《10萬噸年硫酸生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)硫磺制酸熔硫工序畢業(yè)設(shè)計(jì).doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《10萬噸年硫酸生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)硫磺制酸熔硫工序畢業(yè)設(shè)計(jì).doc（26頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10萬噸/年硫酸生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)（硫磺制酸熔硫工序） 學(xué) 院 化工與藥學(xué)院 專 業(yè) 化學(xué)工程與工藝 年級班別 2011 級 01班 學(xué) 號 2011402010107 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 危想平 2015 年 5 月 17 日 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 目 錄 前言 .......................................................................1 1 文獻(xiàn)綜述 ..........................

2、.......................................1 1.1硫磺、硫化物及硫酸的性質(zhì) ............................................2 1.1.1 化學(xué)性質(zhì) ......................................................2 1.1.2 物理性質(zhì) ......................................................3 1.2 硫酸的生產(chǎn)方法 ...................................................

3、...3 1.2.1 硝化法制造硫酸 ................................................3 1.2.2 接觸法制造硫酸 ................................................4 1.3 硫酸生產(chǎn)工藝流程敘述 ...............................................5 1.3.1 SO2氣體的制取 .................................................5 1.3.2 爐氣的凈化 .........................

4、...........................6 1.3.3 SO2氣體的轉(zhuǎn)化 .................................................6 1.3.4SO3氣體的吸收 ..................................................6 1.3.5尾氣的處理 .....................................................7 1.4 硫酸的用途 .........................................................7 1.4.

5、1 硫酸的工業(yè)用途 ................................................7 1.4.2 硫酸的農(nóng)業(yè)用途 ................................................8 2 物料平衡計(jì)算 ............................................................8 2.1 設(shè)計(jì)要求 ............................................................9 2.2 熔硫部分的物料衡算 ...............

6、..................................9 2.3熔硫工段的能量衡算 ..................................................9 3 主要設(shè)備 ...............................................................10 3.1熔硫釜 .............................................................11 3.2焚硫爐 ............................................

7、.................11 3.3 轉(zhuǎn)化器 ............................................................13 3.4 干吸塔 ............................................................14 3.5 空氣鼓風(fēng)機(jī) ........................................................14 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II 3.6 循環(huán)吸泵 ......................................

8、....................15 3.7 廢熱鍋爐 ..........................................................15 3.8 過熱器和省煤器 ....................................................16 4 硫酸的安全生產(chǎn) .........................................................16 4.1 硫酸工業(yè)中催化劑的重要作用 .........................................17 4.2

9、硫酸生產(chǎn)中可能存在的危害 ...........................................17 4.3 我國硫酸工業(yè)技術(shù)概況 ..............................................18 4.4安全防護(hù)措施及防護(hù)用具 .............................................18 4.5環(huán)境保護(hù)與治理建議 .................................................18 設(shè)計(jì)小結(jié) ........................................

10、..........................19 參考文獻(xiàn) ..................................................................20 致謝 ......................................................................21 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) III 10萬噸/年硫酸生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)（硫磺制酸熔硫工序） 摘要 硫酸作為工業(yè)之母，至今還發(fā)揮著重要作用。采用硫磺制硫酸有利于保護(hù)環(huán)境建清潔 文明工廠，且裝置上投資為原來的 50%，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。硫酸生

11、產(chǎn)工藝主要由五部 分組成，包括二氧化硫氣體的制取，爐氣的凈化，二氧化硫氣體的轉(zhuǎn)化，三氧化硫氣體的 吸收以及尾氣的處理。本設(shè)計(jì)主要涉及固體硫磺熔融裝置熔硫裝置的工藝方案選擇、主要 設(shè)備選型、液硫的中和處理及熔硫尾氣的洗滌、對主要工序進(jìn)行了物料衡算，熱量衡算等。 關(guān)鍵詞：熔硫 、物料衡算 、熱量衡算、工藝方案 、設(shè)備選型 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) IV The design of the production process of 100000 tons of sulfuric acid (sulfuric acid sulfur melting process) Abstract

12、 sulfuric acid as the mother of industry, has played an important role. The sulfur burning sulfuric acid is beneficial to Protect environment to build a clean and civilized factory,and the equipment investment was 50%, which has great economic benefits. The sulfuric acid production process mainly co

13、nsists of five parts, including the preparation of sulfur dioxide gas, furnace gas purification, transformation of sulfur dioxide, three sulfur dioxide gas absorption and exhaust gas treatment. Selection of process plans, this design mainly involves solid sulfur melting unit sulfur melting device se

14、lection of main equipment, liquid sulfur and sulfur melting treatment and exhaust washing, the material balance of the main process, heat balance etc.. Keywords: sulfur melting, material balance, heat balance, process scheme, equipment selection 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) V 設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)（或研究目標(biāo)） 1、原料規(guī)格：硫磺：99.5% 2、生產(chǎn)規(guī)模及

15、工藝指標(biāo)： 年生產(chǎn)能力：10 萬噸 100％硫酸 二氧化硫轉(zhuǎn)化率：95％ 吸收溫度：180℃ 吸收塔吸收率：100% 噴淋酸：溫度 80℃，濃度 98% 3、年開工時(shí)間：300 天 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 26 頁 前言 硫酸被譽(yù)為工業(yè)之母，是重要的化工原料之一；硫酸工業(yè)也是重要的基本化學(xué)工業(yè)之一。硫酸 的用途很是廣泛，參與眾多重要化學(xué)品的生產(chǎn)，如用于生產(chǎn)磷銨、過磷酸鈣、硫銨等。另外，硫酸 可以用于生產(chǎn)硫酸鹽、塑料、人造纖維、染料、油漆、藥物、農(nóng)藥、殺草劑、殺鼠劑等；也可用作 除去石油產(chǎn)品中的不飽和烴和硫化物

16、等雜質(zhì)的洗滌劑；在環(huán)保方面也大有用途；在國防工業(yè)中與硝 酸一起用于制取硝化纖維、三硝基甲苯等。如此見來，硫酸的應(yīng)用范圍之廣泛，并且需求量日益增 加，所以我們有必要加強(qiáng)生產(chǎn)，在綠色環(huán)保節(jié)約型經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上不斷改造，力求更大效率。 全世界各行消費(fèi)硫酸比例（%） 化肥 己內(nèi)酰 胺 二氧化鈦 氟化氫 飼料添 加劑 石油煉 制 洗滌劑 濕法煉 銅 其他 60.6 4.5 3.2 2.7 1.9 1.6 1.5 1.2 22.8 表 1-1 中國硫酸工業(yè)主要是以硫鐵礦制酸。在 70和 80年代工廠經(jīng)歷重大曲折硫酸工業(yè)和轉(zhuǎn)。原因是 世界硫磺市場價(jià)格飆升，企業(yè)難以承受，導(dǎo)致這些工廠已經(jīng)停產(chǎn)或轉(zhuǎn)換。在 90年初，

17、價(jià)格逐漸下 降，促進(jìn)世界硫磺，硫磺制酸在中國逐步發(fā)展，近年來技術(shù)的飛速發(fā)展，除了一些小，硫酸廠已建 成或正在建設(shè)，大型硫磺制酸裝置也在建設(shè)中，這波的發(fā)展將有中國硫酸生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的影響巨大，加 上中國對環(huán)保的重視程度，硫酸生產(chǎn)過程中，硫酸已日益成為主流，這些都是分析原因：1，因?yàn)?在硫酸廠焙燒，凈化工段，只有硫磺，硫磺熔融，轉(zhuǎn)化，干燥和吸收段，成品，原材料部分也比硫 酸裝置簡單，因此流程短，材料處理，設(shè)備少，建設(shè)周期短：節(jié)約 50%的硫酸廠的建設(shè)投資，降低 設(shè)備管理費(fèi)用；2、減少原材料運(yùn)輸。硫磺，雜質(zhì)少，產(chǎn)品質(zhì)量好，單位產(chǎn)品能耗低，熱利用程度 高，生產(chǎn)蒸汽比硫酸高酸萬噸，0.3 噸中壓蒸汽（不含低熱

