3.4 三氧化硫吸收在线视频

前面我们学习了SO2的转化

而SO2催化氧化成SO3后

将送入吸收工序

用发烟硫酸或浓硫酸吸收

其吸收过程通用反应式

可以用下面这个式子表示

当 n>1时

生成发烟硫酸

当n=1时

生成无水硫酸

该反应将放出132.4kJ/mol的热量

当 n<1时

生成含水硫酸

首先我们来看一看

当 n>1时

生成发烟硫酸时

其吸收过程的原理和影响因素

用发烟硫酸吸收SO3的过程

为物理过程

吸收速率主要取决于推动力

实际其过程的推动力

可以用下面这个公式表示

按一般吸收过程原理

吸收酸温度上升

平衡分压增加

推动力下降

吸收速率下降

吸收过程温度不宜过高

那么吸收酸温度

与产品酸的最大浓度关系是什么呢

下面 请看下表

注意

这个表 在气体中SO3的浓度

为7％时的实验值

因标准发烟硫酸

游离的SO3浓度为21%

所以

在气体吸收中SO3浓度为7％时

酸温不能超过80度

若气相中SO3实际浓度较高

可采用略高一些的温度

不同转化气SO3浓度下

SO3吸收率与温度的关系如图所示

从图中可见

温度升高

吸收率下降

气相SO3浓度增加

吸收率上升

注意

温度影响变化

幅度较大

浓度影响变化

幅度较小

通常吸收酸出口温度

控制在60度左右

所以用发烟硫酸吸收的吸收率

并不高 大约只有80%

生产中还需要增加第二吸收塔

用浓硫酸

来进一步吸收

以保证吸收率

那么我们来看一看

浓硫酸吸收过程的原理和影响因素

用浓硫酸吸收时

不能仅看SO3的平衡分压

还要看水的分压

以免生成酸雾

酸浓度较低时

虽然SO3平衡分压较低

但水的平衡分压却上升

气相中水含量越高

SO3与水汽形成酸雾的机会越多

酸雾很难分离

形成后必定增加SO3的排放

因而造成酸的损失和环境污染

吸收酸浓度与吸收率的关系

如图所示

当硫酸浓度大于98.3%时

水的平衡分压很低

接近于零

所以通常选吸收酸浓度为98.3%

可得到最大的吸收率

在25℃时

SO3 H2O H2SO4的平衡分压

均接近0

若进入吸收系统是干燥气体

则可使吸收率达到99.95%

吸收正常时

将不会看到酸雾排出

若酸浓度较低

由于吸收不完全

可在尾气排放出口看到酸雾

同样

酸浓度过高也会看到酸雾

此时的现象为

尾气排放口气体

由浅蓝色逐渐变成白色酸雾

按一般吸收原理

温度升高吸收率下降

温度与吸收率关系

从上面这个图可以看见

酸浓度低于或高于98.3%时

温度升高

吸收率下降的幅度大

在98.3%附近

变化幅度较小

单从吸收看

酸温度越低越好

但温度过低会增加酸冷却器面积

同时低温热不能有效利用

所以通常的吸收温度

控制在60-75°

吸收温度过高

除降低吸收率这一不利影响外

对于酸吸收这一特定过程

还会加剧设备的腐蚀速率

增大运行成本

从吸收角度看

温度低一点好

但SO3吸收过程有酸雾生成

进塔气温太低生成酸雾机会多

对生产是不利的

硫酸和发烟硫酸的沸点

及其蒸汽组成也可以从这个图中看出

而水蒸气含量

与转化气露点的关系

也可以从这个表中看出

从表中看到

若转化气中含SO3 为7%

含水0.1g时

露点为112℃

操作气温大于此温度时

才能防止酸雾的生成

最后我们来看看

三氧化硫吸收的工艺流程

浓酸吸收三氧化硫气体

一般在塔设备中进行

吸收三氧化硫系放热过程

随着吸收过程的进行

吸收酸的温度随之增高

为使循环酸的温度保持一定

必须使其通过冷却设备

以除去在吸收过程中增加的热量

每个吸收塔

除有自己的循环酸贮槽外

还应有输送酸的设备

因此

吸收工序的设备由吸收塔

酸贮槽 泵和冷却器等组成

它们通常可组成下面

三个不同的流程

流程a的特点 是这样的

酸冷却器设在泵后

酸流速较大

传热系数大

所需的换热面积较小

吸收塔基础高度相对较小

可节省基建费用

冷却管内酸的压力大

流速大

温度较高

腐蚀较严重

酸系输送的酸是冷却前的热浓酸

酸泵的腐蚀也比较严量

流程b的特点

酸冷却器管内酸液流速小

需较大传热面积

塔出口到酸槽的液位差较小

可能会因酸液流动不畅

造成事故

冷却管内酸的压力小

流速小

酸对换热管的腐蚀较小

而流程c的特点

酸的流速介于以上两种流程之间

传热较好

冷却器配置在泵前

酸在冷却器管内流动

一方面靠位差

另一万面靠泵的抽吸

管内受压较小

是比较安全的

标准发烟硫酸的游离SO3为20%

H2SO4为80%

若按100%无水硫酸折算

其浓度为104.5%

采用二次吸收

流程如图所示

一次吸收用发烟硫酸

二次吸收用98.3%的浓硫酸

以保证吸收率

请注意

吸收流程中由于吸收后

酸温度升高

所以设有酸冷却器

并且循环酸还需要稀释

以保证操作稳定

而一种普遍采用的一次吸收

生产浓硫酸的吸收流程

如下图所示

转化气SO3从塔底送入

浓硫酸从塔顶喷淋

进塔气温度140~160℃

喷淋酸温度控制在50℃以下

出塔酸温用喷淋量控制

使出塔酸温<70℃

吸收酸同样要冷却和稀释后循环

好的 同学们

SO3的吸收这一章节的内容

就讲到这里了

谢谢大家