三氧化硫的吸收...doc

--------------------------校验:_____________-----------------------日期:_____________三氧化硫的吸收..第五章三氧化硫的吸收吸收即指使用浓硫酸吸收转化气中SO3的过程该过程是制酸过程中第三个化学变化过程。,气体进入吸收系统用发烟硫酸或浓硫酸吸收,制成不同规格的产品硫酸。吸收过程可用下式表示:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H298O=-(1—5—1)接触法生产的商品酸,%浓硫酸,大于98%浓硫酸、含游离SO3>20%标准发烟硫酸,含游离SO365%高浓度发烟硫酸(近年来这种发烟硫酸在化学工业等部门应用愈来愈广泛)。三氧化硫的吸收,实际上是从气相中分离SO3分子使之尽可能完全地转化为硫酸的过程。该过程与净化系统所述的SO3去除,在机理上是不同的。采用湿法净化时,炉气中SO3先形成酸雾,然后再从气相中清除酸雾液滴。而在这里是采用吸收剂——硫酸直接将分子态SO3吸收。,首先将净转化气送往发烟硫酸吸收塔,用于产品酸浓度相近的发烟硫酸喷淋吸收。用发烟硫酸吸收SO3的过程并非单纯的物理过程,属化学吸收过程。一般情况下,该吸收过程属于气膜扩散控制,吸收速率取决于传质推动力、传质系数和传质面积的大小,即:G=kF•Δp式中G—一吸收速率;k——吸收速率常数;F——传质面积:Δp——吸收推动力。在气液相逆流接触的情况下,吸收过程的平均推动力可用下式表示。式中p1’、p2’——分别为进出口气体中SO3分压,Pa;p1”、p2”——分别为进出口发烟硫酸液面上SO3的平衡分压,Pa。当气相中SO3含量及吸收用发烟硫酸含量一定时,吸收报动力与吸收酸的温度密切相关。酸温愈高,酸液面上SO3平衡分压愈高,推动力相对愈小,吸收过程的速度亦愈小;吸收酸温升高到一定温度时,推动力接近于零,。当气体中SO3含量为7%时,不同酸温下所得发烟硫酸的最大含量如表l—5—l所示。表l—5—l不同吸收酸温度下产品发烟硫酸的最大含量吸收酸温度/℃2030405060708090100产品发烟硫酸含量/SO3%(游离)50454238332721147由表l—5—l可见,当气体中SO3含量为7%时,吸收酸温度超过80℃,将不会得到标准发烟硫酸,吸收过程将停止进行。在某条件下用游离SO3为20%的发烟硫破吸收SO3时,气相中SO3含量及吸收酸温度对吸收率的影响,可用图l—5—1表示。由图可见,吸收酸温度越高,吸收率越低;气相中SO3含量越低,吸收率越低。由传递理论可知,传质系数主要受气液相间相对运动速率影响,相对运动速度越大传质系数越大。而气液相对运动速度及传质面积主要取决于吸收塔的填料类型。另外,在通常条件下,用发烟酸吸收SO3,吸收率不高。转化气经发烟硫酸吸收塔后,气相中SO3含量仍较多,须经浓硫酸进一步吸收。’iii温度/Y团1—5“L用发烟硫醋吸收观的吸收串与湿度的关系浓硫酸吸收SO3的过程,是一个伴有化学反应的气液相吸收过程,也可以讲是一个气液反应过程。研究表明,该过程属于气膜扩散控制,吸收速率亦可用式(1—5—2)表示。影响该过程吸收速率的主要因素有:用作吸收剂的硫酸含量、硫酸温度、气体温度、喷淋酸量、气速和设备结构等。,从单纯完成化学反应的角度看,似乎水和任意含量的硫酸均可作为吸收剂。但从提高明2吸收率和减少硫的损失着眼,需对酸含量进行认真选择。研究表明,吸收酸的含量为98的程度。含量过高成过低均不适宜c图l52吸收酸含量、湿度对吸收率的影响1—60℃;2—80℃;3一100℃;4一120℃.3%H2s04时,可以使气相中s03的吸收率达到最完全,参见图l—5—2。%H2叭时,酸液面上sq平衡分压较低(9叭钧o),但水蒸气分压逐渐增大。,很小部分与从酸液表面蒸发并扩数到气相主体中的水分子相遇,形成硫酸蒸气。所形成的硫酸蒸气同三氧化硫一样可被酸液吸收,且其吸收速率亦由推动力、吸收速率常数决定。当酸含量低到一定程度时,水蒸气平衡分压过高,水蒸气与三氧化硫反应生成的硫破蒸气过多,以至超过酸液的吸收速率,从而造成硫酸蒸气在气相中的积累,如此时硫酸蒸气含量超过其临界饱和含量,酸雾的形成就成为必然。我们知道,酸雾不易被分离,通常随层气带走,排人大气。一股吸收酸中H2D4含量众低,温度众高,。相反,吸收酸含量