- 影响装置转化率的因数
1、转化反应方程式
反应方程式特点为可逆、放热、体积缩小反应,在理论上,增加氧气含量、减少生成物三氧化硫含量,降低反应温度,增加反应压力都可以让转化向正方向进行。
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2、平衡转化率
已反应二氧化硫的量与起始二氧化硫总量之百分比叫做转化率,当反应的条件不变化,无论时间多长,反应物不再减少,生成物三氧化硫也不再增加,此时反应便达到了化学平衡状态,反应速度等于零。各个组分的浓度称做平衡浓度,此时二氧化硫的转化率称做平衡转化率。平衡转化率越高,则实际可能达到的转化率也就越高。平衡转化率只和SO2气体转化时的温度、压力和起始成分有关,而无论催化剂多好、怎么调整,SO₂转化率存的理论上限 —平衡转化率,且实际转化率永远小于平衡转化率。
3、影响转化率的因数
改变反应温度、压力,及气体组分可以改变平衡转化率,若平衡转化率提高,转化率也可相应提高。
3.1温度的影响:
此反应为放热反应,降低反应温度,有利于提升转化率。但在反应过程中还要考虑有较高的反应速度。反应速度受温度影响,温度越低,反应速度越慢,所以在转化过程中,就不能自始至终保持同一个温度范围。反应初期,距离平衡状态较远,宜使气体在较高的温度下转化,使其有较大的反应速度;反应后期,距离平衡状态较近,宜使气体在较低的温度下转化,以获得最高的转化率。因此气体通过过热器、换热器降低温度后再反应,实现转化分段反应,获得较高的转化率和较快的反应速度。
3.2组分影响
通过反应方程式可看出,改变氧气、三氧化硫含量均有利用转化正向进行。
增大烟气氧气含量,保证转化段有充足的氧气,有利用提高转化率,在硫磺制酸中,氧气来源于焚硫炉焚烧硫磺后烟气中残余的氧气(部分装置设置补空气管线),要保证足够的氧气,焚硫炉中二氧硫的浓度就应得到控制,一般要求浓度不超过11%,保证尾气氧浓度在5%以上。但二氧化硫浓度不宜太低,二氧化硫浓度降低相应焚硫炉温度降低,硫磺燃烧就不充分,容易产生升华硫。若二氧化硫浓度持续降低,转化工段热平也无法维持,因此二氧化硫浓度一般维持在8%以上。因此监控焚硫炉出口二氧化硫浓度是保证系统转化率的必要措施。
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在线SO2分析仪
除去生成物SO3,逆反应速度必会大大减小,平衡状态立即被打破,反应就变得有利于正反应的进行,进一步提高了转化率。因此装置建立两转两吸流程,前段反应的三氧化硫被一吸塔吸收后再进行二次转化,再进行二次吸收,确保有较高的总转化率。
3.3压力影响
此反应为体积缩小反应,在温度、气体组分相同的情况下,增加压力有利用转化正向进行。故硫酸生产系统,转化和吸收工序,在加压下生产是有好处的,但得考虑建设和运行成本。


