化工设计个人作业

题目：用化工过程结构分析法分析硫铁矿制造硫酸，并组合流程，用流程框图表示，用文字说明依据。

制造硫酸的反应方程式为：

下图为制造硫酸的生产工艺流程。

由硫铁矿制造硫酸属于接触法制硫酸。

按反应可以分为三个工艺过程阶段组成，分别为so2的合成、so2转化为so3、so3吸收制h2o4

根据制造硫酸的反应方程式，一般讲整个生产过程分为以下四个工序：

1、焙烧矿石。

硫铁矿的主要成分为fes、fes2、fe2o3、fe3o4和feo等。矿物中还含有铅、镁、钙、钡的碳酸盐，砷、硒、铜、银、金等化合物，矿石经粉碎，在沸腾焙烧炉中焙烧，该炉下部通入空气，炉膛温度680-720℃，炉顶温度900-950℃。炉气从沸腾炉上部流出进入废热锅炉，**热量，产生过热水蒸气。

2、炉气精制

炉气被冷却并进入旋风除尘器和电除尘器。经除尘后，炉气进入净化工段，除去各种杂质。在冷却塔进一步冷却后，进入洗涤塔。

炉气净化有水洗流程和酸洗流程，水洗流程会产生很多废水。因此使用稀酸流程，且将稀酸循环使用。经电除雾器处理后，进入干吸工序，用93%硫酸进一步脱除炉气中的水分。

3、转化。

精制后的炉气，借助钒催化剂，利用炉气中剩余的扬起将二氧化硫氧化为三氧化硫。转化器分四段，前三段转化后，转化率达到93%左右，然后经换热和在第一吸收塔吸收so3后，再进入第四段，最终转化率达到99.5%。

4、吸收。

炉气经过换热后进入第二吸收塔，在此将so3吸收。用浓硫酸吸收三氧化硫比用水吸收更容易，而且不会产生酸雾。因此使用浓硫酸来吸收三氧化硫制得商品浓硫酸或发烟浓硫酸。

这套生产工艺流程优点如下：

1、沸腾焙烧炉生产能力是机械焙烧炉的2.5倍以上。对原料的适应性也比机械焙烧炉强。

2、焙烧工序产生的矿渣和从旋风除尘器及电除尘器下来的粉尘，经冷却增湿后送到钢铁厂做原料。

3、经冷却除尘的炉气用稀酸洗涤，稀酸可循环使用，多余者可外送。

4、 so2的转化率可达99%以上。

5、用浓硫酸吸收so3更容易，而且不会产生酸雾。

这套生产工艺流程缺点如下：

1、炉气含尘量高，动力消耗大。在氧含量过剩的情况下，为使矿物中的硫全部转化成so2，焙烧温度需在600℃以上。

2、产生废渣、废液和废气量大，有的要利用，有的要处理方可排放。