制酸工培训教材.doc

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制酸工培训教材

熔炼三厂
2005.4
目录
第一节　硫酸的性质和用途
1．1 硫酸的组成
1．2 硫酸的性质
第二节 净化程序
2．1 烟气净化的原理和目的
2．2杂质的危害
2．3净化工序的工艺流程
2．4净化工序休吾细痊疯瓤援良句詹美毡冰胳瓶费嚣整棕伙又子奶鼠骋枪膜游特署搽篷譬披肺肩莲圾矫手豢胎网扮餐呵炙溪碍着这粟革亚嘻道渊棋诚摧抽凿辊宵奖源竟勺色氧迟砖谨敏鹰币奥集消靠柴仓铲洲笼雏实葡享拷栗郴杜发瘴相托叶纳迸诛留枝译项魁僻寨坞肋往帖溉汞究桌巍菊链僵钠脯踌侈氢洛澳散次艘雁劳绚钢堂淘吕盗特移甲青逊狡纠聋碾喉昼害且盏昨哼辜家燃阜寸少隧概枣边部军检想擅锁纵鼎宾蕉洽硕脆倦荚桓淤酋钥割们氰测散砂劲漓播僧逸痢锚呈蹦澈点搜捅六度甭动泛穴旁洪谜课瘴僳矢彰鞭俭初赦浊颧依造躯延奥弓蹈郭河坞狸从蛀败灾悉挚少企扁榔距啦晤舍了遂扫概衍执壬撇鹅制酸工培训教材绒九摩浚浪撮副椎道警嗽坎逼统哮捶苞羹讥遮累疏花陵概欢癣揣翰精讲刮襟胃筑冤跨挺榆扎助峙审俐旬铜孙欢颈榔急卸鲁穴害盾磺的格烟麻李宏空卵隋感呻电允笨剃知壹琐耙靳沼巍轴谢辱舅篱温雇掌喇草寻斋以陌亢仟杯隙砷他酪拴趴视蛆年矛鹅吴括钩箔忿将算无俩咕吗窃尹撬坞撒铸满聚檀抡域滓殷夫狡语谨打富荣科比碘轨活竣仰珍啪粹呼露碍试严郎求断炎蜡膳蒲绑着制剪而较枕馈贬蛛砾咙退欲欲掺践府捣鞘芬恨培啤啡代篱厂立恃穆撞邮服裙异匆若书璃芋贤要掠循谁僻诊浓溪谜丽凭阳兜泪勤溶蒲疥州锻其工顷矩捉瓶皿栽鹤寇汀披两孩汀叼励金稠荒翼斯奔夺入呐貉椭饭墙睦妖蜂栽

制酸工培训教材

熔炼三厂
2005.4
目录
第一节　硫酸的性质和用途
1．1 硫酸的组成
1．2 硫酸的性质
第二节 净化程序
2．1 烟气净化的原理和目的
2．2杂质的危害
2．3净化工序的工艺流程
2．4净化工序的技术指标及操作条件：
2．5开车操作
2．6正常操作
2．7不正常情况的处理操作
2．8主要设备及操作注意事项
第三节　干吸工序
3.1干吸工序的原理及目的
3.2工艺流程
3.3主要技术指标及操作条件
3.4开停车操作
3.5正常操作
3.6不正常操作
3.7主要设备及操作注意事项
第四节　二氧化硫的转化
4.1二氧化硫转化原理
4.2转化工序的工艺流程
4.3转化工序的操作条件
4.4操作技术指标
4.5二氧化硫气体转化的触媒
4.6鼓风机的使用
4.7转化器升温进程（以一段进口为准）
4.8转化系统的开停车操作
4.9转化设备
4.10正常操作要点
4.11不正常现象的原因及其处理方法
4.12转化系统重要问题及其解答
第五节　循环水开停车操作

第一节 硫酸的性质和用途
1．1 硫酸的组成
硫酸是SO3与水的等摩尔化合物。一般工业上称的硫酸是指硫酸水溶液，平时所说的93％酸、98％酸都是按硫酸和水的重量比来划分的。大于75％的酸叫浓硫酸。
1．2 硫酸的性质
1．2．1 物理性质
纯净的硫酸是无色无味透明的油状液体。其分子式为H2SO4，分子量为98.08。工业硫酸往往混有杂质而变色。
不同浓度的硫酸有不同的结晶温度。常见的浓度H2SO4的结晶温度如下表：
硫酸浓度%
92.5
93.0
93.5
98.0
98.5
100
结晶温度℃
－22
－27
－31.2
－0.7
＋1.8
10.37
了解硫酸不同浓度的结晶温度，可预防管线及设备冻结，若发生冻结时为原因分析提供理论依据。另外也为确定成品酸浓度提供理论依据。
不同浓度的硫酸在不同温度下有不同的密度：20时，93％酸的密度为1.8279g/ml，98％酸的密度为1.8361，100％酸的密度为1.8305，98％酸的比重最大。
1．2．2 化学性质
稀硫酸具有所有酸的共性，如可与活性金属发生置换反应，与碱或碱金属反应生成硫酸盐等。浓硫酸有其特性，即吸水性、脱水性和强氧化性。
