二氧化硫的转化汇总

氧化硫的转化目录一、 、转化的目的2、在转化器内的三个反应3、理论转化率4、平衡转化率5、影响转化率（最终转化率）的主要因素6、转化反应中，so2反应的速度7、转化的SO2氧化反应与气体起始成分的关系&转化率同硫酸生产量的关系转化器配装的接触剂钒触媒1、触媒的接触理论及触媒的有关情况2、触媒的起燃温度3、触媒的操作温度4、气体中的杂质对钒触媒的影响5、钒触媒在使用中的不正常颜色及其原因6、触媒的合理使用与维护保养三、转化的工艺操作条件与控制1s转化工艺操作条件的主要因素2、转化工艺流程与操作调节氧化硫的转化一、转化的原理：即转化的基本原理和常识1、转化的目的一一通过净化精制的S02烟气经过转化器机触媒的催化作用，将S02氧化成 S03，它的反应是按下列方程式进行的：SO2 + 1/2。2 = SO3 + Q2、在转化器内，有三个反应同时进行 从左到右的反应是正反应，反应后放出大量的热，叫发热反应。 从右到左的反应是so3分解成so2和02,叫逆反应。正反应是由一份S02和0.5份02变成一份so3,所以叫缩体反应。3、理论转化率随着温度的变化而变化，在二氧化硫氧化成S03时，每一个温度都有它的转化极限，这个极限叫理论转化率。在一定气体组分的条件下，其理论转化率 只有凭温度来决定。如果S02 7%, 0211% , N2 （氮）82%的气体组分条件，其理论转化率同温度的关 系是：温度C理论转化率温度c理论转化率温度c理论转化率42098.847096.452091.543098.548095.655086 244098.149094.857081.845097.650093.858079.346097 251092.560073.9如果改变气体的组分条件，情况就变化了，如果提高氧量，降低S02浓度,其理论转化率就会提高。4、平衡转化率在转化器的正常运行中，转化的三个反应同时存在。如果正反应速度大于逆反应速度， 则整个反应就向有利于生产S03的方向进行。如果正反应与逆反应速度相等。则反应物（S02 和02）不再减少。生成物（S03 ）不再增加。即反应物的浓度越高，反应速度越快。开始正反应速度快，随着02和S02的浓度降低，正反应逐步慢下来，而随着S03浓度的 增加，逆反应速度逐渐快起来。一个边慢，一个边快。相互逐渐接近，最后到达正逆两个反 应速度相等。这就达到了化学反应的平衡。这时，只要气体 组分的任何一个条件发生变化， （如温度、压力、S02和02的浓度等）旧的平衡就会被破坏，新的平衡重新建立。3+1或3+2)5、影响转化率（最终转化率）的主要因素 、转化的工艺结构（一转一吸三、四段转化；二转二吸的、技术操作温度的确定。、气体组分的SO2和02的含量。（即入口 SO2浓度的控制）、触媒的装填量与活性。硫磺与硫铁矿制酸270300升，烟气制酸320350升。、运行气量、气速和运行气量的稳定性。、转化岗位操作的合理性和稳定性。6转化反应的速度 反应速度：即单位重量的接触剂在一定的时间间隔内能够转化的气体量。、同温度的关系 前面已说明，提高温度，降低了理论转化率，但提高温度，确大大的提高了转化氧化 反应的速度。温度C425450475500525550575反应速度13.25.17.711.616.123.8硫酸生产加工与设备安装新工艺新技术及生产过程分析质量检测新品种实用手册这本书提到“温度由400C升到575E的反应速度增加了 30多倍”从提高理论转化率这个角度看，温度越低越好（但不能低于触媒的起燃温 度，否则， 反应停止），这是因为越是接近转化的最高极限，其反应速度越慢。从提高反应速度这个角度看，温度越高越好，提高反应温度，需要的触媒量也少。一个需要提高温度，一个需要降低温度。这两者是矛盾的。我们需要最高 的转化率， 又需要较高的反应速度。这就提出了在工艺控制和操作控制中，要分层、分段来解决。在 转化过程中不能保持同一的稳定范围。反应的初期，SO2和02的浓度高，S03浓度低，从 平衡转化率的角度看，宜使气体在教高的温度下转化，反应的后期，宜使气体在较低的温 度下转化；当转化反应后的S03提高到一定的浓度，就拿出来送去吸收。剩下的极少量的S02再进行最终的彳氐温转化。这样就提高了最终转化率。这就是为什么转化器要配置换热器，为什么要进行两次 转化和吸收的道理。配置换热器还有一个道理，就是转化后的S03需要降温，送进来的S02温度低，不到触媒的起燃温度，而需要补充热量。、与压力的关系在同样气体组分的条件下，平衡转化率是随着压力的升高而增大的。