众文网1.硫铁矿制硫酸余热锅炉工艺设计的毕业设计
我国生产硫酸以硫铁矿为主要原料。在焙烧硫铁矿时会产生大量反应热，从能源角度而言，这些热量属于二次能源，通常称谓余热（或称废热）。用余热锅炉回收这部份热量产生蒸汽，既可利用能源、降低硫酸生产成本，又可减少对环境的热污染。硫酸余热锅炉通常分两个部份回收热量：一是为保持稳定的焙烧温度从沸腾层中吸收部份热量；二是自沸腾焙烧炉出口炉气中回收部份热量。 余热锅炉一般分为烟道式和管壳式两大类。硫酸余热锅炉属于烟道式余热锅炉，这是根据制酸炉气的特性而采用的。由于硫铁矿制酸余热锅炉分两个部份吸收热量，因此余热锅炉也由两大部份组成，即沸腾层冷却管组和锅炉本体（一般所谓硫酸余热锅炉是指锅炉本体）。前者装置于沸腾焙烧炉内，通常称为沸腾层埋管；沸腾焙烧炉出口的炉气则导入锅炉本体，回收余热。沸腾层冷却管组与锅炉本体各自形成单独的汽水系统，但共用一个汽包。1 硫铁矿沸腾焙烧炉气的特性及硫酸余热 锅炉的特殊性 硫铁矿沸腾焙烧炉气温度为950℃左右，含S0:12%左右、并含微量的SO。，含尘300~400g/m。，尘的主要成份为Fe20。或Fe。O。，烟气量则随制酸能力而定，炉气进锅炉处一般为负压。
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2.硫铁矿制硫酸生产工艺
利用硫铁矿烧渣生产聚合硫酸铁的工艺与应用研究 用碰选后的硫铁矿烧渣为原料，经硫酸溶解、氧化、水解、聚合，得产品聚合硫酸 通过正交 实验得出最佳工艺参数。
产品已实现工业化生产，并用于工业用水的净化，效果良好。 关键词 垡_互渣鍪全堕煞盐生产水处理 b ，小 I』 1 前富 聚合硫酸铁（PFS）是一种高效无机铁系 絮凝剂，其分子式为[F (OH) (SChh- ] 。
自70年代问世以来，已广泛用于生活甩水、工业甩水的净化以及工业废水、城市污水、污 泥处理等方面 该产品具有无毒、絮凝能力 强、絮凝oH值范围宽、投药量少及成本低等 特点。⋯ 我们通过实验室研究，利用武汉硫 酸厂的硫铁矿烧渣.摸索出了一套生产聚合 硫酸 的新工艺。
该工艺的特点是： a. 原料来源广泛，价格低廉； b. 生产工艺简单可靠，操作方便，生产 周期短； c. 能耗极低，整个过程中不需要外界 供热，从而降低生产成本； d. 产品质量好，经检测分析产品质量 指标完全达到化工部标准HG2153-91的要 求。 2 PFS的生产工艺 2.1 PFS的制备原理 武汉硫酸厂的硫铁矿烧渣经磁选后，全 铁含量高达60%左右，其组分见表1。
表1 磁选后烧渣的化学组成 用H2SO，溶解磁选后的硫铁矿烧渣，得 到害Fe2(SO,)3和：FeSO4的溶液，在氧化剂 的作用下将FeSO4氧化成Fe2(SO4)3.然后 进行水解、聚合等反应，生成粘稠状红褐色的 透明液体一聚合硫酸铁。其化学反应方程 式为： 04+4H28(h ~ Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O Fe203+3H2SO4一F电（Sq ）3+3H2O FeS 堕 Fe2( )3 Fe2(SO4)3+nH20 ~ Fe2(OH) (SO4)，一n/2+(n/2)H2SO4 m[Fe2(OH) (s04) ,2] — — [F~2(OH) (SOD 2] 2.2 PFS的生产工艺流程 PFS的生产工艺流程如图1所示。
硫酸术 氧化剂 术 怪l 洗强水 l 一 2.2.1 酸溶 按要求配比将一定量的硫铁矿烧渣、水、硫酸加入菖崾应釜中，同时进行搅拌。硫酸 硫酸_工业1996年第2期 的加入速度视反应的激烈程度而调整，以防 止料液溢出或喷发 控制反应温度100~ 120℃ ，反应时间约1~1 5 h，酸溶过程即可 完成。