18、量利用） ;３、三廢排放量少,有利于 保護(hù)環(huán)境,做到文明生產(chǎn)；４、根據(jù)目前的價(jià)格、運(yùn)輸成本及加工成本進(jìn)行對比，采用硫磺制酸比 采用硫鐵礦或硫精砂制酸具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。由于上述原因,吸引了國內(nèi)硫酸工業(yè)原料結(jié)構(gòu)向硫 磺制酸轉(zhuǎn)移。除了正在新建的硫磺制酸裝置外,有些工廠將硫鐵礦制酸裝置改造為硫磺制酸。 在采用硫磺制酸中分別為熔硫，硫磺的精制，焚硫和造氣，吸收和干燥四大步，其中，熔硫工 序至關(guān)重要，首先熔硫工序?qū)囟纫蠛芨?，其次它又決定了后續(xù)硫磺精致的程度及最終產(chǎn)品的質(zhì) 量。固體硫硫基由皮帶機(jī)為快速加熱和熔化熔硫槽?？焖偃哿虿蹆?nèi)置蒸汽加熱盤管和攪拌器，加強(qiáng) 外圍蒸汽夾套加熱。槽硫溫度控制在 135℃

19、左右加熱和蒸汽 0.6MPa熔融。從溢流口進(jìn)入硫磺熔融 硫磺罐粗糙通過自由沉降熔融硫磺，對溝槽底部的雜質(zhì)顆粒較大，夾帶的液體少量于硫磺，排放口 底部縫隙周期性地手動排出。從快速熔硫槽溢流到粗硫槽液硫，粗硫槽槽擋板，開始作為過濾槽用 分為兩格和格型濾波器。原油硫槽內(nèi)設(shè)有蒸汽加熱盤管，以保持溫度在 135攝氏度的液體硫磺。 槽內(nèi)設(shè)有攪拌器。液硫過濾由預(yù)涂、過濾、排渣三個基本步驟組成。過濾后液體粗硫由過濾泵送入 液硫過濾機(jī)以除去其中的雜質(zhì)顆粒,控制過濾后液硫中灰分含量≤30ｍｇ/ｋｇ,當(dāng)過濾機(jī)進(jìn)料和出 料側(cè)壓差達(dá)到一定值時(shí),停止進(jìn)料,進(jìn)行震動排渣,至此,完成一個過濾周期。過濾后的液體硫磺進(jìn)中 間槽,

20、液體硫磺中間槽內(nèi)設(shè)有蒸汽加熱盤管,維持槽內(nèi)液硫溫度在 135℃。精制液體硫磺自液硫中間 槽由中間泵送往液硫貯罐貯存,液硫貯槽底部設(shè)有蛇管式加熱器,頂蓋安裝了加熱盤管熱頂,維持精 硫貯槽內(nèi)液硫溫度在 135～145℃。 第 1章 綜述 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 26 頁 1.1 硫磺、硫化物及硫酸的性質(zhì) 1.1.1化學(xué)性質(zhì) 硫磺： 易燃燒，著火點(diǎn)為 363 ℃ ，火焰呈藍(lán)色，一般情況下燃燒并不劇烈。硫磺粉塵在空 氣中達(dá)到一定濃度會發(fā)生爆炸。 硫化物：一般包括二氧化硫、三氧化硫及硫化氫，這里主要講硫的氧化物，二氧化硫、三氧化 硫?yàn)樗嵝詺怏w，具有刺激性氣味，極易與水反應(yīng)生成亞硫酸、硫酸。

21、 硫酸：化學(xué)式為 H2SO4，分子量為 98.078，從化學(xué)意義上講，硫酸是三氧化硫與水的等摩爾化 合物，硫酸有三種水化物：H 2SO4?H2O，H 2SO4?2H2O，H 2SO4?4H2O，是一種無色無味油狀液體，是一種 高沸點(diǎn)難揮發(fā)的強(qiáng)酸，易溶于水，能以任意比與水混溶。濃硫酸有三大特性，分別為吸水性，脫水 性和強(qiáng)氧化性。 （一）吸水性 濃硫酸具有吸水作用，指濃硫酸分子跟水分子強(qiáng)烈結(jié)合，生成一系列穩(wěn)定的水合物，并放出大 量的熱： H2SO4+nH2O = H2SO4nH2O 故濃硫酸吸水的過程是化學(xué)變化過程，吸水性是濃硫酸特有的化學(xué)性質(zhì)。濃硫酸不僅能吸收一 般的游離態(tài)水（如空氣中的水）

22、，而且還能吸收某些結(jié)晶水合物（如 CuSO45H2O）中的水。鑒于 硫酸的這個特性，H 2SO4可用于干燥很多的氣體，作為干燥劑使用。 （二）脫水性 脫水性是濃硫酸化學(xué)特性，物質(zhì)被濃硫酸脫水的過程是化學(xué)變化的過程，反應(yīng)時(shí)，濃硫酸按水 分子中氫氧原子數(shù)的比（2∶1）奪取被脫水物中的氫和氧原子。可被濃硫酸脫水的物質(zhì)一般是含氫、 氧元素的有機(jī)物，其中蔗糖、木屑和棉花等物質(zhì)，被脫水后生成了黑色的炭（碳化）。 如 C12H22O11 12C+11H2O? ? ? ?濃 硫 酸 （三）強(qiáng)氧化性 （1）跟金屬反應(yīng) ①常溫下，濃硫酸能使鐵、鋁等金屬鈍化。 ②加熱時(shí)，濃硫酸可與除金、鉑之外所有金屬反

23、應(yīng)，生成高價(jià)金屬硫酸鹽，本身一般被還原 成 SO2，在這些反應(yīng)里，硫酸表現(xiàn)出了強(qiáng)氧化性和酸性。如： Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H 2O?? ? 2Fe+6H2SO4(濃)=Fe 2(SO4)3+3SO2↑+6H 2O （2）跟非金屬反應(yīng) 熱的濃硫酸可以將碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)氧化成其高價(jià)態(tài)的氧化物或含氧酸，本身被還原為 SO2。在這類反應(yīng)里，濃硫酸只表現(xiàn)出氧化性。如： C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H 2O?? ? ? S+2H2SO4(濃)=3SO 2↑+2H 2O （3）跟其他還原性物質(zhì)反應(yīng) 濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，實(shí)驗(yàn)室制

24、取 H2S、HBr、HI 等還原性氣體不能選用濃硫酸。 如： H2S+H2SO4(濃) =S↓+SO 2↑+ 2H 2O 1.1.2 物理性質(zhì) 硫磺（S）的分子量 32.066，常壓下的沸點(diǎn)為 444.6℃，硫磺有多種同素異形體，主要是斜方 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 26 頁 硫和單斜硫，135℃時(shí)，液態(tài)硫磺的密度達(dá)到 1.7912 。3cmg 二氧化硫( )在常溫下為無色氣體，分子量是 64.063，在 20℃下 1體積的水可溶解 40體積2SO 的 并釋放出 34.4 的熱量，隨著溫度的升高，其在水中的溶解度降低。2molKJ/ 三氧化硫( )在室溫下是液體，氣態(tài)三氧化硫分子量

