1、硫酸工業(yè)轉(zhuǎn)化工藝硫酸生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)化是核心，轉(zhuǎn)化率高，硫的利用率高，環(huán)境污染小；反之 不僅硫的損失大，而且會(huì)給環(huán)境造成危害。轉(zhuǎn)化率的高低與轉(zhuǎn)化過程所選擇的轉(zhuǎn) 化流程有關(guān)，不同的轉(zhuǎn)化流程，可能達(dá)到的最終轉(zhuǎn)化率不同，硫的利用率及尾氣中有害氣體的含量不同。轉(zhuǎn)化流程選擇的主要依據(jù)是生產(chǎn)中所采用的催化劑、進(jìn)轉(zhuǎn)化器的二氧化硫濃 度及氧硫比、要求的總轉(zhuǎn)化率等。轉(zhuǎn)化流程可分為 “一轉(zhuǎn)一吸” “兩轉(zhuǎn)兩吸” 和兩大類。1、“一轉(zhuǎn)一吸”流程。“一轉(zhuǎn)一吸”流程亦為一次轉(zhuǎn)化一次吸收工藝。由于 受催化劑用量及平衡轉(zhuǎn)化率的限制，該工藝可能達(dá)到的最終轉(zhuǎn)化率為97 %98 %，顯然此轉(zhuǎn)化率下，硫的利用率不夠高，尾氣中二氧化硫的含

2、量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 排 放標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)行尾氣回收。目前國(guó)內(nèi)只有部分采用低濃度冶煉煙氣制酸（入轉(zhuǎn)化工序二氧化硫濃度低于 6 %）的企業(yè)采用此流程。由于用堿性物質(zhì)回收尾氣產(chǎn) 生的亞硫酸鹽銷路有限、用氨一酸法回收尾氣副產(chǎn)品硫錢母液運(yùn)輸不便及銷售 困難，一些企業(yè)計(jì)劃將“一轉(zhuǎn)一吸”改為“兩轉(zhuǎn)兩吸”從而使尾氣直接達(dá)標(biāo)排放。2 “兩轉(zhuǎn)兩吸”流程按環(huán)保要求，除了有條件采用尾氣回收工藝及氣體濃度 較低且規(guī)模較小的裝置以外，一般硫酸裝置都應(yīng)采用“兩轉(zhuǎn)兩吸”的轉(zhuǎn)化流程。“兩轉(zhuǎn)兩吸”流程為兩次轉(zhuǎn)化兩次吸收工藝，可能達(dá)到的最終轉(zhuǎn)化率大于99.5 %。該工藝的總轉(zhuǎn)化率受第一次轉(zhuǎn)化率和第二轉(zhuǎn)化率的制約。第一次轉(zhuǎn)化 常用兩段或三段催化

3、劑床層來(lái)完成， 其中第一段的轉(zhuǎn)化率受出口溫度的限制， 若 第一次轉(zhuǎn)化采用兩段，則僅是第二段來(lái)保證第一次轉(zhuǎn)化率； 若第一次轉(zhuǎn)化采用三 段，則是以第二、第三段兩段保證第一次的轉(zhuǎn)化率。隨著要求的總轉(zhuǎn)化率的提高， 對(duì)第一次轉(zhuǎn)化率的要求亦在提高。對(duì)第二次轉(zhuǎn)化有用一段和兩段催化劑床層之 分。若用一段，該段催化劑床層既要兼顧反應(yīng)速率又要兼顧第二次轉(zhuǎn)化率是難于 兩全的；若采用兩段，則以前一段滿足反應(yīng)速率，以后一段滿足轉(zhuǎn)化率，這可使 第二次轉(zhuǎn)化率提高3 %左右，且對(duì)第一次轉(zhuǎn)化率的波動(dòng)有一定的承受能力。該 第一、二次轉(zhuǎn)化所采用段數(shù)的組合可有“ 2 + 1”三段轉(zhuǎn)化、“2 + 2”、“3 + 1”四 段轉(zhuǎn)化和“3

4、+ 2”五 段轉(zhuǎn)化流程。“3 + 1”與“2 + 2”組合方式相比，前者由于經(jīng)過三段轉(zhuǎn)化后進(jìn)行中間吸收，在吸收塔中將有更多三氧化硫從系統(tǒng)中移走, 同時(shí)如果第二次轉(zhuǎn)化所裝填的催化劑反應(yīng)溫度足夠低的話， 則可獲得較高的最終 轉(zhuǎn)化率，但換熱面積將比后者組合稍大。如若采用后者， 中間吸收塔是放在一次 轉(zhuǎn)化第二段之后，二段出口轉(zhuǎn)化氣溫度高，因而可允許有較大的換熱溫度差， 用 它預(yù)熱返回轉(zhuǎn)化器的氣體，將有利于節(jié)省熱換面積。據(jù)估算， 后者的換熱溫差約100 C ,而前者的換熱溫差約 70 C ,故“2 + 2”組合方式可節(jié)省1/ 3換熱面 積，但投資和操作費(fèi)用將比“3 + 1”方式高。綜合各因素，目前國(guó)內(nèi)硫