2.2.2 氧化、聚合 酸溶反应完成后，适当补加少量水稀释 料液.控制总铁浓度在一定范围内。待物料 温度降至60'(2左右时，加入氧化剂使亚铁离 子氧化，同时进行聚合反应。
通过控制氧化 剂的加入量和加入速度使整个氧化、聚合过 程的反应温度始终控制在60℃ 左右，时间约 1h。当料液密度、全铁和亚铁含量及pH值 均达到标准时即停止搅拌。
2.2.3 过滤 将料液过滤、分离得粘稠状红褐色的透 明液体— — 聚合硫酸铁。产品送入成品槽， 用水洗涤滤渣，洗涤水返回反应釜回收使用。
2.3 最佳工艺参数的探讨 在大量实验的基础上，我们发现影响聚 铁产品质量的主要因素有：硫酸与硫铁矿烧 渣的比例：氧化、聚合反应的温度及时间。 控制好硫酸与烧渣的比倒，关键在于保 证聚铁的盐基度（聚合硫酸铁中OH一与1/3 Fd'之间的质量比），其比值是通过调节 H2SO，的加入量来控制的。
如加入的量过 少，则体系的酸度太低，使部分Fd 水解，析 出Fe(OH) 沉淀，溶液变混浊；如加入的量 过多，则聚合不好，产品的盐基度达不到要 求。且净水效果不好。
氧化、聚合时的温度若太低，则砭应速度 很慢，使生产周期延长；若温度太高，则Fe” 水解，同样会析出Fe(OH)，沉淀。我们在实 验室进行的正交实验结果表明，最佳工艺参 数为： 硫酸：硫铁矿烧渣（干）=1.卜，1.2 氧化、聚合反应温度 60~65℃ 氧化、聚合反应时间 约l h 2.4 产品质量 由该工艺制得的PFS产品质量完全符 合化工部标准HG2153-91。
具体见表2。 表2 产品的主要性能指标 41 · 3 应用 3.1 工业生产概况 在小试的基础上.我们在武汉硫酸厂进 行了工业试生产，结果表明，本工艺技术成熟 可靠，所得聚铁产品质量基本上与小试结果 一致。
3.1.1 主要生产设备 搪瓷反应釜（1.5m ） 一台 不锈钢离心机 一台 聚四氟泵 一台 3.1.2 生产成本 聚铁产品的生产成本见表3。 表3 每吨产品成本核算 3.1.3 预期经济效益分析 该装置设计生产能力为1 000 t/a，按每 吨聚铁售价650~700元计，年产值可达65 ~ 70万元，预期利税可达25万元左右。
3.2 用PFS净化工业用水 武汉硫酸厂工业用水原用聚合氯化铝。
3.硫铁矿制硫酸生产工艺
利用硫铁矿烧渣生产聚合硫酸铁的工艺与应用研究用碰选后的硫铁矿烧渣为原料，经硫酸溶解、氧化、水解、聚合，得产品聚合硫酸 通过正交实验得出最佳工艺参数。
产品已实现工业化生产，并用于工业用水的净化，效果良好。关键词 垡_互渣鍪全堕煞盐生产水处理 b ，小 I』1 前富聚合硫酸铁（PFS）是一种高效无机铁系絮凝剂，其分子式为[F (OH) (SChh- ] 。
自70年代问世以来，已广泛用于生活甩水、工业甩水的净化以及工业废水、城市污水、污泥处理等方面 该产品具有无毒、絮凝能力强、絮凝oH值范围宽、投药量少及成本低等特点。
4.硫酸制作工艺
工业通用制法
生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。
1.制取二氧化硫（沸腾炉）
燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫S+O2=点燃=SO2
4FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3
2.接触氧化为三氧化硫（接触室）
2SO2+O2=五氧化二钒催化并加热=2SO3（可逆反应）
3.用98.3%硫酸吸收
SO3+H2SO4=H2S2O7（焦硫酸）
4.加水
H2S2O7+H2O=2H2SO4
5.提纯
可将工业浓硫酸进行蒸馏，便可得到浓度95%-98%的商品硫酸。
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