25、是 80.062.三氧化硫有三種聚合體，分3 別是 α、β、λ 型，它們的結(jié)構(gòu)和聚合度各不相同。 純硫酸是一種無色無味油狀液體。常用濃硫酸中 H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 98.3％，物質(zhì)的量濃度是 18.4molL-1。硫酸是一種高沸點(diǎn)、難揮發(fā)的強(qiáng)酸，易溶于水，能以任意比與水混溶。濃硫酸溶解 時(shí)放出大量的熱，因此濃硫酸稀釋時(shí)應(yīng)該“酸入水，沿著器壁，慢慢傾倒，不斷進(jìn)行攪”。若將濃 硫酸中繼續(xù)通入三氧化硫,則會產(chǎn)生“發(fā)煙”現(xiàn)象,這樣含有 SO3的硫酸稱為“發(fā)煙硫酸”。100%的 硫酸熔沸點(diǎn)為熔點(diǎn) 10℃，沸點(diǎn) 290℃。但是 100%的硫酸并不是最穩(wěn)定的，沸騰時(shí)會分解一部分， 變?yōu)?98.3%的濃硫酸，

26、成為 338℃（硫酸水溶液的）恒沸物。加熱濃縮硫酸也只能最高達(dá)到 98.3% 的濃度。98.3%硫酸的熔沸為熔點(diǎn) 10℃，沸點(diǎn) 338℃。 1.2 硫酸的生產(chǎn)方法 通過焚燒精制后的的硫磺來得到二氧化硫和少部分三氧化硫原料氣，然后再用然后用 98.3％ 的硫酸吸收為成品酸，也就是 100%硫酸。以下是主要的反應(yīng)方程式： 2SO??320423H 根據(jù)使用催化劑的不同，硫酸的工業(yè)制法可分為硝化法和接觸法： 1.2.1 硝化法制造硫酸 硝化法（包括鉛室法和塔式法）是借助于氮的氧化物使 SO2氧化制成硫酸。 塔式法 鉛室法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的塔的方法，其制造過程是氮氧化物的氧的傳遞函數(shù)，從而 氧化

27、二氧化硫和三氧化硫，水吸收制成硫酸，和鉛室法是在液相的過程，生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量比鉛 室法更好 。塔式法制出的硫酸濃度可達(dá) 76%左右，而目前我國硫酸生產(chǎn)接觸法占絕大部分，塔式 法已很少，但硝化法還具有一定的優(yōu)點(diǎn)。它產(chǎn)酸的濃度 76％左右，該濃度的酸適合制造過磷酸鈣， 另外，此種生產(chǎn)方法設(shè)備簡單，建廠快，硫利用率比較高，可以用雜質(zhì)比較高的原料。 硝化法的反應(yīng)歷程比較復(fù)雜，但可以用簡單化學(xué)方程式表示如下： 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 26 頁 反應(yīng)中所需的 NO由硝酸供給，氧氣來自空氣。 鉛室法 鉛室法是在氣相中進(jìn)行的反應(yīng)。由于這個方法所需設(shè)備龐大，用鉛很多，檢修麻煩， 腐蝕設(shè)備，反應(yīng)緩

28、慢，成品為稀硫酸，且必須消耗硝酸。因此，這個方法后來逐漸地被淘汰。 1.2.2 接觸法制造硫酸 接觸法是目前廣泛采用的方法，接觸法中二氧化硫在固體觸媒表面跟氧反應(yīng)，結(jié)合成三氧化硫， 然后用 98.3％的硫酸吸收為成品酸。這種方法優(yōu)于塔式法的是在于成品酸濃度高，質(zhì)量純（不含 氮化物），但爐氣的凈化和精制相當(dāng)復(fù)雜。 目前可以作為制造硫酸原料的含硫資源除硫磺外，主要有硫鐵礦、硫精砂（尾砂）、有色金屬 冶煉氣、焦?fàn)t氣、天然氣、石油氣中的硫化氫也可作為制取二氧化硫氣體的原料。將二氧化硫與氧 化合成為三氧化硫的反應(yīng)式是： 2SO2＋O 2 = 2SO3＋Q 這個反應(yīng)在常溫下沒有觸媒存在時(shí)，實(shí)際上不能進(jìn)行。

29、為了使這一反應(yīng)加快，必須提高溫度并 且采用觸媒催化（也叫觸媒氧化），這便是接觸法制造硫酸名稱的由來。 1.3 硫酸生產(chǎn)工藝流程敘述 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 26 頁 圖 1-1 1.3.1 SO2氣體的制取 制取純凈的 SO2 是生產(chǎn)合格硫酸的大前提，首先是將硫磺熔化精致，將雜質(zhì)降到指標(biāo)范圍內(nèi)， 然后提供純凈干燥的空氣作為助燃劑,將兩種物料送至焚硫爐進(jìn)行焚燒： S2 + 2O2=== 2SO2 1.3.2 SO2氣體的轉(zhuǎn)化 采用“兩吸兩轉(zhuǎn)”工藝流程，催化劑的裝填段數(shù)及其在前后兩次轉(zhuǎn)化的分配與最終的轉(zhuǎn)化率、 換熱面積大小有很大關(guān)系。 （一）一次轉(zhuǎn)化、吸收 為了使 SO2催化氧化過程

30、的轉(zhuǎn)換器盡可能遵循最佳的溫度曲線，以提高轉(zhuǎn)化率，必須從反應(yīng)體 系中除去多余的熱量，使溫度相應(yīng)降低。根據(jù)不同的換熱器，可分為多級換熱器和連續(xù)換熱兩。針 對連續(xù)變化型熱轉(zhuǎn)爐。過程，是遵循最佳的溫度曲線很難；溫控制也很困難，所以一般采用多段轉(zhuǎn) 變型熱交換器。一個單一的吸收過程轉(zhuǎn)化可以達(dá)到最好的最終轉(zhuǎn)化率為 97.5% - 98%，如果你想獲 得更高的轉(zhuǎn)化率，將所需的催化劑的量大大增加，不僅經(jīng)濟(jì)，而且通過平衡轉(zhuǎn)化率的限制。如果廢 氣直接排入大氣，會造成嚴(yán)重的空氣污染。 （二）二次轉(zhuǎn)化、吸收 兩轉(zhuǎn)兩吸過程與一個單一的吸收過程相比不催化轉(zhuǎn)化和獲得最終的轉(zhuǎn)化率是非常高的。首先讓 大多數(shù)一般控制 SO2的轉(zhuǎn)化

31、，轉(zhuǎn)化率為 90%左右，進(jìn)入第一吸收塔（或中間吸收塔）吸收 SO2，然 后第二變換。此時(shí)由于含有 SO3和 SO2濃度的反應(yīng)混合物很低，氧硫比轉(zhuǎn)換更高，在這種情況下， 平衡轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)速度快，可以保證少催化劑的轉(zhuǎn)化率達(dá)到 95%。兩次最終轉(zhuǎn)化率對不同工藝條 件下，一般在 99.5 ~ 99.8%范圍。 總之，采用“兩轉(zhuǎn)兩吸”的優(yōu)點(diǎn)：一、比一次轉(zhuǎn)化率高，可達(dá)到 99.5%—99.9%。比“一轉(zhuǎn)一 吸”尾氣二氧化硫含量降低 5—10倍；二、雖然流程里面多了一次轉(zhuǎn)化和吸收，，投資高了 10%， 但是總體實(shí)際投資確實(shí)降低了 5%左右，生產(chǎn)成本也降低了 3%，因?yàn)樯倭宋矚饣厥展ば?，勞動生產(chǎn) 率可提高