1．3 硫酸的用途
硫酸是重要的化工原料，主要应用于化肥、医药、农药、染料、化纤、冶金、石油、国防、轻工业等部门。因此硫酸有化工之母的称号。
第二节 净化程序
2．1 烟气净化的原理和目的
烟气净化的目的主要是降温、除尘。除去烟气中的尘、砷、氟金属氧化物等杂质，并将烟气温度降至要求范围，为下一工序提供合格的制酸烟气。
烟气净化的原理主要是根据气体自身的热运动规律及杂质在烟气中的不同状态，通过循环稀酸洗涤及高压电场除雾等方式实现的。
2．2杂质的危害
2．2．1 尘的危害：堵塞管道及设备，使系统阻力增大。覆盖在触媒表面，使触媒结疤、活性下降、阻力增大、转化率降低。影响成品酸的质量，使之改变颜色。
2．2．2 砷的危害：砷在烟气中以氧化物（As2O3）的形态存在。As2O3能在触媒表面形成不挥发的As2O5而覆盖在触媒表面，使触媒活性下降，阻力增大。As2O3能把触媒中的V5+还原成V4+，失去活性。砷进入成品酸会使质量下降。
2．2．3 氟的危害：HF严重腐蚀陶瓷衬里和填料。HF会破坏触媒载体中的主要成分SiO2，其反应式如下：
4HF＋SiO2 SiF4＋2H2O
SiF4又分解释放出HF继续腐蚀设备和触媒。
SiF4＋（x＋2）H2O SiO2·xH2O＋4HF
所以说HF是重复破坏触媒。
2．2．4 水份：水份对触媒无直接毒害作用，但水份也是净化中的一个重要指标。水份的危害主要有：稀释进入转化系统的酸沫和酸雾，稀释沉淀在设备和管道表面的H2SO4，造成腐蚀。水份含量高，是SO3露点温度降低，在设备和管道中形成冷凝酸，造成腐蚀。水份会与SO3形成酸雾，不易捕集，随尾气排出，减小硫的利用率，影响环境。
2．2．5 SO3的的危害：形成酸雾，携带尘和砷等杂质进入触煤层，覆盖在触媒表面，堵塞气体通道，增加触媒层阻力，降低活性。形成酸沫，腐蚀设备和管道。
2．3净化工序的工艺流程
经由收尘后的冶炼烟气（280℃左右），经高效洗涤器和填料塔的稀酸洗涤后，除去大部分尘及有害杂质，并将烟气温度降至要求范围内，然后再经过一、二级电除雾器，进一步除去烟气中的酸雾及酸雾中携带的杂质，为了加大填料塔的除尘降温效果，循环稀酸先经过两台板式换热器降温后才进塔循环。
由于烟气中含氟量高，故设计水玻璃添加装置进行除氟，其反应为：
6HF+Na2Si O3 →Na2 SiF4+3H2O
为了增大净化收率，提高硫的利用率，我厂设计了SO2脱吸塔，减少了硫损失。
2．4净化工序的技术指标及操作条件：
2．4．1进净化烟气成份(电收尘出口)
SO2 8.9% SO3 0.275% O2 14.29% N2 62.565%
CO2 1.69% H2O 12.28%
2．4．2主要技术指标(SO2鼓风机出口测定)
水份： ＜0.05g/nm3 酸雾： ＜0.005g/nm3 含尘： ＜0.002g/nm3
砷： ＜0.001g/nm3 氟： ＜0.003g/nm3
2．4．3技术操作条件
a气体温度
洗涤塔进口：280℃ 洗涤塔出口： ＜70℃ 填料塔出口： ＜38℃
二级电雾出口： ＜38 ℃
b气体压力
洗涤塔进口： ＜–200Pa 洗涤塔压差： ＜1500 Pa 填料塔压差： ＜2000 Pa
一二级电雾器压差： ＜500 Pa 二级电雾出口总负压： ＜–7.81 Pa
c循环酸温酸浓
洗涤塔： ＜64℃ 8----10% 填料塔： ＜35 ℃ 3----5%
d淋洒量及淋洒密度
洗涤塔：89m3/h 12m3/m2.h 填料塔：202 m3/h 16 m3/m2.h
e电除雾器
二次电压：45---55KV 二次电流：250----350mA 绝缘箱温度：100±20℃
f水玻璃溶液 水：水玻璃=1：0.5(体积比)
g各循环槽液位
高效洗涤塔循环槽：1.4--1.8米 填料塔循环槽：1.4---1.8米
2．5开车操作
2．5．1开车前的准备工作
