文 献 综 述

1.全球硫酸产业现状

生产硫酸的原料主要有硫磺、硫铁矿、石膏、有色金属冶炼烟气、硫化氢和废硫酸等物质。目前,世界上大多数国家主要以硫磺为原料生产硫酸,如:1996年,英国占总产量82.9%的硫酸以硫磺为原料、美国占82.0%^〔1〕。1995年,以硫铁矿为原料的硫酸产量为20 000 kt左右,占硫酸总产量的13%;1997年,除中国以外,其余地区以硫铁矿为原料的硫酸产量下降了8%;1998年以硫铁矿为原料的硫酸产量低于18 000 kt (估计)^〔2〕。但是，现今国际硫磺市场供应紧张，我国原来掺烧硫磺的硫铁矿制酸装置已陆续改用硫铁矿生产，一些硫磺装置也不得不减产或停产 ^[3]。因此，我们当前要解决的问题是恢复硫磺的供应量。

2.我国硫酸工业的发展

我国的硫酸工业在上世纪八十年代后有了快速的发展。1998年，硫酸产量为21000kt^[4]。2001年我国硫酸产量达到27.65Mt，居世界第二，其中硫铁矿制酸12.03Mt；冶炼烟气制酸7.01Mt，硫磺制酸8.18Mt^[5]。硫酸生产技术经历了铅室法、塔式法和接触法。反应催化剂从依赖进口到自己能创新制造。1996年上海硫酸厂首次使用”两转两吸”流程，减少了尾气的排放。1989年南化研究院完成了”3 2”两次转化工业试验，使二氧化硫转化率进一步提高到99.7%以上^[6]。在设备方面，我国先后开发了新型电除尘 (雾)器、洗涤器、阳极保护管壳式酸冷却器、板式酸冷却器、浓酸泵、稀酸泵、新型塔填料、分酸器、瓷质球拱以及新型自动控制仪表等,这些设备的广泛应用满足了我国硫酸工业大型化、高强度、高效率的要求,提高了我国硫酸工业的总体技术水平 ^[7]。时至今日，我国在硫酸废热利用方面也已接近世界水平。我国的废热利用主要集中在高中温废热上,利用最好的装置每吨酸可产生113 t 中压过热蒸汽,热利用率为65 %左右;利用较差的装置每吨酸仅产017～018 t 蒸汽。但是，干吸工序产生的大量低温废热基本上没有得到利用。

中国硫酸产业中包含大量的中小型企业。中国加入WTO后，这些中小型企业受到了前所未有的冲击。这也为我国硫酸工业产业结构、组织结构、原料结构和规模结构的调整带来了契机。整个产业开始走向一体化。同时，全球范围内资源的优化配置也使得中国过去硫铁矿制硫酸的方法逐渐被硫磺制酸工艺所取代。硫磺制酸工艺简单,污染轻,热能回收率高,因此硫磺是硫酸生产最理想的原料。近年来,由于从石油和天然气中回收硫磺数量的不断增加,国际硫磺市场一直供大于求。特别值得一提的是,最近探明委内瑞拉奥里诺科河地区蕴藏着巨大的原油和超重原油资源, ^[8]其中14 %(45 Gt )为高硫原油。由此可以看出，硫磺制酸工艺将成为当今世界硫酸产业的主流工艺。我们要做的就是进一步优化该工艺流程，实现低污染、高效益的目的。

3. 硫磺制酸优势

自从中国进入WTO后，世界范围内的资源优化配置，使得价格低廉的硫磺进入中国市场。再加上国内对环境保护越来越重视。所以国内的硫酸产业中，硫磺制酸所占比重越来越大。同矿石制酸工艺相比，硫磺制酸减少了粉碎、水净化两道复杂的工序。同时也消除了三大污染源-粉尘、污水和矿渣 ^[9]。硫磺制酸工艺在一定程度上可以降低生成成本。原料价格的优势、能源消耗大幅降低、废物处理费用低和生产场地缩小是主要原因。研究指出，与硫磺制酸相比，硫铁矿制酸需要获得约6美元/t的额外收入才能成为一个经济可行的方案，这是按照10%的内部收益率定义的 ^[10]。

4. 硫磺制硫酸工艺流程

4.1液硫工段