调查及评价环境影响分析总量控制及清洁生产分析环保治理措施分析环境经济损益分析环境管理与环境监测总量控制公众参与1.7.2 评价重点工程分析、清洁生产工艺分析以及环保治理措施分析作为本次评价的重点。2、环境概况2.1 自然环境概况2.1.1 地理位置湖口县位于江西省的北部，地处鄱阳湖入长江口处，东临彭泽，南接都昌，西临鄱阳湖与星子、九江隔水相望，北以长江为界与安徽宿松相峙。西距九江市区26公里，南距省会南昌市150公里，水陆交通便利，与南京、景德镇均有国道和高速公路相通，是我省的北方门户。本项目位于湖口县城东北方8公里的金沙湾工业园区范围，北临长江，项目选址所在地的水、陆交通十分便利。地理位置图见图21。2.1.2 地质地貌湖口县处于淮阳山字型构造的前弧地带，境内地貌较复杂，地形变化大，襟江带湖，山地、丘陵、平原、江湖皆备，相间分布，以山地、丘陵居多。2.1.3 气候特征本项目所在地处中亚热带向北亚热带的过渡区，气候温和，四季分明，年平均气温15.417.1，最热月7月平均气温2829，最冷月1月平均气温35，极端最高气温3942，极端最低气温-1012。雨量充沛，年降水量13001600毫米，但雨量分配不均匀，年降水量的4050%集中在第二季度。全年日照充足，太阳辐射的年总量为102.3114.1千卡/平方厘米，年日照时均在16502100小时之间。年无霜期239266天，年平均雾日在15天以下，年平均温度达7580%，常年主导风向为东北风，多年平均风速3.2m/s。2.1.4 水文情况本项目所在地河段上承长江和鄱阳湖来水，距长江与鄱阳湖交汇处约5公里，鄱阳湖为季节性吞型湖泊，一般情况下鄱阳湖的汛、枯期比长江提前12个月，在长江流量较大的7、8、9三个月，鄱阳湖内常因长江水位较高而出现江水倒灌现象。根据九江水位站多年实测水位资料，本项目处水位特征如下：历年最高水位：20.27米(1995.7.9)历年最低水位：4.58米(1929.3.28)多年平均水位：11.90米最大水位变差：15.69米项目所在地长江河段历年最大流量58800m3/s，多年平均流量24300m3/s，平均流速1.86m/s，江面宽度1.31.8公里，水深4.10米。鄱阳湖湖口段出流的径流水文情况：历年最大流量28800m3/s，多年平均流量4610m3/s。2.2社会环境与人文环境概况湖口县全县土地面积669.33平方公里，其中山地面积22.01%，水域面积 28.2%，耕地面积25.1%。经济水产种类有100余种，特种水产如鲥鱼、螃蟹、银鱼等驰名中外。森林覆盖率提高到16.6%，用材林以杉、松、檫、竹为主，油柏、油菜为经济林主要树种，探明有开采意义的地表资源石灰石、矽砂、粗砂等，蕴藏量大，质地优良，远销省内外。1998年全县总人口26.46万人, 人口密度每平方公里395人。目前湖口县已初步形成了以玻璃制品、食品、建材、化学、农药为主的工业体系。1998年完成工业总产值35598.9万元，占总产值的61.8%。湖口县金沙湾工业园区是湖口县近年重点发展的工业园区。园区内的其余人口则主要为园区内企业生产员工，其中蓝天玻璃厂600名员工，江西钟山药业有限公司员工300名，浔朋化工厂员工200名。3、 工程分析3.1项目工程分析3.1.1项目概况表31 建设项目概况项目名称九江中伟科技化工有限公司年产6万吨硫酸生产项目项目性质新 建建设规模项目投资1500万元生产规模及产品年产6万吨硫酸职工总数56人生产时间年生产天数333天，四班三运转项目占地3万m2建设地点湖口金沙湾工业规划园区内，具体位置见项目地理位置图31。