32、7%左右。 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 26 頁 圖 1-2 1.3.4 SO3氣體的吸收 氣體中的二氧化硫經(jīng)催化氧化后形成三氧化硫，送入吸收系統(tǒng)用發(fā)煙硫酸或濃硫酸吸收，形成 不同規(guī)格的產(chǎn)品硫酸。吸收過程可用下式表示： 32243()nSO+H=S+n-1SO（ （液 液 ） 液 ） （ ） 改變上式中 n值，便可形成相應(yīng)濃度的產(chǎn)品硫酸。n>1 時(shí)，形成發(fā)煙硫酸；當(dāng) n=1時(shí)，形成無 水硫酸；而 n<1時(shí)，則為含水硫酸，即硫酸和水的溶液。要求生產(chǎn)發(fā)煙硫酸時(shí)，可以采用兩端吸收 的流程。轉(zhuǎn)化氣一次性的通過發(fā)煙硫酸吸收塔和濃硫酸吸收塔，分別是發(fā)煙硫酸和 98%硫酸吸收 SO3氣體，氣相中

33、SO3含量可降至 0.1%—0.01%，然后由濃硫酸吸收塔出口引至尾氣處理工序，或者 直接經(jīng)過捕沫后放空。而今，三氧化硫吸收技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)在填料性能方面的改進(jìn)，布酸設(shè)備和 冷卻器設(shè)計(jì)材料的改進(jìn)。 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 26 頁 1.3.5尾氣的處理 硫酸生產(chǎn)工藝尾氣的主要有害物質(zhì)為 SO2（約 0.2%~0.5%），和少量的 SO3和酸霧。因此，除 去污染物首先要從源頭上下手，提高 SO2的最終轉(zhuǎn)化率，使之達(dá)到 99.75%以上，符合目前的排放標(biāo) 準(zhǔn)。盡量采用兩轉(zhuǎn)兩吸流程，在正常的條件下，是可達(dá)到的。針對尾氣及含低濃度 SO2氣體的處理 方法主要是氨-酸法，金屬氧化物法，堿法

34、，活性炭等等。 （一）氨—酸法回收低濃度二氧化硫及三氧化硫過程由吸收、吸收液再生、分解和中和四個主 要部分組成。 1、吸收 吸收液其實(shí)就是亞硫酸銨—亞硫酸氫銨溶液，在吸收塔里按照下列反應(yīng)式吸收煙氣中的 SO2、SO 3： 2423243SO+(NH)O=HS3 24+(N)O 2、吸收液再生 吸收液需要在循環(huán)槽內(nèi)加氣氨或者氨水，按照下列反應(yīng)使溶液部分再生，來使吸收液中 / 比值不變。部分循環(huán)母液則送往分解系統(tǒng)。423(NH)SO43343423NH+SO=() 3、分解 用濃硫酸分解亞硫酸銨—亞硫酸氫銨溶液，得到含水蒸汽 100%的二氧化硫和硫酸銨溶液。43242422()+SHO(NH)SO

35、+=N 蒸汽加熱分解，實(shí)質(zhì)上是把亞鹽分解放出而趕走溶解在分解液中的 SO2，同時(shí)將兩未分解的亞 鹽按下式完全分解： ????32234342 NHSO 為使亞鹽完全分解，硫酸加入量比理論量要大 30%—50%，使分解液酸度成 15—45滴度。過量 硫酸則在中和槽用氣氨或氨水來中和。 4、中和 用氨中和過量硫酸： 24342HSO+N=()SO 氨加入量比理論值稍高，使中和液成 2—3滴度的硫氨溶液，硫氨溶液可作為肥料直接用于農(nóng) 業(yè)，或蒸發(fā)結(jié)晶加工成固體硫銨。 （2）、金屬氧化物所形成的堿性溶液，亦可作為 SO2的吸收劑。主要有堿性硫酸鋁—石膏法； 氧化鋅溶液吸收法；氧化錳法等等。 （3）用

36、各種堿液吸收尾氣中的 SO2，可免除氨法中氨的損失和霧沫。常用堿吸收液有碳酸鈉溶 液，氫氧化鎂溶液和石灰乳等。共同的優(yōu)點(diǎn)是：脫除率高，工藝簡單。而且，石灰乳吸收法的突出 優(yōu)點(diǎn)是石灰來源廣且方便，價(jià)格低廉，投資和操作費(fèi)用較低。 （4）活性炭通常具有較大的內(nèi)表面積，是一種良好的吸收劑。當(dāng)尾氣中的 SO2在一定條件下 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 26 頁 通過活性炭層時(shí)，被活性炭表面吸附。在 100℃以下主要為物理吸附，提高溫度后，從物理吸附轉(zhuǎn) 向化學(xué)吸附。在活性炭表面，吸附態(tài)的 SO2和吸附態(tài)的氧作用，形成吸附態(tài) SO3，當(dāng)有水存在時(shí)， 便可形成硫酸。 1.4 硫酸的用途 1.4.1 工

37、業(yè)用途 (1)冶金及石油工業(yè) 用于冶金工業(yè)，在有色金屬的生產(chǎn)中起重要作用。在冶金工業(yè)中，用硫酸作為鋼鐵表面氧化皮 的清洗劑。 用于石油工業(yè)，石油精煉需用硫酸除去石油產(chǎn)品中的不飽和烴、膠質(zhì)及硫化物等雜質(zhì)。每噸原 油精煉需要硫酸約 24kg，每噸柴油精煉需要硫酸約 31kg。石油工業(yè)所使用的活性白土的制備，也 消耗不少硫酸。 在濃縮硝酸中，以濃硫酸為脫水劑;氯堿工業(yè)中，濃硫酸作干燥劑干燥氯氣、氯化氫氣等;無機(jī) 鹽工業(yè)中，硫酸鹽的制備都要用硫酸。許多無機(jī)酸如磷酸、硼酸、鉻酸(有時(shí)也指 CrO3)、氫氟酸、 氯磺酸;有機(jī)酸如草酸、醋酸等的制備，也常需要硫酸作原料。 (2)解決人民衣食住行 用于化學(xué)纖維

38、的生產(chǎn),粘膠絲的生產(chǎn)需要使用硫酸。尼龍、醋酸纖維、聚丙烯腈纖維等化學(xué)纖 維的生產(chǎn)，也要用到硫酸。 用于染料工業(yè)，幾乎所有的染料(或其中間體) 的制備都要用到硫酸。很多磺化反應(yīng)，硝化反應(yīng) 都需使用大量濃硫酸或發(fā)煙硫酸。很多染料廠就設(shè)有硫酸車間，以配合需要。 用于制藥工業(yè)，許多抗生素的制備，要用到硫酸。 (3)鞏固國防 某些國家硫酸工業(yè)的發(fā)展，與其軍用炸藥的生產(chǎn)是密不可分的。濃硫酸用于制制取硝化甘油、 硝化纖維、三硝基甲苯等炸藥。雖然這些化合物的制備是依靠硝酸，但同時(shí)必須使用濃硫酸或發(fā)煙 硫酸。 (4)原子能工業(yè)及火箭技術(shù) 原子反應(yīng)堆以及制造火箭、超聲速噴氣飛機(jī)和人造衛(wèi)星材料的鈦合金的制造過程，都