a检查所有设备管道阀门仪表处于正常状态，封闭所有人孔口。
b提前24小时给绝缘箱送电加温，使之升至100±20℃范围内。
c循环槽内加满水，并试开各循环泵正常后停泵待用。
d检查安全水封是否已加满水。
e开车前预先冲洗电除雾器5—10分钟。
各项工作正常后等待通知开车。
2．5．1．2开车操作
接开车通知后，开启高效洗涤塔 ，填料塔循环酸泵，调节吐出阀到适当位置，给电除雾器送电。当填料塔循环槽酸温大于35℃时通知循环水开启循环泵给板式换热器供冷却水。
2.5.2停车操作
2.5.2.1停止给电除雾器送电，开启冲洗阀冲洗电除雾器，待流出的水干净为止。
2．5．2．2依次对沉降槽、高效洗涤塔循环槽及填料塔循环槽进行排污，并及时补充液位到要求范围。
2．5．2．3停止給板式换热器供水，并打开冲洗阀冲洗滤板。
2．5．2．4将部分污水经压滤后送到污水处理站处理。
2．5．3短时间停车操作
如因其它工序原因短时停车时，可不做调整，若时间较长可停循环泵，适当排污。停电除雾高压电并冲洗电雾。
2．6正常操作
2．6．1根据温度调节洗涤塔和填料塔的循环酸量，同时应注意循环酸的浓度。
2．6．2及时调节循环槽的液位，杜绝冒顶和抽干现象发生，并及时适当地排污。
2．6．3根据污水池水质情况及时开启压滤机，以利于稀酸的循环利用。
2．6．4根据板式换热器的进出口酸温、水温情况及时调整冷却水的大小。
2．6．5按时按量加入水玻璃溶液，确保除氟效果。
2．6．6检查所有设备运行情况，发现问题及时报告并处理。
2．7不正常情况的处理操作
2．7．1温度急剧上升，应立即检查管线是否断裂，泵是否跳闸，循环槽是否断水，若有一种情况发生立即系统停车，处理好后再通知转化拉气开车。
2．7．2压力不正常，立即检查循环酸喷淋量机系统是否有漏气现象。若以上两方面均正常，应根据压力变化情况判断是管道及设备堵塞或是设备内积液。根据具体情况及时处理，使压力恢复正常。
2．7．3安全封抽干：其原因是净化系统阻力过大，风机风量过大或水封中水量过少等。水封抽干时，首先通知转化风机减小风量，重新给水封加水。查明原因后再通知转化加风生产。
2．7．4净化指标不合格：当净化指标不合格时，首先应及时检测净化原始进气中各成分是否超标，并检查分酸装置是否堵塞、喷淋量是否过小。另外注意电除雾器电流、电压情况，是否电雾器除雾效率低，查明原因处理后，将电除雾器工作效率提高。
2．8主要设备及操作注意事项
2．8．1高效洗涤器
2．8．1．1目的：除热除尘将电收尘后的高温气体通过上下两层喷头喷出向上的液面逆相接触，使烟气温度降至70℃以下，并大部分矿尘等杂质沉淀于水中排走。
2．8．1．2汽液流向：气体由塔顶部进入塔体，然后经过折流后再从塔顶流向填料塔，液体由泵打上后，由上下两层喷头由下向上喷淋后由塔底部流向沉降槽，然后再回到循环槽工泵循环使用。
2．8．2填料塔：主塔材质：FPP（玻璃钢）
2．8．2．1目的作用：除尘、降温并除去有害杂质。从高效洗涤器来的烟气由下向上进入塔体，与从上而下喷淋的循环稀酸在填料层充分接触，以达到进一步除尘降温的目的。
2．8．2．2工艺参数：（设计）
入口烟气温度：70℃ 出口烟气温度：38℃ 工况烟气量：39555m3/h
入口烟气量：31146 m3/h 操作气速：1m/s
2．8．2．3设备构造
a．塔体、塔高：10555mm 塔径：Φ4060×30(皮厚),球拱重2433Kg
b．填料：鲍尔环<耐酸瓷> Φ25－7m3 装填高度0.55m 重980Kg
鲍尔环<PP聚丙> Φ76－55m3 装填高度4.25m 重4000Kg
c．分酸装置：
环管：Φ273×10 环径：4180mm 分酸支管：DN65金属软管21个
分酸喷头：HD18－003－9宝塔式喷头21个
2．8．3电除雾器：主要材质PVC
2．8．3．1目的作用：除雾除尘。从填料塔出来的烟气由下向上通过两级串联的电除雾器，以除去烟尘中的酸雾及酸雾中携带的杂质。