3.1.2 产品方案、理化性能及用途产品方案：主要生产98或93工业浓硫酸，产品质量符合GB534-2002的国家标准。理化性能：纯品为无色、无臭、透明的油状液体，呈强酸性。市售的工业硫酸为无色至微黄色，甚至红棕色。相对密度：98硫酸为1.8365（20），93硫酸为1.8276（20）。熔化10.35。沸点338。有很强的吸水能力，与水可以按不同比例混合，并放出大量的热。为无机强酸，腐蚀性很强。化学性很活泼，几乎能与所有金属及其氧化物、氢氧化物反应生成硫酸盐，还能和其他无机酸的盐类作用。在稀释硫酸时，只能注酸入水，切不可注水入酸，以防酸液表面局部过热而发生爆炸喷酸事故。浓度低于76的硫酸与金属反应会放出氢气。产品用途：工业硫酸作为一种基本的化工原料，用途十分广泛，是农药、医药、染料中间体，农用肥等化工生产的必备。主要用于制造硫酸铵、过磷酸钙等化学肥料，其次用于制磷酸、氢氟酸、铬酸酐、硼酸等无机酸及硫酸铝、硫酸锌。在有机化工生产中用于酸化、磺化、脱水、催化等方面，染料及中间体生产中所用原料苯、萘、蒽等芳烃，在生产过程中需要进行磺化、缩合等反应时，需要消耗大量硫酸。农药工业中浓硫酸用于制造农药的主要原料三氯乙醛。在塑料和树脂工业中用于生产环氧树脂等，医药工业用于生产水杨酸、呋喃西林、对硝基氯苯等。3.1.3劳动定员 生产车间定员56人（不含原料转运和焙砂包装）。具体如表3-2所示：表32 劳 动 定 员 一 览 表岗 位 名 称班次岗位定员昼夜合计备 注车间主任22正副各1人技术人员11工程师（工艺、设备）综合管理员11计划、统计、劳资等内容值班长314高中毕业，各岗位会操作送料工328炉子下料工314炉工314高中毕业，培训合格排渣工314锅炉工314高中毕业，培训合格净化工314高中毕业，培训合格转化工314高中毕业，培训合格干吸工（成品）314高中毕业，培训合格分析工33高中毕业，培训合格机修工44技校毕业，培训合格电仪工315高中毕业，培训合格合 计563.1.4 厂区平面置具体见厂区平面布置图，图32。本项目分二期进行，本次评价为第一期工程内容，从图32可以看出，生产装置区在项目选址以北端，紧临长江，工厂的办公和生活区在厂区南面，特别是成品库设在项目选址的西北角，与长江仅有长江大堤相隔。3.1.5供电 1)电源：以380/220伏50赫，三相四线制交流电源，两个电源双回路供电。2）电动设备总装机容量约2200KW(包括检修、照明用电)，其中正常生产用电容量约1100KW。年耗电量平均每吨硫酸（100H2SO4）约85度，共计耗电856104度/年。湖口县金沙湾工业园区配备了110千伏专线，其电力容量能够满足该项目用电要求。3.1.6供水及排水3.1.6.1供水工程生活、办公和锅炉用水：项目选址所在地的地下水源丰富，对于项目对水质要求高的用水拟打一口90m左右的深井，出水量每小时达20t以上，用泵送至水塔，供生活、办公和锅炉房用水。生产用水：抽用长江水供经机械过滤处理净化后，可作为设备冷却、炉气洗涤、冲洗地面用水。3.1.6.2排水工程冷却水直接排放，冷却水的用量为392.5t/h，9420t/d。炉气洗涤等的用水量为：2160 t/d(90t/h)，通过中和处理达标后排放。 SO2鼓风机 36t/d制酸工段酸冷却器 8880t/d480t/d冷却机 焙烧工段240t/d鼓风机9420t/d排放长江补充水9420t/d循环冷却池图33 冷却水循环利用图 3.1.7储运仓库情况及运输方法:建1920m2原料库，堆放高度为2.5m，总存量可达480m3、约9000t左右，确保50天的生产原料。用汽车直接运送。