二氧化硫的催化氧化-课件.ppt

1、二氧化硫的催化氧化二氧化硫的催化氧化汇报时间：汇报时间：20132013年年1010月月2323日日主要内容：主要内容：（一）（一）SO2 SO2催化氧化基本原理催化氧化基本原理（二）（二）SO2 SO2催化氧化所使用的催化剂催化氧化所使用的催化剂（三）（三）SO2 SO2催化氧化工艺条件的选择催化氧化工艺条件的选择（四）（四）SO2 SO2催化氧化的主要设备及工作原理催化氧化的主要设备及工作原理（五）（五）SO2 SO2催化氧化涉及的危化品性质、安全催化氧化涉及的危化品性质、安全 使用及急救措施使用及急救措施（一）（一）SO2SO2催化氧化基本原理催化氧化基本原理1 1、化学平衡、化学平衡

2、SO2+O2 SO3 SO2+O2 SO3 特点：特点：可逆可逆、放热放热、体积缩小体积缩小的反应。的反应。平衡常数可表示为：平衡常数可表示为：平衡转化率为：平衡转化率为：由此推出：由此推出：降低降低反应反应温度温度、增加压力增加压力，会使平衡，会使平衡转换率升高转换率升高。催化剂催化剂5.0223）（）（）（OpSOpSOpKp）（21OpKKxppT）（）（）（233SOPSOpSOpxT0H2 2、反应动力学、反应动力学SO2SO2催化氧化反应由以下几部组成：催化氧化反应由以下几部组成：氧分子从气相中氧分子从气相中扩散扩散到到催化剂表面催化剂表面；氧分子氧分子被吸附被吸附到催化剂表面；到

3、催化剂表面；氧分子氧分子断键断键，形成活化氧原子形成活化氧原子；二氧化硫二氧化硫吸附吸附到到催化剂表面催化剂表面；吸附在催化剂表面的吸附在催化剂表面的SO2SO2与与氧原子氧原子进行电子进行电子重重排排，形成三氧化硫；，形成三氧化硫；SO3SO3分子分子从催化剂表面从催化剂表面脱附脱附，扩散，扩散进入气相进入气相主主体。体。（二）（二）SO2SO2催化氧化所使用的催化剂催化氧化所使用的催化剂催化剂主要有：催化剂主要有：铂铂：活性高，但：活性高，但价格昂贵价格昂贵，且，且易中毒易中毒；氧化铁氧化铁：在：在640以上时才具活性，以上时才具活性，转化率转化率 低低，价廉易得。，价廉易得。钒钒：活性活

4、性、热稳定性热稳定性、机械强度都比较理想机械强度都比较理想，价格适宜价格适宜。（工业上普遍使用）。（工业上普遍使用）钒催化剂（主要成分是钒催化剂（主要成分是 ）中毒的毒物有：）中毒的毒物有：砷砷、氟氟、酸雾酸雾（与催化剂形成一种挥发性化合物）（与催化剂形成一种挥发性化合物）矿尘矿尘（覆盖催化剂表面）（覆盖催化剂表面）52OV（三）（三）SO2 SO2催化氧化工艺条件的选择催化氧化工艺条件的选择（1 1）最适宜温度）最适宜温度 为保证反应以为保证反应以最大速率最大速率进行，充分发挥催化剂的作用，应该使反应由进行，充分发挥催化剂的作用，应该使反应由较高温较高温度度开始，随反应进行，转化率升高开始，

5、随反应进行，转化率升高（2 2）SO2SO2适宜浓度适宜浓度若若SO2SO2浓度浓度 炉气中炉气中O O浓度浓度 催化剂量催化剂量 催化剂层阻催化剂层阻力力 采用采用低浓度低浓度SO2SO2有利。有利。若若SO2SO2浓度低，设备的投资和折浓度低，设备的投资和折旧费用增加。旧费用增加。SO2SO2最适宜浓度不仅取决于最适宜浓度不仅取决于催化剂层催化剂层阻力阻力，还要依从硫酸生产，还要依从硫酸生产总费用最低总费用最低的原则的原则420460500540580123102030100CAB反应速率反应速率温度温度/（3 3）最终转化率）最终转化率 提高最终转化率，可提高最终转化率，可降低降低尾气中

