鋅冶煉制酸干吸工序二氧化硫濃度與干燥塔入口溫度的計算

田國旭 趙富城

摘 要：本文計算了鋅冶煉制酸系統干吸工序干燥塔入口溫度與二氧化硫濃度的關系；通過研究兩者的關系，進而指導生產中干吸工藝指標的控制。

關鍵詞：鋅冶煉；干吸工序；干燥塔入口溫度；二氧化硫濃度

巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司鋅冶煉制酸系統為兩轉兩吸轉化系統，經焙燒工段過來的煙氣經過湍沖塔、冷卻塔、一級電除霧、二級電除霧后進入干燥塔，經干燥塔干燥后經過二氧化硫風機送入轉化系統。在正常生產中二氧化硫濃度會有一些波動，二氧化硫濃度的波動會對生產造成一定的影響，所以我們通過計算研究不同二氧化硫濃度下、干燥塔入口溫度的調節范圍。

1 已知條件

二氧化硫風機出口煙氣的二氧化硫濃度ηSO2，干燥塔進口煙氣負壓Pin=5000Pa，吸收率99.95%，轉化率99.6%，當地大氣壓力89000Pa，計算該廠二氧化硫風機出口煙氣的二氧化硫濃度與干吸工序干燥塔入口溫度的關系。

2 計算過程

93%硫酸中H2O質量：SO3質量=24.09：75.91，

98%硫酸中H2O質量：SO3質量=20.01：79.99，

理想氣體狀態方程PV=nRT， PV=（m/M） ×RT

推出m=（PVM）/RT

mH2O=（PH2OVH2OMH2O）/RT

mSO3=（PSO3VSO3MSO3）/RT

mH2O：mSO3=（PH2OVH2OMH2O）/（PSO3VSO3MSO3）

=（PH2OMH2O）/[（P大氣-Pin-PH2O）×MSO3×ηSO2×吸收率×轉化率

代入數值得：

93酸：PH2O=（117898.9ηSO2）/（1+1.403558ηSO2）

98酸：PH2O=（92937.68ηSO2）/（1+1.106401ηSO2）

根據上面兩式計算出生產93酸與98酸在不同氣濃時的PH2O。（表1）

再查飽和水蒸汽壓力下對應的溫度得到表2。

3 得到此溫度的指導意義

3.1 知道在氣濃在7.0%時，產93酸，干燥塔進口溫度應該小于40.3℃，產98酸時，干燥塔進口溫度應該小于36.2℃。

3.2 通過表2可以看出在對應的濃度下產93酸與98酸的最高溫度，高于該最高溫度時，酸濃會低于想要生產的酸濃。

3.2.1 生產98酸時，需要高一點的氣濃才能夠方便該廠的生產條件。

3.2.2 通過表2可以看出氣濃越穩時，二級電除霧出口溫度就不需要頻繁地調節，對生產的平穩性越有利。

3.2.3 考慮干燥塔入口溫度盡量控制在42℃以下的前提下，當低濃度二氧化硫制酸時，適當提高干燥進口溫度，盡量接近反應最高溫度，可以節省干吸用水量。

3.2.4 在生產98酸時，適當提高干燥進口溫度，盡量接近反應最高溫度，可以節省干吸用水量。

參考文獻：

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