1、文獻綜述題目： 硫酸工業的現狀及其發展趨勢學生姓名： 巫紅春班級： 11化學班學號：導老師： 武鵠完成日期： 2014-5-25摘要：本文主要介紹了硫酸的性質，硫酸的制備，脫硫技術，硫酸工業中的余熱利用問題，還有硫酸工業所帶來的工業污染以及其對人類生活所產生的影響。最后還介紹了我國硫酸工業現狀以及它的發展趨勢。關鍵詞：硫酸工業，脫硫，余熱，污染，現狀，發展趨勢。Abstract: this article mainly introduced the properties of sulfuric acid, sulfuric acid preparation, desu

2、lfurization technology, waste heat utilization of in sulfuric acid industry, and industrial pollution brought by the sulfuric acid industry and their effects on human life. Finally this paper introduces the present situation of sulfuric acid industry in China and its development trend.Keywords: sulp

3、huric acid industry, desulphurization, waste heat, pollution and the present situation and development trend.1緒言22硫酸的性質23煙氣制酸231冶煉煙氣制酸特點23.1.1操作彈性大23.1.2操作系統復雜23.1.3煙氣凈化要求高332冶煉煙氣制酸的發展及趨勢34硫酸工業尾氣脫硫技術341超重力技術342動力波逆噴洗滌脫硫技術343富士康可再生系統444過氧化氫法脫硫44.4.1過氧化氫法脫硫特點45.硫酸工業中余熱的利用45.1硫酸裝置廢熱利用率的提高措施45.2熱管技術在余熱利

4、用方面的應用55.2.1熱管換熱器的特點56硫酸工業污染561硫酸工業大氣污染物及其影響56.1.1 二氧化硫56.1.2 硫酸霧66.1.3 顆粒物662硫酸工業水污染物及其影響66.2.1 氟66.2.2 砷66.2.3 鉛76.2.4 銅76.2.5 鋅763酸性污水減排技術76.3.1 石灰法76.3.2 石灰一氧化法76.3.3 石灰一鐵鹽法86.3.4 硫化法86.3.5 電絮凝法864我國硫酸工業污染物減排需解決的問題87我國硫酸工業的現狀及發展趨勢97.1 我國硫酸工業的現狀97.2 我國硫酸工業的發展趨勢108. 結語10硫酸工業的現狀及其發展趨勢1緒言硫酸是重要的基本化工原

5、料，在國民經濟各個部門有著廣泛用途。在農業中，磷、復肥的生產，除草劑等的制造需要硫酸。在工業中，煉焦時需要用硫酸會哦手焦爐氣中的氨，鋼材加工及其成品的酸洗需要硫酸，有色金屬的冶煉也需要一定量的硫酸。在化學工業中，硫酸是生產硫酸鹽和其他酸的原料，也是合成染料的原料。此外，在國防工業、原子能工業、火箭工業等行業中也需要用到硫酸。因此，在歷史上硫酸曾有“化學工業之母”的美稱。2硫酸的性質硫酸是三氧化硫和水的化合物。化學上把一個分子的三氧化硫與一分子的水相結合的物質稱為無水硫酸，又稱純硫酸，密度為1.8269gcm。工業上用的硫酸，則是指三氧化硫與水以任何比例化合的物質。三氧化硫和水的物質的量之比小于

6、1時，稱為硫酸水溶液；三氧化硫與水的物質的量之比大于1時，稱為發煙硫酸。發煙硫酸因其三氧化硫蒸汽壓較大，暴露在空氣中能釋放出三氧化硫，易與空氣中的水蒸氣迅速結合并凝聚成白色煙霧而得名。習慣上把質量分數大于或等于75%的硫酸稱為濃硫酸，而把質量分數小于75%的硫酸稱為稀硫酸。硫酸是最強的無機酸之一，不僅具有強酸的一切通性，還具有一些特性，如濃硫酸具有脫水、氧化、磺化等性質。3煙氣制酸冶煉煙氣制酸是硫酸工業的重要組成部分。用冶煉煙氣制酸，既保護環境，又是資源的綜合利用，在經濟和社會效益上具有較大的優勢。當前我國冶煉煙氣制酸的總體水平已取得長足的發展，工藝技術和單系列規模基本與世界先進水平同步。并且

