什么是硫酸工业?

[拼音]：liusuan gongye

[外文]：sulfuric acid industry

基本无机化工之一。主要产品有浓硫酸、稀硫酸、发烟硫酸、液体三氧化硫、蓄电池硫酸等，也生产高浓度发烟硫酸、液体二氧化硫、亚硫酸铵等产品。

硫酸广泛用于各个工业部门，主要有化肥工业、冶金工业、石油工业、机械工业、医药工业、洗涤剂的生产、军事工业、原子能工业和航天工业等。还用于生产染料、农药、化学纤维、塑料、涂料，以及各种基本有机和无机化工产品。早期的硫酸工业都采用硝化法，设备生产强度低，产品浓度只有60％～76％。20世纪以来，硝化法逐渐被接触法所取代。目前采用硝化法的已为数不多（见硫酸工业发展史）。

生产硫酸的原料有硫磺、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫磺、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。

硫酸工业是化学工业中历史悠久的工业部门，近年世界硫酸产量仍逐年增长。1970年世界硫酸产量91152kt，1980年143010kt，1984年147557kt。美国硫酸产量居世界第一位，1984年生产硫酸35863kt，约占世界总产量的24％。其次是苏联， 1984年生产硫酸 25300kt。近年来发展中国家硫酸产量增长很快。摩洛哥1970年生产硫酸275kt，居世界第28位，1984年硫酸产量增加到4295kt，已跃居世界第6位。巴西和墨西哥的硫酸产量也分别上升到世界第11位和第12位。硫酸的最大消费者在各国均是化肥工业。从1983年一些国家硫酸消费分配(表1)中，可以看出化肥用酸在硫酸消费总量中所占比例。

从1983年一些国家硫酸生产原料比例（表2）中，可以看出全世界和各国硫酸工业原料的构成。近年来，世界硫磺市场供不应求，硫磺价格不断上升。许多国家对用硫铁矿及其他原料制硫酸给予了重视。以硫磺为主的原料结构将逐渐向多种原料结构发展。

主要特点如下：

（1）强化生产，降低投资。以硫磺制酸为例， 进转化器的二氧化硫浓度已从70年代设计值10.5％提高到12％。转化器催化剂层的气体流速从0.36m／s提高到0.45m／s。由于气体浓度和流速的提高，使生产设备尺寸减小，建设投资降低。

（2）降低系统阻力， 节约动力消耗。传统的柱状催化剂改为环形催化剂，使阻力最大的设备──转化器压力降减小一半；对于干燥、吸收塔采用大开孔率的填料支承结构和降低填料层高度；使设备配置紧凑，缩短气体管线长度。所有这些措施都使生产系统阻力降低，从而节省了动力的消耗。

（3）提高余热利用效率。 新建硫酸厂都将含硫原料燃烧热和转化反应热，用来生产中压过热蒸汽，并用于发电。最近，美国孟山都环境化学公司开发用三氧化硫吸收反应热，生产低压蒸汽的技术，使硫酸工业余热利用效率大大提高。对于硫磺制酸，余热回收效率已达到90％～95％。

（4）采用耐腐蚀材料， 保证设备可靠运转。对于易受腐蚀的关键部件，广泛采用不锈钢和合金制作。例如:已广泛使用不锈钢管壳式酸冷却器、合金板式换热器或氟塑料酸冷却器取代老式的铸铁排管冷却浓硫酸；使用不锈钢制作转化器、换热器和开工预热器等。

（5）消除污染。 广泛采用两转两吸流程以减少废气污染。还开发了许多种硫酸尾气处理工艺，可使排入大气的二氧化硫含量进一步降低到 100ppm或50ppm以下。对于冶炼烟气制酸和硫铁矿制酸，采用了分离有害杂质和回收净化工序废酸的措施，以消除污水污染。

（6）生产设备的大型化和集中化。 目前冶炼烟气制酸设备的最大单系列生产能力为日产硫酸2.54kt，硫磺制酸为2.81kt。美国新威尔士工厂集中建设了五套大型硫酸生产装置，总生产能力达每日11.5kt。生产设备的大型化降低了建设投资和生产费用。

（7）采用电子计算机控制生产。 80年代建设的大型硫酸厂，许多都采用电子计算机进行检测和控制。有的老厂也进行了改造，安装了电子计算机。使用电子计算机控制生产，可以实现 *** 作的最优化，有利于生产的稳定和成本的降低。

随着世界人口增加，粮食需要量的增多，化肥的生产将进一步发展。硫酸作为生产磷肥的主要原料，其生产也必将得到迅速发展。发展中国家硫酸工业的发展速度将高于发达国家。

生产的主要品种是92.5％和98％浓硫酸，以及含游离三氧化硫20％的发烟硫酸。少数硝化法硫酸厂生产75％稀硫酸，也生产65％发烟硫酸、蓄电池硫酸、液体三氧化硫、液体二氧化硫、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵等产品。1983年硫酸产量为8.7Mt，占世界第三位。硫酸的消费主要用于化肥和其他工业品的生产，总消费量的60％左右用于生产化肥。

硫铁矿是中国硫酸工业的主要原料，也使用冶炼废气和硫磺生产硫酸。1983年硫酸工业原料构成为：硫铁矿72.8％，硫磺16％，冶炼废气11.2％。随着国际市场硫磺价格的升高，已减少了硫磺进口数量，硫磺制酸所占比例将显著降低。重点硫酸厂有30家，产量约点总产量的40％。其余60％的硫酸由分布在全国各地的约 400家小型硫酸厂生产，每个厂的生产规模一般为年产硫酸10～40kt，也有的达到60～80kt。在生产技术方面，开发了硫铁矿沸腾焙烧、两转两吸、利用余热发电、塑料电除雾器等技术，以及生产环形钒催化剂和氟塑料酸冷却器等。其中许多已在工业中得到广泛推广使用。

参考文章

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