罐区情况:在避雷装置安全保护区内建二座1000吨容积的硫酸储罐。固体原、辅料的堆场情况：设有2500m2的堆晒场。3.1.8主要技术经济指标表33 拟建设工程主要技术指标序 号指 标 名 称单 位数 量备 注一产品方案1主产品：以100硫酸计万吨/年62副产品蒸汽万吨/年6硫铁矿渣万吨/年4.08二年操作时间小时8000三主要原料、燃料用量1硫精砂万吨/年5.062催化剂m3/h423轻柴油吨/年64电度/年856104四主要经济指标1项目总投资万元1500其中：固定资产万元 13502销售收入万元/年20003利润总额万元/年2404税后利润万元/年1563.1.9生产原料及来源本项目生产原料为硫铁矿，硫铁矿是硫化矿物的总称，常见的是黄铁矿，主要成分为二硫化铁。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%，而普通硫铁矿中含硫为30%48%；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。生产所用原料硫铁矿尾砂的采购，初步拟定从瑞昌武山铜矿，江西德兴铜矿等地购得。表34 生产原料硫精矿成份成 份组份（%）成 份组份（%）成 份组份（%）S41.59As0.047SiO210.34Fe40.65Cu0.092P0.02Zn0.014Pb0.027H2O7.22所用原料硫精矿的粒度应大于200目，占70，为一次球磨浮选尾砂。该厂的生产原料拟采购自瑞昌市丁家山铜矿、武山铜矿等地。3.1.10运输量表35 全厂年运输量运 入运 出序 号货物名称年运量（t）序 号货物名称年运量（t）1硫精砂506001矿渣374002催化剂322硫酸600003其 它803其 它60合计：48092合计：940603.1.11主要生产设备：主要设备清单见表36。表36 主 要 设 备 清 单序号名 称规 格单位数量备 注1皮带机B=500 L=16000 Q235胶带台12打砂机PC400-170 Q235锰钢台13皮带机B=500 L20000 Q235 胶带台14斗提机D250 Q235 胶带台15高位贮矿斗10m3 Q235台16调速给料机B=500 L=5200配调速机台17沸腾炉炉床3.9m 12m2 210m3合金、火砖Q235台18炉前鼓风机（离心式）Q=400m3/min H=20kPa 220KW台19废热锅炉（含阻机、软水系统）Q=8t/h 25kg/cm2 火砖、20g锅炉管、Q235等台110矿渣冷却输送机42519000 Q235 合金等套111内喷文氏管内500硬铅、铅合金色喷头台112溢流泡沫塔内2100/36008420PVC+FRP PP台113脱吸塔22007150 PVC 聚丙海尔环台114电除雾器（高效型）152导电PVC管 合金极度线300Ma/65KV户外台115SO2鼓风机（离心式）A1330-1.35 Q=500m3/min H=3500H2O柱400KW台1留一台位置16换热器（高效型）404m2防腐 Q235 20g 16MnR台217I换热器（高效型）250m2 20g 16MnR Q235台118转化器内4600 H=15400 五段 Q235 合金 耐热铸铁台1自购19换热器F=49m2 20g台120一段电炉YSH95-480-6 480KW 12603300 Q235 合金台121四段电炉YSH95-240-4 300KW 12603300 Q235 合金台122干燥塔260012847 钢壳 衬瓷砖、合金等台123第一吸收塔260012847 钢壳 衬瓷砖、合金等台124第二吸收塔260012847 钢壳 衬瓷砖、合金等台125计量桶36003600 Q235台226浓酸贮库90009000 Q235台227尾气烟囱750 高25m Q235 PVC风绳台1二吸塔顶3.1.12主要设备的设计选型1、沸腾炉 根据硫精砂粒度细、易粘结的特点，采用国内外可靠的、先进的技术，对沸腾炉进行设计。 