7、已經具備開發研究新工藝、新設備、新材料的能力，已形成科研、設計、設備制造、施工安裝、生產的完整體系，所以我國的冶煉煙氣制酸將會得到更好的發展。31冶煉煙氣制酸特點3.1.1操作彈性大大多數熔煉系統的操作都具有一定的間歇性，造成冶煉煙氣的SO濃度和煙氣量都有較大幅度的波動，這就要求與之配套的煙氣制酸裝置能適應冶煉系統不同煙氣濃度和不同煙氣量的所有工況，并始終處于較好的工作狀態，以保證不同冶煉過程的制酸尾氣都能達標排放。3.1.2操作系統復雜為了適應煙氣量及so濃度的波動并始終處于較好的工作狀態，冶煉煙氣制酸裝置就必須設置許多調節副線進行自動調節。與此同時，冶煉煙氣制酸裝置通常還需設置與冶煉系統相

8、關的安全及控制連鎖3.1.3煙氣凈化要求高與硫磺制酸及硫鐵礦制酸不同，冶煉煙氣中對制酸不利的雜質成分含量通常都較高。為保證成品酸的質量及裝置的穩定運行，制酸裝置的煙氣凈化系統通常還需針對性的提高對某種雜質的脫除率，技術要求較高。與相同產量的硫鐵礦制酸及硫磺制酸相比，冶煉煙氣制酸裝置具有流程復雜、設備規格較大、建設投資較高的特點。32冶煉煙氣制酸的發展及趨勢我國目前正面臨著嚴峻的發展和環境問題，必須實施可持續發展戰略，走循環經濟發展道路。循環經濟就是要大力降低原材料和能源的消耗，實現少投入、高產出、低污染，推行資源的綜合利用，建設工業生態圈等。發展循環經濟就是最大限度地廢物減量化、資源化和無害化

9、，解決能源供求矛盾、創建節約型社會。近十幾年來，我國冶煉煙氣制酸技術取得了長足的發展，冶煉煙氣制酸單系列裝置的規模越來越大，技術和裝備越來越先進；大型冶煉煙氣制酸工程的設計都不同程度地應用了當今國內外先進技術和裝備，大大改變和提升了我國冶煉煙氣制酸的技術狀況。就工藝而言，大中型企業已進本淘汰了水洗、熱濃酸洗和單接觸流程，取而代之的是稀酸洗和雙接觸工藝，廣泛采用的兩轉兩吸工藝減少了廢氣污染，開發的多種硫酸尾氣處理工藝，可使排入大氣的二氧化硫含量進一步降低到100ppm或50ppm以下。對于冶煉煙氣制酸，采用了分離有害雜質和回收凈化工序廢酸的措施，以消除對環境的污染。在技術、設備和材料方面，今年引

10、進了一些新技術和新設備。例如，1995年金隆銅業公司率先引進美國孟山都環境化學公司的動力波煙氣凈化洗滌技術和關鍵設備，效果明顯，隨后江西銅業公司貴溪冶煉廠、株洲冶煉集團公司株洲冶煉廠和大冶有色金屬公司大冶冶煉廠先后采用了此項技術，帶動了有色金屬冶煉企業的技術進步。以上技術、設備和材料的采用，提高了制酸裝置的連續穩定性，為整個系統的正常運行提供了有力的保證，大大提高了我國冶煉煙氣制酸裝置的整體裝備水平。4硫酸工業尾氣脫硫技術41超重力技術超重力技術是借助高速旋轉的離心力，在比地球重力加速度大得多的超重力的條件下，參與反應的介質傳遞、分子混合、調控快速反應對過程進行強化，它的強度較一般反應高l一3

