无机物工艺教案-第三节炉气的净化与干燥(1)

教案用纸学科无机物工艺第一章硫酸第三节炉气的净化与干燥（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与干燥。【新课】第三节炉气的净化与干燥（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与管道，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（0.1~10μm）、湿法除尘（＜0.05μm，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，造成水蒸气与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！)教学内容、方法和过程附记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1/200~1/300。（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”酸洗流程与标准酸洗流程相似，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。①“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，与矿渣一起外运。净化设备结合炉气净化的原理进行讲解教学内容、方法和过程附记流程特点：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”②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。①“文泡文”水洗流程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，以便与后面流程进行对比，使学生在对比的同时掌握净化流程教学内容、方法和过程附记由文氏管、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。②“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。③“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】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