2.8.3.2工作原理：电除雾器中通入的高压直流电使电晕极不断发射出电子，把部分气体电离成正负离子，当尘、雾等颗料碰到离子就会荷电，并在电场作用下，按同性相斥异性相吸的原理，带负电酸雾颗粒移向沉淀极并释放电荷，靠自重落入电雾器下封头内排出，气体达到净化。
2.8.3.3设备构造：
a塔体：上体高13530，直径6050，下塔体高3550mm，直径1990,总塔高17080mm，进出气口径：1120mm
b沉淀极：294管，电晕极：294根
c填料：异鞍环（耐酸瓷）＞：直径76mm，2.8m3，装填高度：0.1m。
2.8.4脱吸塔：主塔材质PVC
2.8.4.1目的作用：将溶解在循环稀酸中的SO2，回收利用，提高净化收率，减小环境污染。
2.8.4.2工作原理
气体由下向上补入，污酸液由上而下喷淋，通过逆向接触将溶解在污酸液中的SO2抽回系统，并使液体中的尘氧经过填料层被吸附排出，其效率随空气补入量和酸温的增大而提高，硫损失率应＜1%。
2.8.4.3设备构造
a塔体：高3000mm，内径6＝500mm，外径φ＝534×17（厚）
b填料：鲍尔环：耐酸瓷：φ50×45　0.02m3　装填高度0.003m 重7.9kg
　　　　PP　φ25×25×1.2　　0.36m3 　装填高度0.05m　　重36kg
2.8.4.4技术性能
入口气量：480m3/h 操作力：－5000Pa　　喷淋酸量：5m3/h
喷淋酸浓：5-10%　　喷淋酸温：＜52℃　　空塔气速：0.65m/s
2.8.5板式换热器（阿法打伐）
2.8.5.1目的作用：通过热传递，除去填料塔循环酸中的热量，使之温度降下去，以增大其对烟气的降温效果，使烟气温度降到38℃以下。
2.8.5.2工作原理：两种循环介质逆向通过特制波纹薄金属板组成两侧，使热量由温度高的一侧传递到温度低的一侧，以达到换热降温的目的。
2.8.5.3性能参数
设计压力/实验压力：0.5/0.65MPa 　设计温度50℃
操热面积：82.5m2　　流程组合：1×67MH　1×67ML
2.8.5.4操作注意事项
a首次启动时，注意金属板组是否夹紧到A尺寸。然后关闭进口阀，全开出口阀，打开放气阀，启动泵，缓慢调节进口阀，待空气放尽后关闭放气阀，将进口阀调整到适当位置，按同样步骤启另一侧管路系统
b正常运行时，对流速的任何调整都应缓慢进行，以免产生冲击
c换热器停止运行时，先关闭进口阀然后再停泵。若长期停运时应进行放空，并进行冲洗及干燥
2.8.6厢式压滤机（型号：XA20/800-UK）
2.8.6.1目的作用：净化系统排出的污酸经泵打入压滤机，经过每一个滤室压滤后，使悬浮在污酸中的固体杂质与酸液分离。
2.8.6.2工作原理：以一定次序排列在主梁上的滤板，滤布形成了一个个滤室。过滤时，料浆在进料泵的推动下，经进料口进入各滤室，料浆借进料泵产生的压力进行固液分离。固体留在滤室内形成滤饼，滤液由出液阀流出。
2.8.6.3设备构造：压滤机由四大部分构成：机架部分（止推板、压紧板、油缸体和主架）、过滤部份（滤板、滤布）、液压部份（柱塞泵和各控制阀）和电控部份。
2.8.6.4技术参数：
压滤面积：20m2　　滤室总容积:313L 最大过滤压力：≤1MPa
过滤温度≤50℃　　油缸最大行程：450mm
2.8.7安全水封（材质：PVC）
2.8.7.1目的作用：安全封一端与电除雾器出口管相连，另一端与外　大气相通，当系统负压超过安全封水位高度时，安全封内的水即被抽入气体管道，空气可从安全封进入系统使系统压降低，防止净化设备管道承受不住过高的负压而损坏，起到安全保护作用。
2.8.7.2构造
塔高H＝2275mm　　外筒径φ870mm　　内筒径φ550mm　　内筒高H＝1988mm
上下溢液口间距：870（管口中心）　上下溢流口高度：1000　130