11、個數量級，從而顯著縮小反應器和分離器的體積，簡化流程，實現高效和節能。過程的強化是在帶有高速旋轉裝置形成超重力的容器中進行，這種強化的反應器稱為超重力機。超重力技術是北京化工大學于上世紀末開發的，現已在化工、石油、電力等部門應用于脫硫、除塵、脫硫化氫、捕集CO2、鍋爐給水脫氧、油田注水脫氧等，并移植到硫酸工業尾氣脫硫，已在巨化公司硫酸廠一轉一吸尾氣脫硫實現工業化應用。42動力波逆噴洗滌脫硫技術孟莫克公司的動力波逆噴洗滌脫硫技術，繼應用于煙氣凈化后移植到煙氣脫硫。本世紀初銅陵有色公司第一冶煉廠硫酸裝置，是國內率先在硫酸工業尾氣脫硫中應用動力波裝備和技術。該裝置以電石渣乳液中的氫氧化鈣吸收尾氣中的

12、S02，生成亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣，經氧化后產生的副產品為硫酸鈣(石膏)。此后，國內相繼有幾個企業的硫酸裝置，采用了動力波逆噴洗滌脫硫技術于尾氣脫硫。43富士康可再生系統富士康可再生系統(包括工藝技術和裝備)，在國內有色、冶金、電力等行業已有使用的先例。因為這些行業所產生的煙氣成分復雜，并含有煙塵，所以需要預洗滌，將煙氣中那些雜志凈化除去后，以胺吸收劑吸收S02。胺吸收劑吸收S02后送人再生系統，加熱釋放出S02，再循環回用作吸收劑。凈化產生的污水，經處理后排放或循環使用。可再生系統用于硫酸行業尾氣脫硫，在美國有幾個案例，因不需對尾氣凈化處理，所以工藝過程較為簡單。可再生系統脫硫，效果較好。44

13、過氧化氫法脫硫通過近一年的生產實踐，過氧化氫法脫除硫酸工業尾氣中二氧化硫、回收硫酸工藝技術在威海恒邦化工有限公司冶煉煙氣制酸系統得到了成功運用，確保尾氣達標排放，取得了很好的環境效益和經濟效益，為國內硫酸行業和有色冶煉煙氣制酸行業等尾氣脫硫開辟了一條新途徑，具有較高的應用和推廣價值。4.4.1過氧化氫法脫硫特點（1）流程簡短，投資省采用單塔設計，吸收反應和副產品的回收均在一個塔內，配套設備少而精，流程簡短，控制簡便，可操作性強，無需額外增加操作人員，有效節約投資成本、運行成本和占地空間。（2）脫硫效率高。脫硫裝置高效、方便，過氧化氫尾氣脫硫活性強、反應速率快，二氧化硫的排放限值P(SO2)20

14、mg/ m3 ，遠低于國家標準GB261322010規定的限值：現有裝置P(SO2)860mg/ m3 2013年10月1日后執行P(SO2)200mg/L且不含重金屬離子的高砷酸性污水。石灰一氧化法的優點是工藝簡單、處理費用較低、外排污水As5+毒性小。與石灰法和石灰一鐵鹽法一樣，最大缺點是廢渣量大，砷難以資源化再利用。由于石灰一氧化法產生的砷酸鈣溶解度仍偏高，處理后污水較難達標排放，因此石灰一氧化法在硫酸行業已較少使用。6.3.3 石灰一鐵鹽法石灰一鐵鹽法是目前硫鐵礦制酸常用的酸性污水處理工藝。該工藝通過加入硫酸亞鐵與砷發生絮凝沉淀，生成溶解度較小的砷酸鈣鐵或亞砷酸鐵沉淀，從而除去污水中含

15、量較高的砷。石灰一鐵鹽法通常適合處理P(As)40200mg/L的酸性污水，處理后污水基本可以達標排放或回用。石灰一鐵鹽法的缺點是含鐵鹽石膏渣量大，廢渣中砷難以回收利用。6.3.4 硫化法硫化法是冶煉煙氣制酸含重金屬酸性污水常用的處理工藝，適合處理P(As)200 mgL且含重金屬離子的高砷酸性污水。硫化法對污水酸度要求較為苛刻，通常先用石灰中和調節污水酸度指標，然后加入硫化劑(通常為硫化鈉)脫除砷及重金屬離子，再用石灰中和硫酸并除去殘余的雜質。硫化法的優點主要有：(1)可以通過調控pH值和ORP值實現砷和重金屬離子的分步硫化，從而有選擇性地回收有價金屬；(2)砷及重金屬脫除效率高，生成的硫化