如7%S02 , 11% 02,82%N2在不同压力和温度下与平衡转化率的关系:温度。C、压力MPa与平衡转化率100%0.1MPa0.5MPa1.0MPa2.5MPa5.0MPa10.0MPa400 C99.25%99.67%99.76%99.85%99.90%99.93%450 C97.64%98.93%99.23%99.52%99.65%99.76%500 C93.80%97.17%97.90%98.69%99.06%99.33%550 C86.16%93.25%95.00%96.85%97.73%98.36%600 C73.85%86.15%89.70%93.30%95.05%96.45%从上表看到，平衡转化率随压力的增大而增高，这说明硫酸生产系统的转化,在加压下生产是有好处的。所以，近 20年来，国际上有不少国家在积极研究采用加压流程。如美、日、法、加拿大等国先后在一些大型硫酸厂采用了“循环加压流程”或肺循环加压流程”等，取得了显著的技术经济效益。7、转化的SO2氧化反应与气体起始成分的关系 在一定的温度和压力下气体起始成分中的02含量越大，SO2的含量越小，则平衡转化率便越高。在生产中，我们是不可以随意改变气体成分的，空气中02含量占21%，N2含量占78%，其它气体的含量是稀有气体094%,二氧化碳（C02 ）0.03%，其它杂质003%。 在制备S02气体的焙烧中，一般都是采用自然空气，在焙烧的原料中，S需要02在一定的温 度下氧化成S02,其它金属杂质的氧化也需要02,在一定的气体组分中随着S02浓度的提高， 这份气体中的02含量自然减少（如果采取富氧焙烧则是另一种情况）。平衡转化率是随着02含量的降低而降低的，同时，也是随着S02浓度的提高而降低的。气体成分与平衡转化率的关系S02含量234567891002含量18.1416.7215. 2813.8612.4311.009.588.156.72平衡转化 率97.3297.1296.9896.7596.4796.0795.5394.6192.78我们在生产中虽不能随意改变气体的组分，但视情况进行操作控制是可以办到的。 比如，在焙烧制备S02时，适当提高过剩空气系数，在烟气净化过程中补充空气量。 这就使气体组分中降低了 S02含量。降低了 S02含量就自然提高了 02的含量。有利于提高平 衡转化率。但S02浓度降得太多不行，因为它会影响转化整体的热平衡。S02转化反应的平衡是相对的。不平衡是绝对的。只要条件变化了，旧的平衡就会被破坏，新的平衡重新建立。温度、压力、气体组分的S02含量和02的含量，以及生成物$03的浓度等。只要其中的任何一个条件变化，旧的平衡就不存在，新的 平衡随之立即建立。我们的操作包括转化的工艺设计，就是在这种平衡和不平衡中去寻找和 达到最终最高的总转化率。8、转化率同硫酸生产量的关系 应当说，转化率高了，硫酸生产量也就高了。但要说清楚以下几个问题。、设计规模的诸方面因素 每一套制酸工艺都要根据制酸的规模产量根据焙烧原料的类型再确定净化、转化、干吸的工 艺的规格和流程。（尾气制酸是根据原料的情况和焙烧炉的规格再确定产酸量规模，根据这 一产酸量规模和气体组分的条件来确定净化、转化、干吸的工艺流程及其规格）。每一套制酸工艺又要根据选点建设的地理气候情况，国家队安全、环保的要求以及投资 老板的投资规模来确定工艺条件和具体流程（国家对安全、环保规定的三同时是：一切 新建、改建、扩建的基本建设项目（工程） ，技术改造项目（工程） ，引进的建设项目，其职业安全卫生设施必须符合国家规定的标准，必须与主体工程同时设计、同时施工、 同时投入生产和使用。 （职业安全卫生设施是指为了防止伤亡事故和职业病的发生而采取的消除职业危害因素的设备、装置、防护用具及其他防范技术措施的总称），这些 条件和规定就基本上规范了该工艺流程的生产规模，运行气量和相应的各方面的工艺技术指标。（如：净化技术指标、转化率、吸收率和尾气排放的各种指标。其中， 转化率就涉及到转化进口的so2浓度，转换器的大小、流程、触媒的装填量以及换热 器的面积， 各层各段的温度控制等等） 。大体 上可以这样说：设计规定你生产多少硫 酸，你就只能生产多少硫酸，生产少了，整体生产工艺就会出现一些问题（如：转换热 平衡不够，反应热少了，转化后段低于触媒的起燃温度等等） 。 生产多了，也要出问 题。反应热太多，无法平衡，提高控制温度，造成触媒老化快。同时，导致平衡转化率的降低，尾气SO2浓度超标等等。所以，任意提高硫酸产量会造成转化率的下降。 