39、要用到硫 酸。從硼砂制備硼烷的過程需要多量硫酸。硼烷的衍生物是最重要的一種高能燃料。 1.4.2 農(nóng)業(yè)用途 （1）土壤改良 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，人們越來越多地采用硫酸來調(diào)節(jié)控制土壤酸堿度。將硫酸施入農(nóng)用的土壤和水 中，溶解土壤和水中鈣、鎂的碳酸鹽和碳酸氫鹽。當(dāng)這些鹽被分解后，硫酸與更惰性的物質(zhì)反應(yīng)， 置換出磷、鐵等能被植物吸收的養(yǎng)分。用硫酸來降低土壤的 pH 值可改變很多元素的溶解度，提高 植物對它們的吸收，從而使植物更加健壯，收成增加。 （2）化肥生產(chǎn) 用于生產(chǎn)硫酸銨和過磷酸鈣這兩種較為普遍常用的化肥。 用于生產(chǎn)農(nóng)藥，許多農(nóng)藥的生產(chǎn)都是以硫酸為原料，如硫酸銅、硫酸鋅是良好的植物殺菌劑， 硫酸鉈可用

40、作殺鼠劑，硫酸亞鐵、硫酸銅可用作除莠劑。很多殺蟲劑的生產(chǎn)也都需用硫酸。 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 26 頁 第 2章 物料平衡計(jì)算 2.1 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)規(guī)模：硫磺制酸 100kt/a。生產(chǎn)過程中：含硫尾氣以 SO2的形式排出。吸收要求：《大氣 污染物綜合排放國家標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）限定二氧化硫最高允許排放質(zhì)量濃度為 960mg/m3，吸 收率 100%,轉(zhuǎn)化率 95%。 2.2 熔硫部分的物料衡算 100%硫酸 10萬噸/年換算成小時(shí)： 年年萬 噸 /kg10/108? 開工 300天，每天按 24小時(shí)算： hhkg/9.324/8? 因?yàn)?SO3吸收率為 100%

41、，所以 SO3與硫酸的摩爾比： n（SO 3） ：n(H 2SO4)=1：1 80.06 98.08 x 13888.89kg/h 所以 SO3每小時(shí)的消耗量 x=11337.12kg/h SO2的消耗量設(shè)為 y 32SO?? 64.06 80.06 y 11337.12kg/h y=9071.39kg/h 由于受轉(zhuǎn)化率的影響，根據(jù) SO2轉(zhuǎn)化率是 95%，故實(shí)際需要量是： h9548.kg/0.h9071.3kg/?? 22SO? 32.07 64.06

42、 z 9548.84kg/h 每小時(shí)消耗的純硫量 z=5031.98kg/h 因?yàn)榱蚧且?guī)格 99.5%，所以每小時(shí)消耗這樣規(guī)格的硫磺的量是： 5031.98kg/h99.5%=5057.27kg/h 硫磺的質(zhì)量流量是： h507.2kg/ms? 2.3 熔硫工段的能量衡算 本設(shè)計(jì)為 10萬噸/年硫酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)（以每小時(shí)計(jì)算），對于熔硫階段來說，硫磺為冷 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 26 頁 物料，蒸汽是熱流體，所以有： 根據(jù)查硫酸工藝設(shè)計(jì)手冊，硫磺要由從常溫（以 25℃為準(zhǔn)）加熱到 135℃并控制在 135℃左右 [7]， 故硫磺由 25℃加熱到 135℃

43、所需要的熱流量為： )(122tcmQps???2sm 是質(zhì)量流量， 2pc是硫磺比熱容，經(jīng)查手冊可知 2=0.73kJ/(kg.℃)， 2t=135℃， 1t=25℃ 代入數(shù)據(jù)可得 Q=424557.82KJ/h 加熱蒸汽放出的熱流量與冷流體加熱所需的熱量相等： 故有 rms??1Q1sm 為蒸汽質(zhì)量流量，r 是蒸汽汽化熱，根據(jù)查設(shè)計(jì)手冊可知，需要 0.6Mpa 飽和蒸汽來給硫磺 加熱，其溫度為 158.7℃，通過查表可知 r=2091.1KJ/kg[23]： 代入數(shù)據(jù)可知： hkgkgJhrs /03.2/1.20984571 ?? 第三章 主要設(shè)備 3.1熔硫釜 1)槽體:槽體設(shè)計(jì)有

44、池式、圓筒平底式和圓筒錐底式,本單位傳統(tǒng) 100ｔ/ｈ左右熔硫裝置做法 設(shè)計(jì)采用的是圓筒錐底式架空結(jié)構(gòu)。這樣的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)是錐底能沉積雜質(zhì)、延長清渣的時(shí)間間隔、放 渣方便,但缺點(diǎn)是熔硫廠房的高度增加、固體硫磺加料系統(tǒng)的難度加大、土建投資增加。從實(shí)際運(yùn) 行效果來看,停車后反而更難清理長時(shí)間沉積的堆渣,故錐形結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)相對于圓筒平地式并不明顯,反 而缺點(diǎn)卻很突出,綜合考慮后本熔硫布置為四臺圓筒平底式。 (2)攪拌器:帶攪拌器的熔硫槽具有較強(qiáng)的湍流擴(kuò)散和對流循環(huán)能力,故傳熱效果好,對于大型熔 硫裝置一般采用此種設(shè)計(jì)方式。在熔硫槽內(nèi),介質(zhì)固、液并存,加熱管附近的液硫和其它區(qū)域的有可 能溫度不一致,這就

45、需要攪拌器的擴(kuò)散和循環(huán)能力較大,適應(yīng)性較好。為此攪拌器必須具有合理的結(jié) 構(gòu)和足夠的強(qiáng)度,并具有安裝方便、連接穩(wěn)妥的特點(diǎn)。綜上所述,在熔硫槽設(shè)計(jì)中一般選用折葉式攪 拌槳和開啟渦輪式攪拌槳。本熔硫裝置選擇為雙層折葉式攪拌槳,每層由兩片扁鋼制作,對稱固定于 攪拌軸上,呈 45折角。這種設(shè)計(jì)的攪拌槳制作和安裝都比較方便,在以加熱盤管為擋板的情況下, 循環(huán)能力較強(qiáng),攪拌較均勻。另外,由于熔硫槽直徑過大不宜在頂蓋上直接安裝攪拌槳,故采取在槽 上方做獨(dú)立攪拌槳支撐支架的措施[8]。 (3)加熱盤管:熔硫槽的熔硫能力主要取決于熱量的供給,而供熱量的大小又取決于盤管的加熱 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 共

46、 26 頁 面積,盤管加熱面積越大,熔硫能力越強(qiáng),在大型生產(chǎn)裝置中,由于加熱面積較大,如按原有的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì),設(shè)備的體積就很龐大,而實(shí)際上設(shè)備的占地面積是要受限制的,所有采用合理緊湊的結(jié)構(gòu)形式非 常重要[18]。根據(jù)對以往設(shè)計(jì)的設(shè)備運(yùn)行情況詳加分析和摸索后,在此次設(shè)計(jì)中,采用了雙螺旋結(jié)構(gòu) 的加熱蒸汽盤管,將兩圈盤管做成并聯(lián)同心圓形式,多組均勻安放,在保證足夠的加熱面積的前提下 大大減小了設(shè)備的體積。另外設(shè)計(jì)時(shí),還應(yīng)注意選擇合適的加熱管間隙,間隙過小,液硫不易通過而 產(chǎn)生堆積,致使盤管外液硫的混合型很差,不利于傳熱,此外,為了便于日后的安裝及維修,加熱盤管 應(yīng)做成多組易拆卸形,安裝于設(shè)備頂蓋的法蘭

