无机物工艺教案-第三节炉气的净化与干燥(1).docx

教案用纸学科无机物工艺第 一 章 硫 酸第 三 节 炉气的净化及干燥（1）审批签字授课时数2授课方法讲授教具多媒体授课时间 授课班级教学目的掌握炉气净化的目的、要求及工艺流程，理解炉气净化的原理和方法，了解不同炉气净化工艺流程的对比分析。教学重点和 难 点重点：炉气净化的目的及工艺流程。难点：炉气净化的原理及不同工艺流程的对比分析。复习提问1提高焙烧反应速率的途径有哪些？2沸腾焙烧的工艺条件是如何确定的。教学内容、方法和过程附 记【引课】硫铁矿焙烧后的SO2炉气中含有一定的有害杂质，不能直接送入转化工序，避免催化剂中毒，故炉气进入转化工序之前必须经过净化及干燥。【新课】第三节 炉气的净化及干燥（1）一、炉气的净化1炉气净化的目的和要求（1）炉气的组成SO2、O2、SO3、As2O3 、SeO2 、HF、H2O、粉尘等；教学内容、方法和过程附 记SO2、O2为转化反应物，应尽可能在净化时不损失。（2）净化目的炉气中的矿尘不仅会堵塞设备及管道，而且会造成后续工序催化剂失活；砷和硒则是催化剂的毒物；炉气中的水分和SO3极易形成酸雾，不仅对设备产生严重腐蚀，而且很难被吸收除去。（3）净化要求砷1mg/Nm3；酸雾0.03mg/Nm3；水分0.1mg/Nm3；氟0.5mg/Nm3。2炉气净化的原理和方法（1）矿尘的清除对炉气中的矿尘清除，需了解矿尘的粒度大小，采用相应的净化方法来清除。依据矿粒由大到小可一次采用自由沉降（如降尘室）或旋风分离（如旋风分离器）、电除尘（0.110m）、湿法除尘（0.05m，泡沫洗涤塔）。（2）砷、硒的清除砷、硒在焙烧过程中分别形成氧化物As2O3、SeO2，它们在气体中的饱和含量随着温度降低而迅速下降。（3）酸雾的清除酸雾是利用水或稀硫酸洗涤炉气时，洗液中的水蒸气进入气相，使炉气中的水蒸气的含量增加，造成水蒸气及SO3结合成硫酸蒸气。 3炉气净化的工艺流程为了满足SO2转化对原料气的要求，必须采用适当的方法，控制好相应的条件，才能达到要求。对于高温含尘量较高易形成酸雾的炉气而言，在净化过程中，对于大颗粒的矿尘采用典型的气固分离方法进行；小颗粒的可借助湿法清除砷、硒氧化物和氟化合物的时候一起除去，同时还可以降低炉气的温度。故净化工序必须由除尘设备、洗涤设备、除雾设备和除热降温设备组成。两类净化流程的比较：水洗流程简单、投资省、操作方便，砷和氟的净化率都高。但SO3和SO2溶于水难于回收，使S的利用率低。最大不足是排放有毒含尘污水多，环境污染大。(每吨硫酸约排15吨污水！)酸洗流程中酸可循环使用，多余酸排出系统他用。可利用炉气中的SO3，提高了S的利用率。酸泥中的砷硒也可回收。最大优点是排污量少，约为水洗流程的1/2001/300。（1）酸洗流程比较典型的酸洗流程有标准酸洗流程、“两塔两电”酸洗流程、“两塔一器两电”酸洗流程、及“文泡冷电”酸洗流程。标准酸洗流程是以硫铁矿为原料的经典酸洗流程，由两个洗涤塔、一个增湿塔和两级电除雾器组成，故也称为“三塔两电”酸洗流程。“两塔两电”酸洗流程及标准酸洗流程相似，只是省去了增湿塔，但所用洗涤酸的浓度较低。“两塔一器两电”酸洗流程，也是在标准酸洗流程基础上发展起来的，其中的增湿塔用间接冷凝器代替，故称“两塔一器两电”酸洗流程。“文泡冷电”酸洗流程由焙烧工序来的SO2炉气，首先进入文丘里洗涤器1（文氏管），用l5%20%的稀酸进行第一级洗涤，洗涤后的气体经复挡除沫器3除沫后进入泡沫塔4，用l%3%的稀酸进行第二级洗涤。经两级稀酸洗之后，矿尘、杂质被除去，炉气中部分As2O3、SeO2凝固为颗粒被除掉，部分成为酸雾的凝聚中心。文丘里洗涤器l的洗涤酸经斜板沉降槽9，沉降循环酸中的污泥；经沉降后的清液循环使用；污泥自斜板底部放出，用石灰粉中和，及矿渣一起外运。流程特点：该流程用絮凝剂(聚丙烯酰胺)沉淀洗涤酸中的矿尘杂质，大大地减少了排污量（每吨酸的排污量仅为25L），达到封闭循环的要求，故此流程也称“封闭酸洗流程”动力波净化工艺流程特点：该流程的特点是采用了“动力波”洗涤器。该洗涤器没有雾化喷头及活动件，故运行可靠，维修费用低。（2）水洗流程比较常用的水洗流程有下列几种。“文泡文”水洗流程由文氏管、泡沫塔、文氏管组成，它具有设备小、操作方便、投资少的优点。但系统压降高。“文泡电”水洗流程用电除雾器代替上述“文泡文”流程中的第二级文丘里，提高了对酸雾杂质的净化效率，系统压降也比“文泡文"流程要小。“文文冷电"水洗流程由两个文氏管、冷凝器、电除雾器组成，技术性能和适应能力都较好。4炉气净化的工艺条件（1）炉气出口温度 湿法除尘时炉气出口温度，必须要控制好适宜的温度，以便大部分的砷、硒氧化物能以气溶胶的形式被吸收液带走。实践证明，其洗涤温度控制在50。（2）液体喷淋量（即喷淋密度） 湿法除尘时，液体喷淋量大，则炉气降温速度过快，易形成大量酸雾，使催化剂中毒及腐蚀设备管道等；液体喷淋量小，则无法达到净化要求。故一般以喷淋洗涤剂时形成酸雾少为标准。【小结】1炉气净化的目的及要求。2炉气净化的原理及方法。3炉气净化的工艺流程及条件。【作业】画出“文泡冷电”酸洗净化流程的方框示意图。【教学反思】净化设备结合炉气净化的原理进行讲解通过两类净化流程的比较，使学生理解两类流程的特点净化流程的讲解结合净化原理进行讲解，以使学生能理解净化原理通过流程特点的讲解，以便及后面流程进行对比，使学生在对比的同时掌握净化流程水洗流程生产中一般不用，只做简单介绍，以利于学生掌握酸洗流程工艺条件结合工艺流程进行讲解第 5 页