锌冶炼制酸干吸工序二氧化硫浓度与干燥塔入口温度的计算

田国旭 赵富城

摘 要：本文计算了锌冶炼制酸系统干吸工序干燥塔入口温度与二氧化硫浓度的关系；通过研究两者的关系，进而指导生产中干吸工艺指标的控制。

关键词：锌冶炼；干吸工序；干燥塔入口温度；二氧化硫浓度

巴彦淖尔紫金有色金属有限公司锌冶炼制酸系统为两转两吸转化系统，经焙烧工段过来的烟气经过湍冲塔、冷却塔、一级电除雾、二级电除雾后进入干燥塔，经干燥塔干燥后经过二氧化硫风机送入转化系统。在正常生产中二氧化硫浓度会有一些波动，二氧化硫浓度的波动会对生产造成一定的影响，所以我们通过计算研究不同二氧化硫浓度下、干燥塔入口温度的调节范围。

1 已知条件

二氧化硫风机出口烟气的二氧化硫浓度ηSO2，干燥塔进口烟气负压Pin=5000Pa，吸收率99.95%，转化率99.6%，当地大气压力89000Pa，计算该厂二氧化硫风机出口烟气的二氧化硫浓度与干吸工序干燥塔入口温度的关系。

2 计算过程

93%硫酸中H2O质量：SO3质量=24.09：75.91，

98%硫酸中H2O质量：SO3质量=20.01：79.99，

理想气体状态方程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×转化率

代入数值得：

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

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

根据上面两式计算出生产93酸与98酸在不同气浓时的PH2O。（表1）

再查饱和水蒸汽压力下对应的温度得到表2。

3 得到此温度的指导意义

3.1 知道在气浓在7.0%时，产93酸，干燥塔进口温度应该小于40.3℃，产98酸时，干燥塔进口温度应该小于36.2℃。

3.2 通过表2可以看出在对应的浓度下产93酸与98酸的最高温度，高于该最高温度时，酸浓会低于想要生产的酸浓。

3.2.1 生产98酸时，需要高一点的气浓才能够方便该厂的生产条件。

3.2.2 通过表2可以看出气浓越稳时，二级电除雾出口温度就不需要频繁地调节，对生产的平稳性越有利。

3.2.3 考虑干燥塔入口温度尽量控制在42℃以下的前提下，当低浓度二氧化硫制酸时，适当提高干燥进口温度，尽量接近反应最高温度，可以节省干吸用水量。

3.2.4 在生产98酸时，适当提高干燥进口温度，尽量接近反应最高温度，可以节省干吸用水量。

参考文献：

[1]都立珍，王举良.硫酸系统水平衡分析计算与生产实践[J].环境工程，2011年6月第29卷第3期.

[2]包立红.基于ITS-90的饱和水蒸气压力表（0～100℃）[J].计量技术，1993（8）.