上述说明，硫酸的工艺规模已经制约了硫酸生产的效率。、操作气量和气体so2浓度与硫酸生产量的因素 操作气量大，气体中so2的总量就增大。转化生成物的SO3总量也就增多。经 吸收形成的硫酸产量也就高了。气体中S02浓度提高，该气体中S02的总量也就多了，转化生成物S03同样增多， 经吸收形成的硫酸产量也同样提高。但是，操作气量的增大和 S 02含量的增高，必然导致平衡转化率乃至总转化率的 降低。、在工艺规模生产量的前提下，提高硫酸生产量的可行性任何一个硫酸生产的设计都不会是十全十美。完全完善的诸多方面的条件的提出也不会 没有误差。设计者在采用各种技术数据上会保守一些。要留有一定的余地，在采用的各种设 备的规格上也一定会留有一定的余地。因此，在投产后的实际生产过程中，要不断地去探索， 可能你会发现，有些地方只要进行局部的技术改造，硫酸生产率就提高了。整体工艺设备的能力发挥到了极致。国家规定的安全、环保指标和工艺技术指标也在规定的范围之内。 （如 触媒装填 量、换热面积、局部管道的阻力等等）另外，提高操作人员的实际操作技能，做到判断问题的准确，排除故障快，减少不必要时间折腾，再加上全线生产的指挥及时得当，这样就争取了更多的有效的生产时间，有效 的生产时间就是效率，就是经济效益。综上所述，在规模产量的前提下，提高硫酸生产量是完全可能的。适当提高气量，适当提高S02的操作浓度都是措施，但不可以盲目的去提高，绝不可不顾安全、环保指标去刻意 追求。二、转换器装配的接触剂钒触媒1、触媒的接触理论及触媒的有关情况SO2和02的作用，即使在很高的温度下，其转化率仍然是很小的，几乎看不见。提高 反应速度的唯一方法就是采用接触剂钒触媒。触媒的催化作用可以分以下四步进行： 、 触媒表面的活动中心吸附氧分子，使氧分子中原子间的链断裂成为活泼的氧原子（ 0）；、触媒表面的活动中心吸附S02分子；、被吸附了的S02和。2原子之间进行电子的重新排列，化合成为S03分子。、S03分子从触媒表面脱附下来，进入气相。（触媒表面包括触媒颗粒间隙的内表面）触媒的种类有：铂触媒、铁触媒、钒触媒国外 钡触媒、国内已有铯触媒；现在我国绝大多数企业都采用钒触媒，我们在这里只讲钒触 媒。钒触媒 1930年开始在工业上正式使用， 1949年以前，我国用的钒触媒从美国进 口， 1949 年以后，我国个人和科技人员自己试制成功了具有世界先 进水平的钒触媒。触媒的外部形状有：柱状、片、球、环状。现以梅花状为最好，其表面积大、阻力 小。钒触媒的主体成分是五氧化二钒（V2O5），-般把五氧化二钒叫做“活化剂”， 占 7%12% ，如其含量低，则会使触媒的活性下降，寿命缩短，但其含量过高，触媒 活性并无显著提高，反而增加了成本。现在，触媒制造商把中温触媒（又叫高温触媒如 S101 ）配钒89%,低温触媒配钒657.5%。触媒中还要加入一定量的“碱金属盐” 其催化活性成百倍增长。通称为“促进剂”。除此还要配大量的二氧化硅（Sio2），它 的作用主要是做载体。载体的作用在于形成触媒颗粒的内部结构，增大孔数及扩大内表 面，使反应气体与触媒中活性组分充分接触，从而提高转化率，这种载体一般采用硅 藻土（或硅胶） 。有山东土（活性强） ，长白山土（强度大） ，各处本地土或回收代 用 品等。我们鉴别触媒的好坏方法（主要还是使用中观察）。 、V205的含量，靠化验。 、山东土与长白山土的比例，70 : 30为宜。即强度与活性的综合。 、制作触媒的加工程序（硅藻土是否经过净化清洗） 、触媒的堆比重。一般为5.56.5。堆比重小，占用转换器内容积就小。2、触媒的起燃温度由于积累了长期的生产经验和生产技术水平的提高，现代触媒的起燃温度越来越低， 如S101,10年前起燃温度都在420C或420C以上。现在已降低到400C。新开发的含铯触 媒，起燃温度360E。几年前的S107、S108起燃温度为380C。触媒的起燃温度低有以下三点好处： 、S02烟气进入触媒以前的预热温度低，从而节省了换热器面积，缩短了开车的升温时间。 、 起燃温度低，说明触媒在低温下仍有较好的活性。这样可以使反应的末段能在较低温度下进行。有利于提高末段的平衡转化率，从而 提高了最终转化率。 、起燃温度低，说明触媒活性好，可以提高触媒利用率。即吨酸所需的触媒 量减少了。3、触媒的操作温度触媒制造商一般都规定了触媒的起燃温度，存在温度和使用温域。如中温触媒S101 起燃温度400C操作420C,温域420C 620C （不能长时间在620C）；低温触媒S107、 S108起燃温度380C，操作温度400C，温域400C 540C。