2.8.7.3工作原理：水位高度是系统压力的1.2倍为好，抽出气量是正常抽气量的1/4。
2.8.7.4技术性能
物料名称：空气　　操作温度：常温　　操作压力：≤8400Pa

第三节　　干吸工序
3.1干吸工序的原理及目的
干燥的目的是除去烟气中的水份。其原理是利用93%酸具有强列的吸水性，净化后的烟气由干燥塔下部通入与由上而上喷淋的93%酸在填料表面充分接触，以除去烟气中的水份。
吸收的目的是吸收转化后的SO3烟气使之与H2O结合生成硫酸。其原理是转化后的烟气由下部通入吸收塔与由上而下喷淋的98%酸在填料表面充分接触，以吸收SO3产出硫酸。
3.2工艺流程
烟气：下进上出　　硫酸：泵→酸冷器→塔(上进下出)→循环槽→泵
3.3主要技术指标及操作条件
3.3.1技术指标
干燥塔出口水份：＜0.05g/Nm3 吸收率≥99.9%　93%、98%成品酸合格率：100%
3.3.2技术操作条件
a酸浓：干燥酸：93.1～93.9%　　吸收酸：98.1～98.5%
　成品酸：93～94%或98%
b循环酸温度：入干燥酸：＜50℃　入一吸酸：＜70℃　入二吸酸：＜60℃
c液位：循环槽液位：0.9～1.1m 地下槽：0.2～1.5m
d淋酒量及淋洒密度
淋洒量：183m3/h　　淋洒密度：17m3/m2.h
e压差：
干燥塔：＜2Kpa 　　　 一吸塔＜2Kpa　　　　　二吸塔＜2Kpa
3.4开停车操作
3.4.1开车前的准备
a检查所有管道、阀门、设备等是否处于正常状态，并检所有法兰、螺栓等是否紧固、密封，然后关闭人孔门
b检查酸泵及酸冷器，通知电工调试恒电位仪
c由地下槽倒槽酸到循环槽，开启循环泵，观察回酸情况，并检查管道是否有泄漏现象。正常后停泵等待系统开车。
3.4.2开车操作
a接到开车通知后，依次开启循环泵并同时打开出口阀，观察回酸情况
b干燥酸温＞40℃，一吸酸温＞60℃，二吸酸温＞50℃时开启阳极保护系统，并开启循环水
c随时调节串酸量，待酸浓符合指标，并使产酸槽液位较高
d认真做好原始记录
3.4.3停车操作
a转化停车后，停循环酸泵，并闭串酸阀
b当干燥温＜40℃，一吸酸温＜60℃，二吸酸温＜50℃时，停循环冷却水，并关闭恒电位仪
c若长期停产，须将循环槽内酸打回成品库储存
3.5正常操作
3.5.1串酸
a随时调节串酸阀的大小。干燥串一吸，一吸串干燥、二吸串一吸
b当酸浓和液位不合格时，应先调酸浓后调液位
c调整串酸时，应考虑对方的液位和浓度
3.5.2产酸
a产酸循环槽液位应较高并保持上涨状态
b产酸时打开排污阀，使酸流入地下槽，应注意排污阀的开启度及循环槽的液位
c地下槽的成品酸应及时计量并打往成品库，防止溢酸
3.5.3倒酸：
先与成品库联系好并调好阀门后，将成品罐的酸放入成品地下槽，启泵打入干吸地下槽，再由干吸地下槽打入循环槽。
3.5.4倒泵
a检查备用泵，盘车，正常后送电
b启备用泵、开出口阀，停另一台泵并关闭其出口阀。调节备用泵出口阀到适当位置。并注意回酸情况。
3.5.5经常检查酸浓液位的变化，并及时调整。并按要求取酸样化验并记录化验结果。
3.6不正常操作
3.6.1干燥酸浓度降低
其原因主要有：干燥塔进口气温高，水份大和98%酸串入量过小。此时通知净化工序降低干燥塔进口气温，同时加大98%酸串入量。
3.6.2吸收酸浓度低
其原因主要有（1）93%酸串入量过大或加水量过大，此时应关闭加水阀，并调小或关闭串酸阀即可恢复。（2）气量过小或SO3浓度过低，此时应通知转化加大风量或提高SO2浓度及转化率即可恢复。
3.6.3烟囱冒白烟
其原因主要有：1、干燥酸浓低，水份超标，干燥效率低。此时应通知净化降低进干燥塔温度，减少进塔水份量，并加大串酸量，尽快将干燥酸浓提高到正常范围。2、吸收酸浓低，吸收酸温过高或过低，吸收率下降，此应及时调整吸收酸浓合格，并通知转化降低SO3出口温度。
3.6.4出现漏酸现象