6、尾气中SO2SO2的含量的含量，减少环境污减少环境污染染，提高硫的利用率提高硫的利用率。但同时也会。但同时也会增加催化剂用量增加催化剂用量和和流体阻流体阻力力。因此，最终转化率存在。因此，最终转化率存在最佳值最佳值。最终转化率的最佳值与最终转化率的最佳值与采用的工艺采用的工艺、设备设备及及操作条件操作条件有关。有关。尾气回收尾气回收 低于低于97.5%97.5%98%98%尾气不回收尾气不回收 97.5%97.5%98%98%“一转一吸一转一吸”“两转两吸两转两吸”最终转化率可达最终转化率可达99.599.5以上以上 流程分类流程分类假设假设最终转化率最终转化率（四）（四）SO2SO2催化氧化

7、的主要设备及工作原理催化氧化的主要设备及工作原理 内部间接换热式转换器特点：内部间接换热式转换器特点：系统阻力和热损失小系统阻力和热损失小，但，但体体积庞大积庞大，结构复杂结构复杂，检修不便检修不便，只适用于，只适用于生产力较小生产力较小的转的转换系统。换系统。外部间接换热式转换器特点：外部间接换热式转换器特点：结构简单结构简单，转化器与换热器，转化器与换热器的的连接管线长连接管线长，系统阻力系统阻力、热损失增加热损失增加，占地面积增多占地面积增多。在多段间接换热式转化器各段操作中，要更在多段间接换热式转化器各段操作中，要更接近最佳温度接近最佳温度曲线，使曲线，使催化剂催化剂用量用量最少最少。

8、且。且段数越多段数越多，对反应越，对反应越有利有利，但同时，但同时，设备及操作会更复杂设备及操作会更复杂，实际生产中通常用，实际生产中通常用4 45 5段。段。段段项目项目气体组成（气体组成（a a、b b分别为分别为SO2SO2、O2O2的体积分数）的体积分数）a=6.0%,b=12.7%a=7.0%,b=11.3%a=7.5%,b=10.5%a=8.0%,b=9.8%1 1sCtCtXeie/sCtCtXeie/sCtCtXeie/0.7754405710.4480.9054865120.2700.9614504600.4580.7254405850.5480.9184635010.582

9、0.9704384480.9530.7074405910.6130.9204514970.8340.9714364461.2710.6894405960.6800.9234404931.1740.9714344441.7122 23 34 4sCtCtXeie/0.9804374390.7140.9804304340.9760.9804294341.4180.9804254272.134（五）（五）SO2 SO2催化氧化涉及的危化品性质、安全催化氧化涉及的危化品性质、安全 使用及急救措施使用及急救措施SO2SO2：无色、有刺激性的气体，而且是无色、有刺激性的气体，而且是形成酸雨形成酸雨的主要成

10、分。的主要成分。吸入：吸入：应应迅速撤离迅速撤离至通风处，若出现缺氧，应立即输氧，以保证呼吸至通风处，若出现缺氧，应立即输氧，以保证呼吸 道通畅；道通畅；渗入眼睛：渗入眼睛：可以用可以用生理盐水或温水冲洗生理盐水或温水冲洗；SO3SO3：具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。皮肤接触：皮肤接触：立即立即脱去污染脱去污染的衣着并迅速擦净接触部分，之后用大量的衣着并迅速擦净接触部分，之后用大量流动清水冲洗至少流动清水冲洗至少1515分钟分钟。就医。就医。眼睛接触：眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗

11、1515分钟。就医。分钟。就医。吸入：吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给给输氧输氧。如呼吸停止，立即进行。如呼吸停止，立即进行人工呼吸人工呼吸。就医。就医。食入：食入：用水用水漱口漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。，给饮牛奶或蛋清。就医。Fe2O3Fe2O3：性状：性状：红棕色粉末红棕色粉末；溶解性：溶解性：不溶于水，溶于酸不溶于水，溶于酸；熔点：熔点：15651565。具有两性具有两性但其但其碱性强于酸性碱性强于酸性。吸入：吸入：引起尘肺，可通过引起尘肺，可通过药物治疗药物治疗。Al2O3Al2O3：白色无定形粉末白色无定形粉末，俗称矾土；，俗称矾土；吸入：吸入：危害神经系统，对老年人及儿童尤为突出，特别对脑组织及智危害神经系统，对老年人及儿童尤为突出，特别对脑组织及智力危害尤为明显，引起行为异常、智能障碍、运动震颤反应迟钝等。力危害尤为明显，引起行为异常、智能障碍、运动震颤反应迟钝等。谢谢！谢谢！