触媒的操作温度高于起燃温度,是指在气体转化的时候, 能够较好的发挥接触作用的温 度，并不是高度充分发挥其作用的温度。触媒在使用中逐渐老化，通过精制的so2烟气也总会有微量的损害触媒活性的杂质成 分； 触媒本身的五氧化二钒和硫酸钾在长年的使用中会出现无催化活性氧钒基钒酸盐； 触媒中的钾和二氧化硅的结合在高温的作用下，随着活性物质中钾含量的减少，使V2O5 从熔融物中析出造成催化活性下降。V2O5和载体SiO2之间也会慢慢发生因相反应，使部 分V2O5变成了没有活性的硅盐。因此，触媒的使用寿命510年，一般每年操作温度要提由于触媒逐年老化，需逐年提温和平衡转化率，温度越低越好的原因。所以，触媒的 操作温度只能是在较好的发挥接触作用的温度。4、气体中的杂质对钒触媒的影响 通过净化的气体，还会含有少量的降低触媒活性的物质，称为有害杂质或有毒物。主 要有矿尘、三氧化二砷、氟、水蒸气等。 、矿尘净化指标为0002g/M3或痕迹矿尘主要是脉石和三氧化二铁（F62O3），进入转换器一部分直接覆盖触媒表面， 使其活性下降，阻力增加。另一部分与硫酸蒸气结合，迅速地变成硫酸盐。在触 媒表面结皮或把触媒粘接成块。导致气体发布不均匀。阻力过大，造成S02同机 打气量下降，影响硫酸产量。 、三氧化二砷As2O3会使触媒活性很快下降。（俗称触媒中毒）砷造成触媒中毒的情况有两种， 即：a、砷化合物覆盖触媒活性表面，堵塞毛细管，AS2O3进入转化被触媒吸附，并氧化成五氧化二砷（as2o5），反应是： AS2O3+O2=AS2O5五氧化二砷堆积在触媒表面上，使SO2气体达到触媒的活性表面，催化作用变 差，转化率下降，阻力增加。b、砷化物与钒触媒的主要活性成分五氧化二钒起反 应，生成砷钒化合物V2O5. as2o5，随着气流溢出，逐渐使触媒的五氧化二钒减 少而丧失活性并使触媒变成白色疏散状。其反应是：AS2O3+ O2+ V2O5= V2O5.AS2O5在550r以上时，AS2O5V2O5就迅速挥发。在进气含有同样多的三氧化二砷的条 件下，操作温度越高，触媒中的五氧化二钒挥发得越快。挥发物随后在第二、三 段触媒上凝结下来，在触媒表面结一层黑壳，使触媒结块，活性降低，触媒层阻 力升高，这种黑壳的钒含量约有 2030%,砷含量约有 3040%。净化指标为 0.5mg/M3 、氟进气中氟主要以氟化氢的形态存在，它与水蒸气和二氧化硅共存时发生下列反应 4HF+2H = SiF4+2HO SiF4+2H2O- 4HF +SiO2氟化氢破坏触媒的载体，主要是二氧化硅，生成四氟化硅而使触媒粉化，活性下 降，阻力上升。气体中的氟应降到v 10mg/M以下，触媒的氟中毒现象才能明显降低。 净化指标是 5 mg/M3 、水蒸气及酸雾水气在转换器内与生成物SO3反应，全部变成硫酸蒸汽。如果操作不当，在低 于冷凝温度时，硫酸蒸汽在触媒表面冷凝，会使触媒遭到破坏。硫酸蒸汽在触媒的微孔（毛细管）里，它会在比正常露点的温度下冷凝下来，把 触媒里的活性组分溶解出来而使活性下降，这种现象在转换器温度低于400C时出现。 这个温度在短期停车时是容易出现的。所以转换器的频繁开停车，对触媒是极为有害的。另一个不可忽视的问题：水蒸气与SO结合生成硫酸蒸汽，冷凝时腐蚀转换器的 钢材，生成硫酸铁，当再开车通入高温时，硫酸铁变成氧化铁，这种氧化铁由于气流的 冲刷而成为粉尘，覆盖触媒表面，使触媒降低活性，增 加阻力。 、一氧化碳（CO研究者认为CO是有害的，对K20 V20触媒在435C且CO有5%寸，有严 重中毒现象，表现如下：SG+CO-= SO+ CQ CO +1/2 O 2- CO +284.3KJ （热） 、卤素：如氟、氯、溴、碘、碳等无论是氟还是氯，都会使MQ挥发损失而降低活性。 、烃类碳氢化合物含有 3g/ M 3左右的石油和润滑油的混合气体，触媒活性即下降， （但加 热到500r，活性会恢复）5、钒触媒在使用中的不正常颜色及其原因钒触媒在使用中会出现各种不同的颜色。、黄色和棕黄色是钒触媒的正常颜色，是五价钒（V2Q ）存在的标志。、绿色和兰绿色，这是四价钒（V2O ）即硫酸氧钒存在的标志。钒触媒中的“ V ” 只有处在五价状态才具有较好的活性，触媒的绿色和兰绿色是温度低的一种反应。 （试验室的试管表明在存在SO2的条件下，400C触媒为绿色，500r时珠黄色， 430C黄绿色并存）这种情况与SO2浓度有关。当SO2浓度高时，温度低，五价V 便转向四价V。