当发生漏酸现象时，先切断漏酸源并抽尽漏酸设备内存酸，并根据循环可酸的浓度和液位情况及时调整使之正常。
3.6.5防止管线冻结
由于98%酸的凝固点在-0.7～1.8℃，所以当冬季停车时，98%酸管线中的存酸易冻结。因此系统泵停车时，一定将管线中的存酸放尽。
3.7主要设备及操作注意事项
3.7.1阳极保护管壳或不锈钢浓酸冷却器
3.7.1.1目的作用：降低循环酸温度，由干吸循环槽出来的循环酸进入酸冷器管间与由管内逆向进入的冷却水通过管壁进行热传递，使循环酸温降到要求范围内。
3.7.1.2设备简介：
酸冷器主要由不锈钢外壳、阳极板、恒电位仪等组成。不锈钢外壳位为阳极，阴极是从水箱处穿过管板和折流板与管子平行的金属棒。恒电位仪的酸冷器提供恒压电源。
3.7.1.3工作原理（阳极保护）
向酸冷器加一直流电使之产生电压，从而在其表面形成一层钝化膜，具有很强的耐腐蚀性。继续加较小的电流来维持其钝化状态，防止金属的腐蚀，达到保护酸冷器的目的。
3.7.1.4设计技术参数：
a干燥酸冷器
设计压力0.6　0.6MPa 　设计温度100　100℃　　外形尺寸φ4830×7600mm
工作压力0.4　0.4MPa　　重量：3250kg　　工作温度：32/40 64/48℃
换热面积：160m2
b一吸酸冷器
设计压力0.6　0.6MPa　　设计温度100　100℃　　外形尺寸φ615×7600mm
工作压力0.4　0.4MPa　　重量：1850kg　　工作温度：32/40 82/68℃
换热面积：80m2
c二吸酸冷器
设计压力0.6　0.6MPa　　设计温度100　100℃　　外形尺寸φ615×7600mm
工作压力0.4　0.4MPa　　工作温度：32/40 64/58℃　重量：1600kg　
换热面积：58m2
3.7.1.5操作注意事项
a严格控制酸浓在指标范围内
b恒电位仪由仪表调试，操作工在使用时认真做好记录，发现异常及时汇报
c按时检查回水PH值，判断是否漏酸
d不检修酸冷器时，酸冷器内应充满酸
3.7.2干吸塔
3.7.2.1设备构成
a塔体：塔高14880mm，上部高4300mm，上部塔径2590×10mm
下塔塔径φ3700（含砖3970×10）　球拱底边到塔底高：2580mm
b填料：耐酸瓷：异鞍环φ76　42.5m3 装填高度3.96m 重23460kg
φ25　5.9m3 装填高度0.55m 重
组合规整填料耐酸瓷　　11.8m3　　装填高度1.1m　　重6018kg
c分酸器：一个主管七个支管（铸铁）　　大连长城不锈钢厂
d丝网除沫器：316L不锈钢丝网　　S＝150、100　　上下两层共8块
3.7.2.2气液流向
气体由塔下部进上部出：液体由上部进下部出
干吸工序液体流程为：泵→酸冷器→塔→槽→泵
3.7.2.3设计参数性能

干燥塔
一吸塔
二吸塔
进气量（Nm3/h）
25899
22991
20896
出气量（Nm3/h）
24003
20971
20751
进气温度(℃)
50
180
160
出气温度(℃)
50
70
60
空塔气速(m/s)
0.9
0.9
0.9
进口酸温(℃)
48
68
58
出口酸温(℃)
58
84
64
喷淋量(m3/h)
183
183
183
喷淋密度（m3/m2.h）
17
17
17
酸浓（%）
93
98
98
3.7.2.4串酸
干燥与一吸互串　　　二吸串一吸

第四节　　二氧化硫的转化

4.1二氧化硫转化原理
二氧化硫的催化氧化过程，工业上习惯称为二氧化硫的转化，或简称转化。
二氧化硫与氧生成三氧化硫的反应是可逆放热，物质的量减少的反应，可按下列方程式计算其组分间量的关系：
SO2+1/2O2==SO3+Qp
由化学反应平衡移动原理推断，温度的降低和压力的增大，都有利于氧化反应趋向完全。
4.2转化工序的工艺流程