炉体：钢衬隔热纤维砖和火砖，一次扩大型、扩大角16，炉顶用异型砖砌筑。扩大部位设置二次风装置，以解决原料过细的矛盾。 风帽：高密度布置，优化物料流化质量。材料选用使用寿命5年以上的耐热耐磨不锈钢。帽型选用“帽顶拆卸”型，小孔风速选用40m/s，保证空气分布均匀，消除风帽漏灰和烧结现象。沸腾床直径：根据原料平均粒度和国内外生产实践，铜尾砂焙烧沸腾床气速一般为1. 02.0m/s，本设计选定12m2，核算气速为1.55m/s，比较适宜。 炉上部直径：根据烟尘率要求和烟尘的平均粒径，计算上部平均气速为0.5m/s，烟尘率70%。炉体积：为保证烟尘的焙烧质量，达到酸浸率要求，计算出烟尘的焙烧时间0.2秒，但考虑到烟尘混合不匀、炉体的有效利用等因素，根据经验，选用烟尘焙烧时间为12.1秒。炉内冷却设备：与锅炉配套，采用放射形管束式汽化冷却器，以氧化焙烧法890来计算、布置冷却面积，为防负荷和原料波动另设4根活动冷却套管，保证炉温度控制在合理的范围内。炉出气口：国内外有设炉顶中部和侧面之分，主要是根据烟尘熔点而定，考虑铜尾砂的特点和今后可能的变化等因素，采用炉侧向下出气。2、废热锅炉废热锅炉拟选用自然循环式锅炉，型号为：QCF16/92082.45。为防烟尘粘结，I烟道为空室，二室布置过热区，3、4室布置蒸发区。炉气从920冷到450，炉堂内布置汽化冷却管，保证炉床温度890，提高蒸汽产量。材质采用20#锅炉钢。锅炉等级，选择避开硫酸冷凝露点腐蚀的25kg/cm2锅炉。每小时发25kg蒸汽7.2吨，经减温减压降至8kg，供用户使用。3、内喷文氏管内喷文氏管是一种除尘、降温的高效设备，应用非常广泛。本设计采用60m/s气速，铅合金喷头，石墨喉管，铸铅器体，顶部设有安全高位水槽，防止事故断水。底部增设气液分离器，进一步提高内喷文氏管的效率。4、泡沫塔泡沫塔是一种高效的传质、传热设备。本设计采用溢流式泡沫塔（比淋降式泡沫塔效率高），效率更高更稳定，被广泛使用。它与内喷文氏管配搭使用，实际效果比美国动力波洗涤器和塔一塔式冷却除尘设备还好，用硬PVC制作。5、电除雾器选用QS-KWSG2-152管高效型电除雾器，250导电PVC管，铅合金高效极线，整流机组采用上海电阻厂或上海激光厂的产品，300mA/65KV，单台供电，户外式。系统酸雾含量0.03g/Nm3。6、干吸塔设计采用高效、低阻力大条拱填充塔，内260012847。填料采用大长城矩鞍型填料环，填充高度4.5m。分酸器采用专利产品新型管式分酸器，每平方米25个分酸点，在塔顶设置抽屉式两层合金丝网除沫器。7、转化器采用防漏气、防锈、防热变的最新设计，形式为美国孟山都式，460015400，两次转化，“3+2”式五层触媒（S101、S107、计48m3，选用国内最好的触媒）。钢壳内衬纤维保温砖、火砖，隔板用4mm合金簿板制作；每层气体进口设计有日本发明的合金分布板，顶盖用304合金板制作，各段气体进出口设置膨胀节，使管道不与转化器身直接焊接等。8、换热器设计采用防腐、防漏、高效、低阻力的新型换热器。气体进出口，采取扩大分布，加膨胀节；冷态SO2气体进口部位加流线除雾棒。