在操作中，只要通以高于400的热空气，即四价转变为五价，恢 复黄色，这种已转为绿色和蓝色的触媒，如果取出来时间太长且已受潮，就不宜 再用。（、白色有两种情况种是由于触媒局部过热，温度高于700 r而又缺氧或温度在400C 600r之间， 接触的气体含氧极少时。V2Q变成V酸钙Ca（VO）2和钒酸铝AI（VO） 2转变成白色，这时活性降低。如用高于400C的热空气吹，能使其恢复活性， 重见黄色。另一种情况是由于转化气体中含砷高，触媒中毒。引起了脱V现象。 （这在上面AS2O3的一节中已说过）。触媒中的含V量8%,般降低到6%以 下时，则不宜再用。这种砷中毒而转变的白色或黄白色都无法再恢复其活性。、黑色有两种情况种是在500600C条件下，气体中缺氧，而一氧化碳及大量的SO2存在于 气体中时，使部分WO变成V2O,生成VO. VO. K2O的复盐，呈黑色。这时活性 稍降低，也可用高于400C的热空气吹。可以恢复活性使触媒呈黄色。另一种情况是：当有大量硫蒸气在触媒表明燃烧，温度高于700C,这时MO 被还原成黑色的MQ。活性显著降低，不宜再用。、发亮的紫黑色当大量硫蒸气在触媒表明剧烈燃烧，温度超过800C, MO被还原成的V2O 同时，触媒中的硫酸钾分解成氧化钾，并与载体中二氧化硅熔融成钾玻璃，包在 触媒的外面， 便呈现发亮的紫黑色，其活性全部丧失，无法再恢复。7、触媒的合理使用与维护保养、触媒的装填量和常用分配比例触媒的装填量：尾气制酸 300350升/吨酸日 硫铁矿制酸 240300升/吨酸.日 两转两吸的分配比例： 第一段 :1822第二段：1822第三段：2125第四段：2730腾冲尾气制酸第一段 : 23% 第二段：23%第三段：25%第四段：29%总装12吨，计20M3,按350升,70吨/日2005 年实际平均日产硫酸 72.97吨。、 转换器装填触媒一定要选择空气干燥的晴天，否则，触媒容易吸收空气 中的水分， 降低强度。特别是触媒吸收的水分在生产中造成尾气烟囱冒烟。同时也使触媒活性 下降。因此，装填时动作一定要快，应尽量缩短时间。 装填触媒时，不能穿硬底鞋操作，防止把触媒踩碎而增加阻力。装填触媒的表面要 有水平。表明要平整，需用木板刮平，不能用铁器。、新转换器的器壁上可能有水滴，还有耐火砖砌体事前一定要烘干。按30E /时，一段出口温度250300C，坚持24小时即可。然后关闭门孔、阀门，自 然降温。、新触媒一定做硫化饱和（预饱和）。现代触媒生产商在触媒制造过程中虽已经过SO2 的预饱和，用于工业生产上不会因氧化钾和so3作用生成硫酸钾而产生大量的中和 热。但是，在转化开车时，当温度达到400C以上，通入SO2气体时，触媒层的温度总是要突跃一下，这主要是由于SO2氧分子在 触媒表面被吸附时放出大量吸附热。和生产一部分焦硫酸盐的反应热。这种突跃热 有可能超过太高而烧坏触媒。因此新触媒一定要做预饱和。如何做预饱和呢？一是要严格控制SO2浓度，一般控制在3%，低一点比较安全。 12%也可以作。当然太低了没有必要。二是严格控制转化进 气温度。 般控制在比触媒的起燃温度稍高一点即可。如S101起燃温度400C，操作温度 420C，做预饱和时控制410C即可。三是严格控制通气量。应控制在比平时正常通 气量稍低一点。因为通气量大，集中地反应热就多，如果通气量太大了，当集中地 反应热升到一定高度时，就很难止住温度上涨的势头。四是一段触媒层要有层中温 度计。做预饱和时，严格注视触媒层中温度的涨势。当升到500 r，仍继续存在 猛烈上升的趋势时，就必须采取措施或补加新鲜空气降低SO2浓度或再降低转化入口温度。如 触媒层中已升到570C仍然继续猛烈上升，就应采取果断的切断气源的措施。层中的触媒温度在做预饱和时也应在不超过600 r时完成。特殊情况最高必须 控制在630C以内。否则，对触媒就是伤害。什么是预饱和完成了呢？触媒温度的 突跃上涨停止或出现下降时，即已完成。预饱和的突跃温度有时由于SO2浓度控制得太低，到550r就出现温度下降。 这也说明预饱和已完成。可以转入正常操作。不会影响别的什么问题。2万吨左右的小规模硫酸，只在转化一段做预饱和。其它各段会自然完成。大 规模的硫酸则要求逐段做预饱和。、触媒的更换和转移 由于触媒在使用中逐年老化，操作温度逐年提高，提高到一定的温度时，就要更 换或转移。有时也因原料的杂质成分太高或净化的原因或转化本身的操作原因等出 现的触媒老化或触媒中毒。需要更换和转移时必须严守一个规则 :只能低温层向高 温层转移，切不可在高温控制层使用过的触媒转向低温控制层。