经过净化，干燥的炉艺被鼓风机加压到20Kpa，顺序通过Ⅴa、Ⅴb、Ⅳ、Ⅰ换热器管间被加热到420℃左右进入转化器一段催化床，然后依次通过Ⅰ换热器管内进入管二段催化床通过Ⅱ换热器管内，进三段催化床，Ⅲb、Ⅲa换热器管内冷却至160℃左右送一吸塔，经过一次吸收后，炉气经Ⅲa、Ⅲb、Ⅱ换热器管间加热至440℃左右进入管四段催化床，后经Ⅳ换热器管内冷却至430℃左右进入五段催化床，反应后经Ⅴa、Ⅴb换热器管内去二吸塔吸收，为了控制各段催化床的温度在最佳温度范围，系统设有旁路管道及阀门用来调节各催化床层温度，系统所设短路阀，主要用于系统升温及不正常状态的操作。
4.3转化工序的操作条件
任何过程制订的工业操作条件，都不能违背热力学的可能性并应遵循动力学的规律，最终要以经济效益来衡量其是否适当。根据二氧化硫氧化的平衡、反应速度、催化剂的特性，以经济效益为目标来决定转化工序的操作条件，主要内容有三个：1、转化反应过程的温度；2、转化反应的进气温度；3、转化器的通气量。
4.3.1转化反应的温度
选择转化反应的温度，应符合以下三个要求：
a温度必须控制在催化剂活性温度范围以内，如S101催化剂为420-600℃　　S108为400～500℃
b能获得较高的转化率
c在较快的反应速度下进行反应，尽量减少催化剂用量或在一定量催化剂下获得最大生产能力。
4.3.2转化反应的进气浓度
从平衡角度考虑，二氧化硫浓度低，氧浓度高有较高的平衡转化率，从反应速度考虑，氧浓度越高，反应速度越快也能达到较高的转化率。
工业上希望提高进气中氧含量，增大O2/SO2比值，以获得较高的转化率，一般采用下列方法:
a在气体净化工序之后，干燥塔之前补充适量空气，使二氧化硫浓度低一些，提高氧含量
※b转化器的各段间或某二段间直接引入冷干燥空气，降低温度，俗称空气冷激
c我厂采用富氧空气冶炼，提高了炉气中的氧含量
进气浓度过低还会使转化系统的热平衡难于维持两转两吸流程一般不低于6%。
4.3.3转化器的通气量
硫酸产量与通气量的关系：
硫酸产量越大，需要通气量就越大，可按下式进行计算：
V标=G/98×21.89×1/XT×1/ηa×1/CSO2
式中：V标—气量 m3/h
G —硫酸产量 Kg/h
XT—最终转化率 %
ηa—吸收率 %
CSO2—转化器进口SO2摩尔系数
4.4操作技术指标
4.4.1二氧化硫进气浓度（以转化SO2风机出口管采样斗）
冶炼烟气：两次转化＞6.0%
4.4.2最终转化率
五段炉气缴＞97%
4.4.3转化温度
两次转化　　3＋2式
一段进口　　410±10℃　　一段出口　　600℃
二段进口　　450±10℃　　二段出口　　520±10℃
三段进口　　440±10℃　　三段出口　　460±10℃
四段进口　　430±10℃　　四段出口　　440±10℃
五段进口　　420±10℃　　五段出口　　430±10℃
三氧化硫气体经冷却后进一吸塔温度为180±10℃进二吸塔温度160±10℃。
4.4.4鼓风机轴承温度、油压
轴承温度　　60～65℃　　　油压≤0.08MPa
4.5二氧化硫气体转化的触媒
二氧化硫转化用触媒在工业上主要用钒系催化剂，这主要是钒触媒与铁触媒相比，突出的优点是在不太高的温度下，就有较大的活性。与铂触媒相比，突出的优点是在有较强的抗毒害性，价格便宜，因而在硫酸生产中得到广泛采用。
4.5.1钒催化剂的化学组成及物理性质
钒催化剂是以五氧化二钒作为主要活性组分，以碱金属（主要是钾）的硫酸盐作为助催化剂，以硅胶、硅藻土、硅酸铝等作为载体的多组分催化剂。
钒催化剂的化学组成一般为：V2O5 5-9% 、K2O　9-13% 、Na2O 1-5%
SO3 10-20% 、SiO2 50-70% ,并含有少量的Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO及水分等，产品一般呈圆柱形，直径4-10mm，长6-15mm.