47、上。 圖 1-3 3.2焚硫爐 由于硫磺燃燒速度快，所以爐子構(gòu)造簡單，現(xiàn)在一般多用臥式焚硫爐。使用最普遍的是噴霧焚 硫爐。噴霧焚硫爐的構(gòu)造，是在鋼制圓筒內(nèi)部襯絕熱磚和耐火磚。為使硫磺和空氣的接觸良好在 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 26 頁 2～3 個地方用耐火磚砌半圓形的擋墻。硫磺噴霧的要求是：形成易于氣化的微粒、噴霧角度要大， 且能均勻分散。噴嘴的噴槍和噴頭部分采用 L316或相當(dāng)?shù)牟牧?。為防止?fàn)t內(nèi)高溫引起損壞和防止 因受熱而引起硫磺粘度上升，噴槍應(yīng)設(shè)置蒸氣夾套。 焚硫爐焚硫能力同其它工業(yè)燃燒爐一樣，能力的彈性比較大，一般變動 1～2.5 倍。表達(dá)能力 的單位，多采用每日、每立方

48、米容積可焚燒多少噸硫磺量來表示。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)，一般是 1m3容積的霧化焚硫爐，每日可以焚燒 1t左右的硫磺，即生產(chǎn) 3t左右的硫酸。能力高的爐子每日 每立方米可焚燒 2t左右的硫磺。一般規(guī)律是，小型爐子能力偏小，大型爐子能力偏大。其主要原 因是霧化狀況和爐內(nèi)氣速不一樣所造成的。 霧化焚硫爐的生產(chǎn)能力，一般可用下式進(jìn)行計(jì)算 【10】 ： Q＝KV24／1000q 式中： K — 焚硫單位容積發(fā)熱量，一般為 116.3～232.6kW/m 3h q — 燃燒 1kg硫磺之熱效應(yīng)，純凈硫磺為 2.57kW/kg V — 焚硫爐容積，m 3 Q — 霧化焚硫爐能力，t/(dm 3) 3.3 轉(zhuǎn)化

49、器 SO2轉(zhuǎn)化器是保證氧化反應(yīng)和 SO2排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的關(guān)鍵設(shè)備。在 400 ~ 620℃高溫作業(yè)時(shí)間轉(zhuǎn) 換器，處理段落不同溫度下的不同的熱膨脹應(yīng)力之間造成的 SO2和 SO3氣體腐蝕，和部分不允許有 煤氣泄漏；它也需要配氣性能好，確保高轉(zhuǎn)化率。因此，需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料的選擇是合理的、可 靠的。 目前，該結(jié)構(gòu)中有兩種類型的轉(zhuǎn)換器模塊結(jié)構(gòu)和中心管。積木式結(jié)構(gòu)。平球冠層垂直圓柱形容 器的積木式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部從下向上由多個柱樁支撐板和格柵。兩個輪簡同心垂直中心管式結(jié)構(gòu)的筒 體直徑較小，管，中間，對一些支持的催化劑與隔板的重量，和流道反應(yīng)段，催化劑填裝之間的缸 內(nèi)、外兩層。采用了兩種結(jié)構(gòu)在大型

50、硫磺制酸不同特點(diǎn)植物，具有。 模塊化轉(zhuǎn)換器使用柱樁支撐一些催化劑的格柵和分區(qū)的重量，在耐火保溫磚筒體表面的李寧催化劑 負(fù)載部分，并且結(jié)構(gòu)簡單。材料為 0Cr18Ni9不銹鋼轉(zhuǎn)化器，在裝置的底布。隨著冠套，外部 flat-steel并強(qiáng)化，以確保設(shè)備的強(qiáng)度和剛度的。每層隔板一密封圓環(huán)和殼體壁焊接一體的補(bǔ)償 因熱，膨脹變形分區(qū)燃?xì)饬髦斜苊舛鄬雍喜蓪娱g。格柵鋪設(shè)耐熱陶瓷球和不銹鋼絲網(wǎng)，然后把催化 劑。SO2 氣體分布裝置專門設(shè)計(jì)的從入口到轉(zhuǎn)換器，分布更加均勻。了平面式催化劑床結(jié)構(gòu)保證均 勻反。位于底層平面是由多，滑動軸承在民用基礎(chǔ)能夠有效吸收和補(bǔ)償變形操作時(shí)的熱膨脹狀態(tài)， 大大降低設(shè)備的，應(yīng)力水平，

51、和整體安全穩(wěn)定的設(shè)備更好。 中心管式變換器部分的催化劑層分離耐熱瓷球平弧板和床之間的催化劑和陶瓷球有一層不銹鋼 絲網(wǎng)。0Cr18Ni9 不銹鋼的主要設(shè)備，有的還可以安裝在設(shè)備的底部。一款專為氣缸的進(jìn)氣中心， 氣體能均勻地分布在各反應(yīng)床。各部分之間用弧形擋板分隔器，可以有效地吸收或補(bǔ)償由于熱膨脹 變形的運(yùn)行狀態(tài)，既能保證層間的氣體流，可以減少設(shè)備的應(yīng)力水平。設(shè)備的內(nèi)筒和外筒的底部分 別支撐在土木工程的基礎(chǔ)。但耐熱瓷球平電弧電阻的床層是不均勻的，中心筒空間利用率不高，彎 曲的床板和板分開制造的難度是比較大的。作為用于確保設(shè)備的整體安全性和穩(wěn)定性的高強(qiáng)度、低 剛度的設(shè)計(jì)，設(shè)備，整體實(shí)力雖高，但剛

52、度相對較低，設(shè)備的整體安全性和穩(wěn)定性，作為構(gòu)建塊結(jié) 構(gòu)。但這種筒式轉(zhuǎn)換器設(shè)備材料中心保存，一次性投資小。 在轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，為了使反應(yīng)接近最佳操作溫度即適宜溫度。我們在反應(yīng)時(shí)必須降低溫度，移去 一部分熱量，這就是我們所說的降溫。通常有兩種操作方法：一種恒溫操作方法，這種方法會使轉(zhuǎn) 化器體積太大也很難使移走的熱量達(dá)到要求。另一種方法即絕熱操作過程，也是我們曾普遍采用的 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 26 頁 方法。 3.4 干吸塔 高效干燥吸收塔系統(tǒng)是塔填料支撐結(jié)構(gòu)，高高的塔填料，分為酸，除霧器元件和塔徑和操作氣 速和噴酸噴淋密度統(tǒng)一考慮，相互配合，產(chǎn)生高強(qiáng)度的塔的形成，滿足干燥浴

53、吸收效率的技術(shù)要求。 干吸塔的結(jié)構(gòu)基本相似，塔體為立式圓筒形結(jié)構(gòu)，鋼李寧耐酸磚。一般采用高鋁耐酸陶瓷填料 支承結(jié)構(gòu)，具有跨度大，酸性高鋁瓷棒束孔率高，有時(shí)高孔率的陶瓷球拱。 干燥塔一般采用抽屜式國產(chǎn)或進(jìn)口金屬絲網(wǎng)除沫器墊式除霧器。在高溫下，第一吸收塔酸，霧量大， 細(xì)顆粒的霧，在換熱設(shè)備的保護(hù)，除霧器的高性能纖維是第二吸收塔使排放要求也采用高性能纖維 除霧器。從生產(chǎn)和使用的影響，除霧效率是令人滿意的。 酸酸分配器直接影響空氣干燥和 SO3的吸收效果。陽極保護(hù)槽管式分酸器，每平方米超過 40 分酸點(diǎn)的研究和開發(fā)，大多數(shù)大型硫酸裝置這種酸干吸塔。的酸，減少管道埋在一個環(huán)形階梯嚴(yán)重 的材料和酸