随着生产时间的增长，触媒的阻力会逐年增加，一般 12年或 34年要筛选 补充一次。这与触媒的形状和气体的质量有关。柱状触媒由于间隙小，阻力增长快， 环形触媒合梅花状触媒则阻力增长时间长一些。 气体质量好则触媒使用寿命增长。 总之，要视情况处理。、转化的长期停车和短期临时停车 转化的频繁开停车，对触媒的使用寿命是有严重影响的。这在前面已经说过。硫酸蒸汽与水分结合在触媒的微孔中冷凝而损害触媒活性的途径。因此，长期停车一定要把触媒中的SO2、SO3用热空气吹尽。目的是减少触 媒的活性损失。根据我多年的实践，要求按以下规定执行。停车3天以上，用高于420C的热空气吹8小时以上。这样，不用化验估计 触媒中的总含量可能低于 0.03g/M3。停车2天，用高于420C的热空气吹6小时。停车1天，用高于420C的热 空气吹4小时。停车4小时至1天，用高于420C的热空气吹半小时。因为降低转化器触媒 中S02、SO3的含量，对触媒的使用寿命总是存在好处的。上述热风吹送的时间与热能和通气量有关。可视热能情况将通气量控制在停止 生产前正常通气量的 1/2范围以内。四、转化的工艺操作条件与控制 1、转化工艺操作条件的主要因素是：转化反应的工艺操作温度、转化反应的进气浓度、 转化器的通气量。、转化反应的温度转化反应过程中放出热量，使气体温度升高。一般来说，通过触媒的作用升温2C,就体现了转化率提高1%焙烧硫铁矿炉气的转化率每变化 1%的温升值：S02 浓度 %4.0 5.0 6.0 7.0 7.5 8.0 9.0 10.0转化率变化 1%勺温升值 C 1.17 1.45 1.73 2.00 2.13 2.26 2.52 2.78在实际生产过程中,我们所看到的温升值要略低于上表情况,这似乎因为有热损失 的情况存在。同时也与触媒层进出口温度测点距离有关系。、转化反应的最适宜温度对一定的气体组分条件下,在一定量的触媒上转化时,每一种转化率条件下都有一 个反应速度最快的温度。这个温度叫最适宜温度。在这个最适宜温度下触媒的生产能力 最高。这个最适宜温度必须是在触媒触媒的活性温度范围之内,必须在触媒的起燃温度 之上。耐热温度的最高极限之下。反应速度与理论转化率对温度的关系是茅盾的,前面已说过,理论转化率是转化的 最高极限。它要求温度低,时间长。而反应速度要求温度高,才能获得高速度高效率。我们要 求既要有较高的转化率,又要有较快的反应速度。就是要在这两全其美的原则下,寻找最适宜 温度。、寻找最适宜温度的通常原则 、设计本身已确定了分段温度检控的条件，先按设计要求进行操作； 、在生产操作过程中，同时也要在触媒活性发生变化的情况下，寻找每一段的最佳温升值,这个最佳温升值应当是前段最大,后段最下。但不可以 前段过大，后段没有。 、一段触媒层出口温度在不超过 600以前的前提下，再逐段依次达到最大温差值。 、严格控制和防止转化后移。前面温差减小，后面温差增大的现象。要根据不同的进气浓度和进气量来优选调整。并及时要求沸腾炉予以支持和 配合。、转化反应的进气SO2浓度进入转化器的SO2浓度，是控制转化操作中的最重要的条件之一。它的波动，引起转化温度、转化率和系统生产能力的变化。因此，S02浓度在 一定量的触媒一定的通气量下，要求相对稳定。浓度过高，第一段触媒可能出现 “过热” ，容易使触媒失去活性，甚至烧坏。同时温度过高，势必会引起。 。 。 。 气体组分中02含量的减少，并造成转化后移，最终引起总转化率下降。SO2浓度过低，因反应热减少，会出现系统的温度条件不能维持，轻者末段或最后两段不起反应，重者连一般温度条件也维持不了，无法进行生产。要求SO2浓度相对稳定，绝对稳定是不可能的，但要求波动得少 一点，波动的幅度小一点，是完全可以做到的。SO2的浓度的高低，在工艺设计中，根据原料含硫的情况和焙烧 制备so2烟气的条件就已提出了转化进口 SO2浓度的要求，在实际生产中， 提高SO2浓度就提高了硫酸的生产能力。提高SO2浓度的办法： 焙烧是降低过剩空气的系数； 增加焙烧炉的换热面积；提高焙烧温度； 减少系统漏风率。在一定的气体组分中，O2/SO2比值是有定数的，提高SO2浓度，会使o2/so2 比值减小。减少O2/SO2比值，会导致最终转化率的降低和尾气SO2排放量的增加。因此， 要注意增大o2/so2比值。最大比值的办法： 、焙烧时增加原料的含硫量。