16、物渣量少，砷及重金屬在硫化物渣中得到高度富集，可以進一步深加工利用；(3)經硫化法處理后再用石灰法或石灰一鐵鹽法處理所產生的廢石膏量相對較少，且有害雜質含量較低，可用作建筑材料。硫化法的缺點是工藝流程復雜、操作難度較高、運行成本高，并且存在硫化氫氣體逃逸危險。6.3.5 電絮凝法電絮凝法是近年開發的一項新技術，利用陽極(通常為鋁或鐵)在直流電作用下溶蝕產生A13+、Fe2+等離子，再經過水解、聚合及氧化反應，生成各種羥基絡合物及氫氧化物，使污水中的懸浮雜質、砷及重金屬離子凝聚沉淀而除去。與傳統石灰一鐵鹽法相比，電絮凝法具有操作簡單、重金屬離子回收率高、運行成本低、污泥渣量少等優點。該工藝在水口

17、山有色金屬集團有限公司鋅冶煉裝置170m3/h廢水處理系統成功應用，重金屬離子脫除效率在97以上，出水達標排放。64我國硫酸工業污染物減排需解決的問題（1）改進冶煉和制酸工藝、提高裝置效率，減少尾氣SO2排放加快閃速爐熔煉、氧氣底吹煉鉛等先進冶煉工藝推廣，提高煙氣SO2濃度，推進低濃度SO2制酸技術的發展，優化轉化溫度制度、采用高性能催化劑以提高SO2轉化率，這樣可以從源頭上減少尾氣SO2排放。冶煉煙氣制酸、硫化氫制酸、石膏制酸和廢硫酸再生制酸裝置本身就屬于污染物減排裝置，技術和裝備水平相對較高，應著力于提高裝置運行的長期穩定性。（2）加快可資源化煙氣脫硫技術的推廣，提高硫資源利用率國外一些硫

18、酸裝置在環保性能設計上更具有前瞻性，以明確提出能夠滿足將來更加嚴格的環保標準作為設計目標。除了采用含銫催化劑外，采用一轉一吸制酸工藝加可資源化尾氣脫硫系統已成為一種發展趨勢。國內成熟的可資源化煙氣脫硫技術有氨一酸法、氧化鋅法、活性焦法、再生胺法、離子液循環吸收法，將這些技術與現有硫酸裝置相結合，既可以應付今后更加嚴格的S02排放標準(有可能292mg/m3以下)，又可以回收利用硫資源。（3）繼續加大酸性廢水的綜合治理和循環利用的力度，實現真正意義上的廢水。零一排放一方面提高除塵效率和優化操作參數，使凈化工序酸性廢水排放量下降到0.8t/t，從源頭上減少酸性廢水產生量；另一方面加強酸性廢水循環利

19、用。除了在提高傳統鐵鹽法、硫化法的脫除效率、降低成本方面繼續深入研究外，需加快吸附法、萃取法、膜過濾法等新技術脫除酸性廢水中砷及重金屬離子的工業化應用，最大限度地回收利用稀酸和水資源。（4）加強廢渣資源化利用，嚴格控制廢渣中有毒、有害雜質對環境的二次污染從國家危險廢物標準(GB5085.62007)角度來看，對于砷、氟、鎘、汞、鉛等有毒、有害雜質首先應考慮將其富集到廢渣中，以便集中管理或處置。其次根據水泥等建筑材料對有毒、有害雜質容納限度，對含少量有毒、有害雜質的廢渣進行資源化利用。應按循環經濟模式處理廢渣，做到固體廢物不輕易排放。（5）尋求國家政策扶持，推進全行業減排發展硫酸工業實現污染物減

20、排離不開國家政策的扶持和相關法律法規的保障，切實加強污染物減排法規的建設，例如在稅收方面，國家應加快制定和完善鼓勵污染物減排的稅收政策，允許將免征增值稅的循環經濟產品所耗原料的進項稅額作為非循環經濟產品的銷項稅額。在環保方面，國家應改變現行的征收排污費政策，加快排污權有償獲取和交易制度的實施，建立生態環境補償機制，使硫酸企業由被動治污向主動治污轉變。在金融政策方面，應逐步建立政府引導、企業為主和社會參與的污染物減排投入機制，按照“誰污染、誰治理、誰投資、誰受益的原則促進企業污染物減排的實施。（6）企業的社會責任與經濟效益。硫酸企業在追求經濟效益最大化的同時，更應該負有社會責任感，“三廢”治理是