54、的酸泵打主管和再分配的酸罐，從在降液管流出罐。罐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來保證每個槽酸度基 本相同點(diǎn)，且不會產(chǎn)生溢出等現(xiàn)象。完成在工廠酸生產(chǎn)，碾壓試驗(yàn)。采用陽極保護(hù)的槽管式分酸雖 然一次性投資分銷商，大但分布耐酸，，較長的使用壽命，酸效應(yīng)，并節(jié)約維修成本。塔的底部設(shè) 計(jì)一般分為盤底和平底兩方案。中國石化南京設(shè)計(jì)院與多個在優(yōu)勢的塔結(jié)構(gòu)的底部，根據(jù)大型干吸 塔具有干吸塔的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)了一個塔底出酸具有平底結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是在塔底部設(shè)計(jì)成為外平內(nèi)錐的結(jié) 構(gòu)，在中央的錐形底酸口的最低點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)與碟底結(jié)構(gòu)并不需要具體的平臺設(shè)計(jì)一個支撐腿的， 支持全塔重生產(chǎn)或停止，使塔底產(chǎn)物完全把甲酸。防止碎片塔到酸泵循環(huán)槽破碎一般的酸葉，

55、配有 防渦器。 3.5 空氣鼓風(fēng)機(jī) 風(fēng)機(jī)是硫磺制酸裝置的關(guān)鍵設(shè)備，包含整體的穩(wěn)定性和可靠性是由其運(yùn)行質(zhì)量直接影響的是設(shè) 備的驅(qū)動速度的重要保證。一個好的風(fēng)機(jī)，除了滿足條件，還必須具有良好的操作穩(wěn)定性和操作和 長期運(yùn)行的可靠性和噪聲低的能源消費(fèi)彈性，低。大型風(fēng)機(jī)主要是軸流式、離心式兩種結(jié)構(gòu)。 軸流風(fēng)機(jī)渦輪壓縮原理，稍高的線速度的風(fēng)扇葉片運(yùn)行效率低于離心式風(fēng)機(jī)，可以減少磨損， 也可以用靜葉角度來調(diào)節(jié)風(fēng)量。但這扇結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，施工成本高、配套。 在硫酸裝置 30-60 kPa總增壓風(fēng)機(jī)，離心泵一般采用國內(nèi)外。風(fēng)機(jī)功率消耗占大部分的硫酸裝 置的功耗。風(fēng)機(jī)是蒸汽驅(qū)動的兩種電驅(qū)動。有蒸

56、汽驅(qū)動的汽輪機(jī)背壓的直接驅(qū)動風(fēng)機(jī)的用途用于硫 酸器件中，壓的過熱蒸汽生產(chǎn)汽源堰。具有直接用于對介質(zhì)壓力的一種副產(chǎn)品部分蒸汽鼓風(fēng)機(jī)對其 它生產(chǎn)，設(shè)備的使用低壓蒸汽，燕及中壓蒸汽休息給發(fā)電，從而降低硫磺酸，電力負(fù)荷負(fù)荷、機(jī)組 加載。雖然燕蒸汽驅(qū)動的電動驅(qū)動部分投資高，但投資的總成本下降，經(jīng)濟(jì)性好。在操作上，采用 渦輪風(fēng)扇，啟動轉(zhuǎn)矩和啟動速度，在渦輪機(jī)直接風(fēng)扇是穩(wěn)定的，不需要齒輪箱，和速度可在較大范 圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)各種工藝負(fù)荷需要避免熱能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化然后將機(jī)械能轉(zhuǎn)換過程中的能量損 失可以通過在受到更大的沖擊造成電網(wǎng)啟動電流的電機(jī)驅(qū)動使用，避免。由于汽輪機(jī)在單位生產(chǎn)的 硫酸，在車難預(yù)熱和驅(qū)動需要

57、外部與蒸汽源的要求提供自己的風(fēng)機(jī)，為企業(yè)或以其他原因可以用特 殊的電風(fēng)扇驅(qū)動匹配無蒸汽源。 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 26 頁 3.6 循環(huán)吸泵 干吸塔酸循環(huán)泵具有流量大的特點(diǎn)，高功率、傳輸（H2SO4）和硫酸（98%）高溫，強(qiáng)腐蝕一般 單在線泵操作。在和酸循環(huán)泵的選型設(shè)計(jì)，根據(jù)工藝條件和材料的耐磨性和耐腐蝕性，和安全的原 則，節(jié)能，運(yùn)行一段時(shí)間確定。在工程采購，要求制造商必須濃硫酸泵的專業(yè)生產(chǎn)廠家，對泵的性 能和實(shí)際操作要求同一類型的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)。 3.7 廢熱鍋爐 余熱鍋爐是硫酸廠的重要設(shè)備之一，開車不順利硫酸廠最是因?yàn)殄仩t和鍋爐故障是硫酸廠的長 期安全運(yùn)行的先決條

58、件。硫磺制酸裝置余熱鍋爐有兩種形式，一是水管鍋爐，另一個是火管鍋爐， 這兩種形式的家用鍋爐是成熟可靠的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。國內(nèi)外大型硫磺制酸裝置一般采用的是火管鍋爐。 火管鍋爐具有流量均勻分布的許多優(yōu)點(diǎn)，氣滯留在該地區(qū)沒有爐，局部腐蝕不容易能承受在氣側(cè)壓 力較高，適應(yīng)性強(qiáng)，泄漏率降低負(fù)載的變化，操作簡單，安全可靠，功耗低，價(jià)格便宜，安裝工作 量小，耐火材料少，維護(hù)工作量小，易于清潔。 硫磺制酸裝置火管鍋爐設(shè)計(jì)的管板采用撓性管板，吸收火管熱膨脹，減少火管和管板角焊縫是 由一種特殊材料加以保護(hù)，以減少管板熱應(yīng)力的火管的兩側(cè)是由特殊套管保護(hù)，以免焊接和高溫爐 氣熱侵蝕火管與管板的焊接采用特殊形式的管道，以

59、保證焊接的可靠性。 單殼和雙單筒殼單鼓兩結(jié)構(gòu)余熱鍋爐。雙殼單滾筒結(jié)構(gòu)，占地面積稍大，成本高，煙氣平衡控制要 求高。在制造和運(yùn)輸條件允許的情況下，單殼單滾筒結(jié)構(gòu)的一般使用。 廢熱鍋爐型單一的鼓，鼓的立管與殼管的崛起是在外殼支撐。那圓筒是由鋼板焊接鋼底板沖壓 和頭。鼓含碳酸除沫器分離的目的。滾筒上裝有安全閥接口，一個上升的噴嘴擋板。鼓上有兩個當(dāng) 地的水位，還有一雙水位報(bào)警控制室水位顯示器接口，對水位傳感器接口，調(diào)整鍋爐汽包水位控制。 為了防止汽包水位過高，會影響蒸汽品質(zhì)，滾筒安裝在緊急排水管。圓柱殼火管三角配置，用于焊 接的管子與管板。為了防止高溫氣流管端成形的熱沖擊和磨損，在管端的嵌入式故障

60、質(zhì)量剛玉保護(hù) 套筒，套筒與柱管間隙填充高溫硅酸鋁纖維。同時(shí)，涂塑料減輕磷酸鋯管片溫度的管盤。以增強(qiáng)穩(wěn) 定在管運(yùn)行降低振動殼體置于兩，軸承鋼板。每一滴的噴嘴擋板防止水直接沖洗管。對高鋁磚耐火 層的前煙箱，保溫層采用粘土質(zhì)隔熱耐火磚。為膨脹吸收，前面的高鋁磚和板管耐火在膨脹節(jié)移交， 充滿煙箱于鋁硅酸鹽纖維填充辦公室了槽殼硅酸鋁纖維。李寧煙箱及耐火澆注料是抓輕量級預(yù)防的 指甲，損耗。 由于高硫的爐膛出口煙氣溫度調(diào)節(jié)器一種轉(zhuǎn)爐高溫側(cè)的線和高溫調(diào)節(jié)閥入口溫度應(yīng)內(nèi)襯，在實(shí) 際生產(chǎn)過程中容易損壞，硫爐出口與余熱鍋爐進(jìn)口的直接對接。同時(shí)，余熱鍋爐為一二段式設(shè)計(jì)， 變頻器進(jìn)口熱副線通過余熱鍋爐兩段導(dǎo)線，這種