（实际上降低了其它杂质争02的成 分）； 、在净化岗位适当的补充新鲜空气； 、减少转化器二段以后的直接冷激； 、二转二吸已经实现了 SO3的第一次吸收，实际上已经改变了二段时的o2/so2的比值，如果要条件的话，还可以采取加入工业氧气的办法。 在考虑提高SO2浓度时，还要考虑以下问题：、要考虑环境保护部门允许的排放标准；、要考虑全硫酸生产系统的可能性； 、要考虑焙烧时不产生升华硫； 、要考虑焙砂或排渣的残硫不要超高。、 转化器的通气量进入转化器的气量，不仅直接影响转化温度，二氧化硫浓度和转化率的变化，而且还关系到焙烧炉的负荷，硫酸产量和全硫酸系统操作的状况。这不仅是转化操作的重要条件，同时也是全硫酸生产系统的最重要的操作条件。通气量的大小是由硫酸的规模产量，so2风机的型号规格、触媒层的阻力， 以及干燥塔、转化器等主体设备的气速和转化热平衡、转化率等因素决定的。与硫酸规模产量的关系是：硫酸产量越高，要求通气量越大。与触媒层阻 力的关系是：用量越大，触媒阻力越大；触媒层阻力占了转化系统所有管道、阀 门、换热器等总阻力的一半。而且触媒层阻力容易上升，且变化最大。是决定通 气量的最大因素。与主体设备的关系：如气量大，气速增快，超过一定的程度，会给生产带 来不利因素。如干燥塔V 1m/s，超值气体带沫，风机潮湿。管道符是等。与转化器热平衡的关系：转换的热平衡是根据一定的气体成分、一定的通 气量的前提下来决定换热面积的，虽然设计这种热平衡会有比较宽裕的适应范围， 但都与反应热的热容量有关，通气量的过大或过小会影响转化器分层温度的控制 条件。与转化率的关系：通气量的过大或过小，转化率都不会高。因为转化器的触媒装填量是一定的，是建立在触媒总量能充分发挥其能力的基础上。因此，过于增大气量只会造成转化率下降。通气量过小， 触媒的能力没有得到充分发挥，这在另一种意义上说叫浪费了资源。 与硫酸全系统的操作控制也存在着许多关联，如：系统正负压的 “0”位置， 系统漏风率，净化指标及系统阻力等等，即一变引起多变。因此，我们在实际生产上，只有在适当的通气量的情况下，才能获得正常生 产。设个“适当” ，还是有一定范围的，需在实际工作中去摸索寻找。2、转化的工艺流程与操作调节、二转二吸的转化工艺流程：转换器的二转二吸的转化工艺流程在我国是二十世纪60 年代中期兴起的，近几年来，国际环保部门已列入审批范围，一转一吸已不再使用。二转二吸的主要特点是：一是转化反应速度快，并可达接近理论转化率的状 态，由于把一次转化后的S03吸收掉，提高了二次气体中的02/S02比值。因此， 最终转化率高，可达99.96%。如果采用温度低于400C的触媒或将第二转再增加 一段（即 3+2流程）,则最终转化率可达99.8%。（国家环保要求99.6%）而一 转一吸只能达到97.6%（转一吸尾气排放0.3%）；二是能够处理S02浓度较高的 气体。三是减轻了尾气烟害。四是增加了好热面积，同时也增加了阻力。二转二吸的换热方式有“冷激式” ；即用净化后的冷炉气或冷的干燥空气直 接掺入转化气。第二种是间接换热式，即利用热的转化气与冷的炉气通过管壁和板 壁进行交换，达到既加热炉气又冷却转化气的目的；第三种是气体冷激与中间间接 换热混用。二转流程的分类有： 2+1、2+2、3+1、3+3 我厂是3 + 1四段两转流程。流程的走向为：川IIVU这种流程的最终转化率 可达99.5%,有的采用U 川一-IV走向，这种走向时把三段、二段的转化反应热 换过来供给一段，相比之下，一段的反应热比二段的反应热要多，因此，把一段 的反应热用于一转。即一段进口温度能相对的得到保证，把一段的反应热用于二转。 即四段的进口温度能相对的得到保证。所以采用U 川一-IV走向的 只有一个预热器，采用川IV .U的就必须有两个预热器。除上述流程外，还有加压流程和沸腾转化流程等等。、 转化的操作调节这里只谈3 + 1,川.1 V . U流程的操作调节。 、调温的技术操作指标第一段进口： 420440C 出口 600E 第一段进口的气体成分，S02、02都比较高，没有S03，正反应的速度快。因此， 只须高于触媒的起燃温度，新触媒的起燃只需420C，随着触媒活性的逐步降低，每年都要提高入口温度。当提到440C,触媒出口温度又达不到要求时，且转化热平衡有困难时，就必须更换上部触媒。 第二段，进口 460490C 第二段属于高温高速反应段，经过第一段的反应，已有一定量的 S03 存在， 有些反应物的分子需要在高温下进行反应，增加生成物的总量。由于换热配量的 因素以及气量、气体成分的因素，只能在460490C的范围内视情况控制。 