换热流程采用适用于锌烟气制酸的- 流程，7台换热器，换两台串联（如地方紧也可设计为一台），换两台串联，换为节省阻力和地方设在转化器内部。每台换热器底部设计有滑动装置，管道设计有足够的消除应力设置，支撑全用弹簧的支架等，消除转化系统易漏气的弊病。9、SO2鼓风机、炉前风机鼓风机采用硫酸行业长期使用证明较好的、又较价廉的湖北鼓风机厂和无锡鼓风机厂生产的离心鼓风机，转化采用打SO2气的Q=500m3/min，H=3500mmH2O柱的鼓风机，炉前打空气用的采用Q=400m3/min、H=2000minH2O的风机。10、浓酸冷却器设计采用优于板式冷却器、螺旋冷却器、排管冷却器的管壳式阳极保护冷却器，耐用、价廉、效率高、阻力小、修理方便、环境好等。具体选用YSH95-型的阳极保护浓酸冷却器，其特点如下：（1） 外壳设有膨胀阳，消除了壳与管群间的开裂漏酸因素；（2） 先贴胀后焊接，管板上的管子焊口不易发生泄漏现象；（3） 进行热处理，制造应力消除得完全。是国内制造质量最好的。材料：换热管选用进口的316L合金管、壳体选用304合金钢。3.1.13 生产工艺介绍工业上生产硫酸的方法主要有接触和硝化法（塔式法）两种。接触法制得的硫酸纯度、浓度都较硝化法制得的硫酸为高。我国目前全部以接触法生产，其工艺流程依所采用的原料种类而异。本项目所选用的生产方法为接触法，生产原料为硫精砂。3.1.13.1硫铁矿生产硫酸的反应原理：1、焙烧反应硫铁矿的焙烧过程主要分为以下两个步骤。硫铁矿受热分解为一硫化亚铁和硫蒸汽。其反应为：2FeS2 2FeS+S2-Q此反应在500时进行，随着温度的升高反应急剧加速。硫蒸汽的燃烧和一硫化亚铁的氧化反应硫铁矿分解出来的硫蒸汽，瞬即燃烧成二氧化硫 S2+2O2 2SO2+Q硫铁矿分解出硫后，剩下的一硫化亚铁成多孔性物质，继续焙烧，当过剩空气量较多时，最后生成Fe2O3。烧渣呈红棕色，其反应为： 4FeS+7O2 4SO2+2Fe2O3+Q综合以上三个反应，硫铁矿焙烧的总反应为： 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2+Q在硫铁矿焙烧过程中，除上述反应外，当温度较高和过剩空气量较少时，有部分Fe3O4生成。烧渣呈棕黑色，其反应为：3FeS+5O2 Fe3O4+3SO2综合FeS2分解反应，S2的氧化反应和上式FeS焙烧生成Fe3O4的反应，则得总反应式为：3FeS2+8O2 Fe3O4+6SO2当空气不足时，不但FeS燃烧不完全，单质硫也不能全部燃烧，结果，到后面净化设备中冷凝成固体，即产生通常所说的“升华硫”。此外，二氧化硫在炉清（Fe2O3）的接触作用下，尚能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。2、二氧化硫的催化氧化反应： 2SO2+O2 2SO3Q SO3+H2O H2SO43.1.13.2生产工艺过程：硫铁矿接触法生产硫酸，由于钒触媒对炉气成分及有害杂质有严格的要求，所以因原料等因素的不同有不同的生产工艺，其基本过程则可概述为以下六大工序：尾气处理二氧化硫转化炉气净化SO2炉气制取原料预处理铜尾砂经凉晒干燥处理脱水后（原料水份8），通过沸腾炉顶部的料仓给料机定量送入沸腾炉，并将原料的含硫量控制在30左右（为使于控制反应条件，对于原料中含硫量高于30的则掺入干燥的反应炉渣），在900温度下，迅速反应，生成SO2气体浓度为12.8，沸腾焙烧炉产出的烟气，经余热锅炉回收余热，降温至400，经旋风除尘和电除尘，使尘含量降至0.2g/Nm3后进入净化工段，本生产拟采用水洗方法对炉气进行净化处理，具体为流程为“文、泡、电”的水洗工艺，除去炉气中的有害物质。