5、酸生產(chǎn)中利用四段轉(zhuǎn)化的大多采用“3 + 1”組合方式。在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化器時(shí)可改變?cè)瓉?lái)的由上而下設(shè)置一、二、三、四段的做法，可將一段轉(zhuǎn)化設(shè)在轉(zhuǎn)化器的底層，再 由上而下分別設(shè)置二、三、四段，形成“先逆后順”的交錯(cuò)流程，使一段催化劑 裝卸方便，但該設(shè)計(jì)必須使轉(zhuǎn)化器的一、四段之間隔板具有可靠而長(zhǎng)久的密封性能。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，加之操作過程中存在著不穩(wěn)定因素， 采用“3 + 1”組合方式的2 3的企業(yè)不能做到在進(jìn)轉(zhuǎn)化器氣體二氧化硫濃度為9 %的條件下，總轉(zhuǎn)化率 > 5 %尾氣中二氧化硫的濃度 < 99. 500Ppm因此，二次轉(zhuǎn)化采用二段的“3 + 2”組合方式在1994年河北深州磷錢廠投產(chǎn)

6、。“3 + 2'與"3 +1 ”組合方式相比，前者進(jìn)轉(zhuǎn)化器氣體二氧化硫濃度可提高至9 % 9. 2 %,轉(zhuǎn)化率達(dá)到99. 7 %，具有投資省、礦耗低的經(jīng)濟(jì)效益和尾氣二氧化硫濃度達(dá)到國(guó)家 排放標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境效益。同時(shí)催化劑對(duì)于SQ的氧化作用具有很大影響。催化劑的開發(fā)含葩催化劑的 研制和開發(fā)成功是繼 80年代初成功開發(fā)大顆粒環(huán)狀催化劑之后的重大發(fā)展，為 提高轉(zhuǎn)化過程的總轉(zhuǎn)化率、降低尾氣中SC2濃度提供了保證。含葩催化劑具有起燃溫度低、活性高的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的鈾催化劑相比，起燃溫度低2040 C,適用于處理二氧化硫濃度較低的氣體或用富氧空氣產(chǎn)生的SC2濃度較高的氣體。 丹麥TOPSE公司

7、于1996年開發(fā)出VK69新型含葩鈾催化劑，該催化劑 改進(jìn)了載體，使用新型粘合劑，提高了催化劑的孔隙率；外形采用菊形，同一直 徑下比表面積比環(huán)形大約 1.5倍；催化劑中V2O5含量提高25 %，葩的存在保 證了鈾活性。VK69型含葩鈾催化劑用于硫酸裝置兩轉(zhuǎn)兩吸工藝的第二級(jí)轉(zhuǎn)化過 程，可使尾氣中二氧化硫濃度降低一半，并可在較低溫度下開始反應(yīng)。對(duì)于現(xiàn)有四段轉(zhuǎn)化設(shè)備，尾氣中二氧化硫濃度可降低到 0. 01 %以下。如果維持現(xiàn)有二氧 化硫排放濃度不變，則裝置生產(chǎn)能力可以提高15 %20 %,使用含葩鈾催化劑的效 果是很顯著的。然而，含葩鈾催化劑的價(jià)格較高，約為普通鈾催化劑的2.5倍。所以，通常只用在第

8、一段催化劑的上部或用在轉(zhuǎn)化器的最后一段。而工業(yè)上除了可以將“一轉(zhuǎn)一吸”裝置改為“兩轉(zhuǎn)兩吸”外，還有以下三種 方式：1、將“一轉(zhuǎn)一吸”裝置加 REGESO廢置，與“一轉(zhuǎn)一吸”裝置改為“兩 轉(zhuǎn)兩吸”裝置相比，其優(yōu)點(diǎn)有：適應(yīng)性強(qiáng)，SQ氣體中可含H2O和H2SO4 ; 投資少：REGESO雙裝期間，一轉(zhuǎn)一吸廠可保持正在常生產(chǎn)，從而減少 停車時(shí)間。2、PEA工藝（Process Engineering Associates訟司推出了一種兩段式硫酸生 產(chǎn)工藝，其特點(diǎn)是 SC2排放幾乎為零PEA （ < 3cm / m3 ）。該工藝也可處理濃度 低、波動(dòng)大的SQ氣體。該工藝分兩段：第一段是接觸段，SQ

9、氣體冷卻凈化后在一單層催化轉(zhuǎn)化器中轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化率65 %70 %,可生產(chǎn)（H2 SQ ）95 % 98 %勺硫酸、（SQ游離）32 %勺發(fā)煙酸，剩余氣體進(jìn)入第二段；第二段 是一種改進(jìn)的 NOX工藝（即以前的鉛室法或塔式法工藝，SC2在此幾乎完全 轉(zhuǎn)化，生成 & H2SQ ） 76 %勺硫酸。由 于該酸在塑料塔中生產(chǎn)的，故純度極高， 可作為特殊用途酸，也可返回接觸段進(jìn)一步提濃或生產(chǎn)發(fā)煙酸。該工藝與標(biāo)準(zhǔn)兩轉(zhuǎn)兩吸工藝相比具有壓力損失小，產(chǎn)量高，酸純度高的優(yōu)點(diǎn)。3、高濃度二氧化硫煙氣轉(zhuǎn)化的三轉(zhuǎn)三吸。隨著富氧冶煉技術(shù)的迅猛發(fā)展， 人們對(duì)高濃度二氧化硫氣體制酸方法進(jìn)行了研究。1991年建成的國(guó)外某銅冶煉廠將起始二氧化硫濃度為 50 % 60 %的混合煙氣用空氣稀釋到 12 %進(jìn)入轉(zhuǎn)化 系統(tǒng),采用 “3 + 1”兩轉(zhuǎn)兩吸流程制酸，Topse與Chemetics公司合作開發(fā)了 采用含葩催化劑的“ 4 + 2”兩轉(zhuǎn)兩吸流程以 加工二氧化硫濃度為40 %用空氣 稀釋到18 %勺煙氣。由于國(guó)內(nèi)低溫高活性催化劑及 6