第三段进口 420440C 属于一转把关段，可以把高温分解的部分再反应过来，此段的反应生成热不会太 多。第四段进口 410430C属于二转低温反应段。一转反应后的已被吸收，O2/SO3比值增大，此段需要的触 媒量最多。只有在低温和长时间接触反应的条件下，才能有效的最终转化率。此段 控制温度。不可以随意提高，只能视反应温升的情况慢提。 、转化开车升温冋题 转化的开车升温不宜太快，要注意保护触媒和转化直接接触温度的钢铁件结构。 因为温度的热胀冷缩太快，有可能使触媒碎化。也有可能使钢铁件变形，甚至纵裂 漏气。所以升温时要遵循逐步升温或降温的原则。新触媒的升降温度要控制在1015C/小时的范围以内。旧触媒的升将降温可以快一点，但要严格控制每小时 递增速度V 30 C。 、转化反应温度的调节要注意以下几点a转化反应温度同SO2浓度的变化紧密相关，因此，要及时同焙烧、净化等相关工序联系，做到随时掌握变化情况，判断准确，调节及时。b、掌握系统变化规律，弄清全系统和本工序的变化趋势。特别强调要有预 见性的调节。操作时以预见性调节为主。防止轻率随意，反对误操作和频繁 调节而出现的大波动。c、转化各段的温度是相互关联的。反对“头痛医头，脚痛医脚”，不动脑 筋的简单调节。d、调节温度时，一次动作不要过大，要求平稳过渡，不要操之过急。e、在系统不正常，转化温度确实难保的情况下，采取保前不保后的原则（即 保一二段或保一、二、四段），必要时，动用预热器进行短时帮助。f、调温的主要手段是调节各换热器的副线阀或直接冷激阀。由于工艺走向 不同，各副线阀的作用会有差异，这里仅谈三、一、四、二流程的副线阀功 能。川liv .U流程换热器副线阀图示A各副线阀的功能作用：1#直冷一段进口温度，相应提高二段入口温度。2#直升二段进口温度，相应降低一段入口温度。3#直提三段进口温度，相应降低四段入口温度。4#直冷四段进口温度，相应降低三段入口温度。5#提高去一段进口温度，相应降低一、二段入口温度6#提高去二段进口温度，相应降低三、四段入口温度。 7#转化群体设备的短路阀，处理故障时启用。8#提高二段SO2浓度，增加二段出口反应热，有利于提高二转温度，此阀不轻 易使用。 、转化的通气量和SO2浓度的调节和控制这个问题仅作如下提示：a在系统工艺条件允许的前提下，尽可能地提高气体S02浓度,尽可能把通气 量开足，这样才能充分把系统的能力发挥出来。b、过大的气量和过高的S02浓度会造成热负荷过大，转化设备，特别是换热 面积承受不了，以致总转化率的降低和尾气浓度的超标。c、通气量过大，焙烧炉的排出量也大，影响焙烧炉的操作控制。 特别是焙烧炉开炉时，引起炉内温度升不起来，严重时造成接 气不成功， 转化器本身也可能因为通气量开初过大，加之转化开始时温度调节脆弱， 可能使温度垮下来而使接气失败。d、通气量过大，系统漏风率也随之增大。可能造成S02浓度下降。也可能造 成净化指标达不到要求。特别是气体的热量移走不过来，带进干燥塔的饱 和蒸汽水量增加。严重时干吸酸浓平衡不过来。同时，干燥塔超过气速会 造成气体带沫。e当气体组分中S02含量低的情况下，或是转化温度略低的情况下，只能降低 通气量，才能有效的改变这种不良状况。f、调整气量时，不能一步到位，应视情况多次完成。要保持通气量的稳定性， 只有稳定才能减少由此带来的多方面影响，只有稳定才能出效益。 转化的操作控制和调节还包括，新系统的开车，平时开车，长 期停车、 短期停车以及有关设备的开停车等等，这里不详述。、 转化的故障与分析转化常见的不正常情况是转化温度不正常。 、转化器后段温度低，不起反应。可能是SO2浓度低，前面XX，后段没了可 能是通气量小热总量少。可能是换热效率问题。 、转化管段或一、二段低，转化反应后移。SO2浓度过高，含氧量低，触媒起燃温度就相应要增加。在原温度指标下，就 出现反常现象，出口温度下降。SO2浓度过低，旁路阀未及时调节，造成出口温度下降。致使二段进口温度偏 低，达不到转化要求。 、某段温度忽高忽低，不稳定。这是操作不当，水平低，调节不及时或太频繁。 气体来源的SO2浓度不稳定，转化操作跟不上又缺乏及时联系。 、转化各段温度都低是SO2浓度低，首先一个段下降，逐步多段下降。二是气量过大，触媒接触 时间短，先一段下降，后段温度因底温不足，失去应有的反应热，造成逐级下 跌。 、转化各段温度偏高是反应热富余造成的，多是气量大，加之SO2浓度高的缘故。长期各段进口温 度偏高也许是换热面积过大的原因。 、转化率偏低 前面已说过，六个方面的因素，可联系前面已讲课内容去思索理解 、转化设备故障。