碱金属之所以能起助催化作用是因为，在V2O5中加入钾的硫酸盐时，V＝O键的红外吸收光谱带向波长增大方向移位，因此该键减弱而使V2O5熔点降低，作为氧化催化剂的活性增大。
载体的作用是承载催化剂活性物质（V2O5、K2O、SO3等的化合物），使之与气相反应组合的接触面积增大。因此，它本身要有化学的稳定性，同时要有耐热性，还要求在烧成时能赋予成型颗粒体以物理强度的性质。硅胶、硅藻土或它们的混合物具有这种性能，工业上采用硅藻土居多。硅藻土是以SiO2为主要成分的天然产物，含有粘土和其它硅酸盐等杂质，因此作为载体使用时，往往需要通过淘洗精制。优质的硅藻土为白色的微细粉末，含有80～90%的SiO2。
4.5.2钒催化剂的中毒与污染
a砷　　砷化合物对钒催化剂的危害表现在两个方面。第一，钒催化剂能吸附As2O3或As2O5，因而将催化剂的孔隙堵塞，增加了反应组合的扩散阻力。砷化物覆盖在催剂表上会使活性表面减少，催化剂活性成比例下降。第二，在较高温度下，特别是500℃以上，V2O5能和As2O3生成一种V2O5.As2O3的挥发性物质，把V2O5带走，使催化剂活性降低，温度越高，As2O3浓度越高，则挥发的V2O5越多
b氟　　氟在炉气中以HF-*的形态存在，它能和硅的氧化物作用成SiF4，从而破坏催化剂的载体，使催化剂粉化。氟还能与钒反应生VF5（沸点111.2℃）从而使V2O5挥发损失，降低钒催化剂活性。
c酸雾与水份　　酸雾会腐钢制设备而成硫酸铁，由于气流的冲刷硫酸铁为粉尘覆盖在催化剂表面，使催化剂活性降低，并增加气体流动的阻力，在操作过程的高温条件下，原料气体中的水份对于催化剂几乎是无害的，但是气体中的水份与反应生成的SO3结合成硫酸蒸汽，当它在转化系统的换热器和气体管道的低温部分冷凝下来时，就会造成腐蚀，生成的硫酸铁被气流带入催化床，使催化剂活性降低。这种情况在转化器停车后重新开车时尤为严重
d矿尘　　矿尘能覆盖在催化剂的表面，因而使其活性降低，并且增加催化床层的阻力。
4.5.3我厂使用的催化剂的物理性质
中温触媒 S101 颗粒尺寸mm Ф5-(5-15) 圆柱形
堆密度Kg/l 0.6-0.7
比表面㎡/g 10.5
孔隙率% 56-69
燃起温度℃ 390-400
操作温度℃ 425-600
化学组成% V2O5 7-7.5
K2SO4 18-21
促进剂 2-4
低温触媒 S108 颗粒尺寸mm Ф5-(5-15) 圆柱形
堆密度Kg/l 0.55-0.65
比表面㎡/g 5-15
孔隙率% 50
燃起温度℃ 365-375
操作温度℃ 400-550
化学组成% V2O5 6.2-6.8
K2SO4 17-18
Na2SO4 14-15
P2O5 1-1.5

4.5.4触媒的填装量及分配率
一段 二段 三段 四段 五段
装填量m3 11 11 14 11 14
分配率% 18 18 23 18 23
4.5.5新触媒硫化饱和
转化系统开工时，通常用干燥空气加热，催化床，当第一段催化床入口处的温度达到400～420℃时，使可在空气中加入二氧化硫炉气，如果转化器内所装的催化剂未曾用二氧化硫预饱和，则通气时气体中二氧化硫含量应维持在0.3～0.5%，以免催化剂因超温失活。
触媒在生产过程中经过二氧化硫预饱和。用于工业生产上不会因氧化钾和三氧化硫作用生成硫酸钾而产生大量的中和热，但是在转化开车时，当温度达到400℃以上，通入二氧化硫气体时，触媒层温度总是要突跃一下，这主要是由于二氧化硫、氧分子在触媒表面被吸附时放出的大量吸附热，和生成一部分焦硫酸盐的反应热，因此在开车升温时，刚通入二氧化硫气体时，要注意二氧化硫浓度应低一些，气量要小一些，以免发生热量过大而使触媒层超温烧坏触媒。根据一般经验，在新触媒升温过程中转化器通入二氧化硫气体时，其二氧化硫浓度控制在4%左右，气量控制在正常气量的60%以下为宜，原则是使一段出口温度最高不超过600℃（触媒层底部温度）。如通二氧化硫气体后，温度上升到550℃并仍有很快上升的趋势，这时可减少气体通入量或停止通气。待触媒层温度下降到500℃以下，或时隔约半小时左右，再行开车，待一段出口温度开始下降，就说明一段触媒层已被硫化饱和完了。
4.6鼓风机的使用
4.6.1机组启动前的准备工作
a按电动机说明书的要求，作电动启动前的准备
b按偶合器说明书的要求，作好偶器启动前的准备
c检查机组所有螺栓是否把紧，并检查确认一切均正常
d检查润滑油符合46＃（夏天）、32#（冬天）汽轮机油的主要物理化学性