61、熱副線管和閥門操作控制 700℃或普通不銹鋼管和 閥門的溫度可以減少。 3.8 過熱器和省煤器 高溫過熱器通常位于轉(zhuǎn)爐爐氣出口，由于氣體溫度通常超過 600℃，應(yīng)充分考慮熱應(yīng)力的影響。 在水平管內(nèi)襯結(jié)構(gòu)和不銹鋼的垂直支撐結(jié)構(gòu)的硫酸廠高溫過熱器。在高溫過熱器管水平懸浮李寧結(jié) 構(gòu)，進(jìn)、出口直接對接器，底部不設(shè)置固定支架。垂直支撐不銹鋼結(jié)構(gòu)的垂直煙道側(cè)蝕型殼高溫過 熱器為箱式結(jié)構(gòu)，材料為 0Cr18Ni9，煙氣流入側(cè)。本體包括殼體，高溫過熱器的過熱過熱管束， 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 26 頁 管束，噴水減溫器和支持。為蛇形螺旋翅片管受熱面過熱的支持結(jié)構(gòu)水平，蒸汽流量為進(jìn)步下的

62、熱 煙流。過熱器管在管板放置在外殼，自由膨脹。高溫過熱器入口前燕汽管道上設(shè)有噴水減溫器，用 來調(diào)節(jié)過熱蒸汽溫度，噴霧鍋爐給水。這種結(jié)構(gòu)的高溫過熱器安全可靠和小。 立式高溫過熱器低溫過熱器結(jié)構(gòu)，爐氣加熱面?zhèn)认蚯治g，螺旋翅片管強(qiáng)化傳熱的傳熱管。為了 減少土地占用，方便管布，可以在四以上的出口器中低溫過熱器、省煤器安裝。由于省煤器水入口 的金屬壁面溫度低，如露點(diǎn)腐蝕問題，使省煤器如何避免露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生直接相關(guān)的關(guān)鍵因素對硫 酸系統(tǒng)的成功。采用熱管技術(shù)可以使金屬壁溫高于焦?fàn)t煤氣露點(diǎn)溫度正常運(yùn)行時(shí)水的人口，防止露 點(diǎn)腐蝕，提高省煤器的安全性和可靠性。內(nèi)置換熱管熱管省煤器，解決了氣體的泄漏問題。在省煤

63、 器前第一吸收塔都必須使用熱管，為了節(jié)省在除了低溫省煤器前面第二吸收塔的投資必須在熱管的 應(yīng)用，高溫可以普通螺旋翅片管。 高和低的熱管和焊接溫度過熱器和省煤器，對 100%和 100%的超聲波探傷渦流探傷的要求。 第四章 硫酸的安全生產(chǎn) 4.1 硫酸工業(yè)中催化劑的重要作用 在很長一段時(shí)間內(nèi)硫酸工業(yè)是基于均相催化氧化硝化法生產(chǎn)。二氧化硫的非均相催化氧化法， 對第一個使用工業(yè)鉑催化劑，雖然它有很好的活動，但價(jià)格昂貴，而且容易中毒和硝化過程的競爭。 直到上世紀(jì)第二十年代初的釩催化劑，使接觸的方法發(fā)展迅速。釩催化劑具有低成本，高砷，硒和 其他有毒的能力比較強(qiáng)的鉑催化劑，使用壽命長。但在設(shè)計(jì)

64、的過程中，由于某些雜質(zhì)的存在在氣的 凈化過程并沒有完全消除，在很長一段時(shí)間的生產(chǎn)過程中，催化劑中毒現(xiàn)象。催化劑的中毒分為兩 種，一種是可逆的或臨時(shí)的中毒，另一個是可逆性或永久性中毒。 砷的主要有毒的釩催化劑，氟化物和粉塵。在二氧化硫轉(zhuǎn)化催化劑的過程中起著至關(guān)重要的作 用，一旦中毒的催化劑，反應(yīng)，都會受到影響，從而影響整個硫酸生產(chǎn)工藝。在爐氣系統(tǒng)的改造， 都或多或少地含有三氧化二砷和氟化氫和氟化硅，灰塵和其他雜質(zhì)。 釩催化劑的氟化氫的毒性主要是由于氟化氫和釩催化劑載體硅膠生產(chǎn)四氟化硅的反應(yīng)。這種反應(yīng)在 很大程度上破壞了催化劑載體，光催化劑重量，粉，是催化劑變成黑色，和多孔結(jié)構(gòu)，催化活性降 低

65、，熔點(diǎn)降低。同時(shí)氟化氫和氧化釩的可能反應(yīng)，生成氯化釩，釩氧化揮發(fā)損失，降低了催化劑的 活性。 毒四氟化硅催化劑上主要表現(xiàn)為氟硅在四水解。氣體中的水蒸氣含量較高，溫度越高，越有利 于水解反應(yīng)，對水合二氧化硅分解，從而形成二氧化硅殼白色在催化劑表面，嚴(yán)重時(shí)催化劑粘結(jié)成 塊，在活動性嚴(yán)重下降明顯增加。 三氧化二砷能做出迅速的催化劑中毒，主要是由于釩催化劑的吸附和氧化為三氧化二砷，五氧 化砷，和五氧化二砷積累在催化劑表面，覆蓋的表面活性增加，反應(yīng)組分的擴(kuò)散阻力，使催化劑活 性降低，主要是在 550C范圍內(nèi)，在同一在被發(fā)現(xiàn)時(shí)發(fā)生中毒現(xiàn)象，在高溫下，特別是在 500℃ 以上，V2O5 和 As2O

66、3可以生成 V2O5，氧化砷揮發(fā)物質(zhì)，V2O5，降低催化劑的活性。溫度越高，高 濃度 As2O3，V2O5 的波動性更大。 在硫酸生產(chǎn)過程中催化劑起著至關(guān)重要的作用，其活性水平，對硫酸生產(chǎn)的最終轉(zhuǎn)化率直接相 關(guān)，轉(zhuǎn)化率降低不僅降低了硫酸生產(chǎn)帶來的經(jīng)濟(jì)效益，及有毒氣體的排放（SO2）含量超標(biāo)，造成 環(huán)境污染。因此，我們必須加強(qiáng)凈化部分和干燥步驟，盡可能消除爐氣中的粉塵，砷，氟，水材料， 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 26 頁 氣體對催化劑活性的影響，從而降低了催化劑的中毒。及時(shí)檢查出口氣體成分確定催化劑。發(fā)現(xiàn)催 化劑老化嚴(yán)重或燒毀及時(shí)更換。 4.2 硫酸生產(chǎn)中可能存在的危害 在生產(chǎn)過程中時(shí)常會面對有毒，有害，有腐蝕性等氣體，且生產(chǎn)過程又是在高溫高壓，正壓或 負(fù)壓的狀態(tài)下進(jìn)行，在生產(chǎn)中使用的原料，中間產(chǎn)品的存在易燃，易爆，易中毒，易腐蝕等許多危 險(xiǎn)。因此，必須認(rèn)真做好整個過程中的安全生產(chǎn)的預(yù)防與保障工作。 硫酸生產(chǎn)中的危害主要有火災(zāi)爆炸、中毒、化學(xué)灼傷及機(jī)械事故等。 第一大類是中毒危險(xiǎn)，吸入或食入硫酸物會引起中毒。硫酸對皮膚及黏膜等組織有強(qiáng)烈的刺激 和腐