21、一個高投入、低回報甚至是虧損的措施，一個環境友好的硫酸企業可能會犧牲當前的一定經濟效益，從長遠發展來看，隨著國家環保標準日益嚴格、執法力度不斷加強，那些“三廢”治理做的好的企業才能繼續生存。硫酸生產“三廢”治理難度不大且工藝技術成熟，關鍵是看企業是否舍得投入、嚴格管理運行“三廢”治理設施，除了國家環保法規的強制保證外，最關鍵還是靠企業的社會責任感。7我國硫酸工業的現狀及發展趨勢7.1 我國硫酸工業的現狀在工藝方面，無論是以硫鐵礦、硫磺還是冶煉煙氣為原料(除少量低濃度冶煉煙氣制酸外)，我國硫酸生產目前基本上都是采用兩轉兩吸工藝，轉化工序大多采用“3+1”或“3+2”兩次轉化流程。為減少污水排放，

22、硫鐵礦和冶煉煙氣制酸裝置凈化工序基本采用稀酸洗凈化工藝，并配有污水或廢酸處理系統，大型冶煉煙氣制酸裝置還設有專門過濾設備回收酸泥中的有價金屬。在裝置設備方面，我國已基本具備大型硫酸裝置國產化的能力，能夠制造大型硫鐵礦沸騰爐、焚硫爐、液硫過濾機、廢熱鍋爐、電除塵(霧)器、高效洗滌器、不銹鋼轉化器、高效換熱器、陽極保護濃硫酸冷卻器、干吸塔、二氧化硫鼓風機、泵等硫酸裝置關鍵設備。在耐腐蝕材料的開發方面，也開發了如XDS、Ds高硅奧氏體不銹鋼、耐酸玻璃鋼、氟塑料、襯塑復合材料等一系列耐濃硫酸、稀硫酸腐蝕的合金和有機材料。此外，我國自行開發了用于硫鐵礦沸騰焙燒控制的氧表、各種酸濃分析儀、二氧化硫氣體分析

23、儀及各種控制回路，以及DCS系統。在釩催化劑生產方面，我國目前已能夠生產柱狀、環狀、三葉狀、菊形等形狀的各種中溫、低溫釩催化劑產品。國產含銫催化劑也有開發、應用。在廢熱利用方面，我國硫酸裝置的高、中溫位熱能基本上得到了回收利用。尤其是新建大型裝置，回收熱能產生的利潤在其總利潤中占有重要份額。熱能大多用于生產中壓蒸汽或發電，以中壓蒸汽計的熱能回收水平為每噸酸1.2萬t以上。7.2 我國硫酸工業的發展趨勢經過幾十年的發展，尤其是改革開放以來，由于產業結構、原料結構的優化及裝置規模的提高，大量國外先迸技術和設備的引入，我國硫酸工業取得了令人矚目的成就。但是，我國仍然只是一個硫酸生產大國，而不是硫酸生

24、產強國。從技術方面來看，其工藝設計、設備制造、催化劑性能、廢熱回收率等與國外先進水平仍有一定的差距。因此，堅持與時俱進、堅持技術創新，是我國硫酸工業實現可持續發展的唯一途徑。8. 結語能源資源是人類社會生存和發展的重要物質基礎，也是我們全面建設小康社會、加快推進社會主義現代化的重要物質基礎。堅持節約資源，加快建設資源節約型、環境友好型社會，促進經濟發展與人口、資源、環境舊協調，是貫徹實施科學發展觀必然要求，是實現可持續發展、保障經濟安全的必然要求。我國當前正處于工業化與城市化快速推進的段，能源需求正以前所未有的速度增長。在某種程度上可以說，我國是能源資源總量豐富的國度，但是，由于我國口眾多，從人均能源資源占有量看，我國又是世界上能源較為貧乏的國家，能源資源稟賦條件并不優越。為了滿足能源需求，我國能源生產不斷擴大。即使如此，我國能源供需矛盾仍然沒有根本解決。過度的能源消耗，加