自净化工段来的炉气补充适量空气调节SO2的浓度至9后进入干燥塔，经喷淋93%94%的硫酸干燥使水份降至0.1g/Nm3，当干燥的SO2气体浓度在8.2时进入转化工段，在催化剂存在的条件下与空气中的O2反应生成SO3，再用98的硫酸吸收生成硫酸。 本项目生产的详细工艺流程见图33。表37 生产6万吨100%H2SO4物料平衡表输入输出项目质量/kg项 目质量/kg干矿粉5.06107SO24.09107矿石含水4.40106SO31.02106干空气1.62108O28.60106空气含水1.13106N21.23108 H2O5.53106烧 渣3.74107损 失1.5106总计1.87108总 计1.87108硫精砂6.325th 其中硫2.642 th矿渣5.66th其中硫0.025 th焙 烧 空气18016Nm3h 炉气17835 Nm3h 7.2 th（汽） 2.45MPO 225余热锅炉 稀 酸0.5% 100 th0.5 th(折100%)其中硫0.159 th补充空气净 化空气23099 Nm3h转 化进一吸22267Nm3h出一吸20604Nm3h进二吸20509Nm3h成品酸(折100%)7.5 th其中硫2.449 th工艺水1.38 th干嗓吸收放空尾气20385m3h其中硫0.009 th图34 物 料 平 衡3.1.13.3建设项目拟采用的工程技术：原料：铜尾砂入库后,堆晒,达含水8%后,经打砂机送入沸腾炉的料斗。焙烧：采用温度可调的氧化焙烧（德国最新技术），渣、尘采用重力沉降、离心分离等设备除下，采用机械运输。净化：采用部分循环水洗净化工艺，“文、泡、电”流程。配置为内喷文氏管、气液分离器、溢流泡沫塔、电除雾器、循环槽等。净化工序排污水，流至全厂设置的污水场，经处理合格后外排。转化：采用最新的“3+2”式两次转化工艺，换热系统采用高效低阻力换热器，换热流程用适宜的式流程，全转化系统采用应力消除设计和装配，转化率99.6%，尾气中SO2含量880mg/m3。干吸：采用高效、低阻力大条拱、大长城矩鞍环填充塔，塔内高新型管式分酸器和两层合金丝网除沫器。酸循环流程采用：塔槽泵器塔；循环槽酸泵采用高效耐用的LSB或LRSP型立式合金泵；冷却器采用高效耐用的新型阳极保护浓酸（316L合金）冷却器。3.1.14工程污染源分析3.1.14.1废气工艺废气：接触法生产硫酸的生产废气主要为制酸尾气，根据本项目的生产规模，制酸尾气的烟气排放量约为200385m3/h，由于生产工艺过程中采用二转二吸工艺流程，工艺过程对二氧化硫的转化率高达99.6以上，吸收率大于99.95%，其尾气中的二氧化硫和酸雾较一转一吸大为降低，一般尾气中二氧化硫的浓度可控制在880mg/m3以下，二氧化硫的排放速率为17.9kg/h。硫酸雾浓度小于45 mg/m3，排放速率为0.85 kg/h。排气筒的高度拟定为25米,这一高度无法满足大气污染物综合排放标准（GB162971996）中二级标准高度要求，排气筒高度应改为40m。开炉烟气：硫酸生产在刚开炉时，由于其炉温尚未达到所需温度，沸腾炉内所释放出的烟气无法制酸，这部分外排烟气中的SO2将会对大气产生一定程度的污染，建设单位拟采取用砂石和重油代替硫精矿沸腾燃烧，达到升炉温的目的，同时排出的废气仅为燃烧的重油之烟气，所含污染物量极少，且全年开炉时间仅为35次，每次的持续时间约2小时左右。当炉温达到要求时，再投入硫精矿进入正常生产状态。表38 废气排放情况及其污染控制措施一览表 排放量项 目吸收塔尾气