硫磺制酸焚硫工艺工段设计

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10万吨年硫酸生产工艺设计(硫磺制酸熔硫工序毕业设计

荆楚理工学院毕业设计本科毕业设计10万吨/年硫酸生产工艺设计（硫磺制酸熔硫工序）学院化工与药学院专业化学工程与工艺年级班别 2011级01班学号 2011402010107学生姓名指导教师危想平2015 年 5 月17 日目录前言 (1)1 文献综述 (1)1.1硫磺、硫化物及硫酸的性质 (2)1.1.1 化学性质 (2)1.1.2 物理性质 (3)1.2 硫酸的生产方法 (3)1.2.1 硝化法制造硫酸 (3)1.2.2 接触法制造硫酸 (4)1.3 硫酸生产工艺流程叙述 (5)气体的制取 (5)1.3.1 SO21.3.2 炉气的净化 (6)气体的转化 (6)1.3.3 SO2气体的吸收 (6)1.3.4SO31.3.5尾气的处理 (7)1.4 硫酸的用途 (7)1.4.1 硫酸的工业用途 (7)1.4.2 硫酸的农业用途 (8)2 物料平衡计算 (8)2.1 设计要求 (9)2.2 熔硫部分的物料衡算 (9)2.3熔硫工段的能量衡算 (9)3 主要设备 (10)3.1熔硫釜 (11)3.2焚硫炉 (11)3.3 转化器 (13)3.4 干吸塔 (14)3.5 空气鼓风机 (14)3.6 循环吸泵 (15)3.7 废热锅炉 (15)3.8 过热器和省煤器 (16)4 硫酸的安全生产 (16)4.1 硫酸工业中催化剂的重要作用 (17)4.2 硫酸生产中可能存在的危害 (17)4.3 我国硫酸工业技术概况 (18)4.4安全防护措施及防护用具 (18)4.5环境保护与治理建议 (18)设计小结 (19)参考文献 (20)致谢 (21)10万吨/年硫酸生产工艺设计（硫磺制酸熔硫工序）摘要硫酸作为工业之母，至今还发挥着重要作用。

采用硫磺制硫酸有利于保护环境建清洁文明工厂，且装置上投资为原来的50%，具有很大的经济效益。

硫酸生产工艺主要由五部分组成，包括二氧化硫气体的制取，炉气的净化，二氧化硫气体的转化，三氧化硫气体的吸收以及尾气的处理。

300kta硫磺制酸装置焚硫转化工段焚硫炉工艺设计

下同)，硫铁矿制酸的产量约18000kt；t 2006年全球硫铁矿产量降至5730kt，仅为所有形态硫总生产量的8.4%[2]。
我国的硫酸工业起始于19世纪70年代，当时产量很少。新中国建立后，尤其是20世纪80年代以后，硫酸工业获得了快速地发展[6]。随着中国高浓度磷复肥和有色金属的发展，硫酸产量迅速增加。2002年硫酸产量突破3000万吨，达到3051. 9万吨[5]。
综上，我们看以看到，硫酸工业自诞生以来，其规模就一直快速发展。21世纪的这十年中，特别是我国的硫酸工业更是发展迅速，硫酸产量不断提高。随着全球对硫酸需求量的不断增加，硫酸产品会有更广的市场前景。
1.4
正如上一节所提到的，随着我国际硫磺价格的下降和硫磺回收量的增加，硫磺制酸在硫酸产量中所占的比例也越来越大。特别是我国，硫磺回收和硫磺制酸发展迅速，2010年我国硫磺回收产能在4000~5000kt/a，产量为2870kt[7]。同时硫磺制酸还有原料清洁，不产生矿渣或酸性污水，气体SO2浓度较高，制酸工艺简单和气体流程简单等优点[8]。
生产硫酸的原料以硫磺为主，冶炼烟气次之，两者共占所用原料总量的90%以上，而使用硫铁矿制酸在逐年减少[2]。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%。1995年，以硫铁矿为原料的硫酸产量为20000kt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%[3-4]；1998年全球硫铁矿产量6270kt(折100%硫，
关于各种循环流程工艺的详细讲解请参照相关文献[15]。南化公司硫磺制酸装置采用的是三塔两槽循环流程，其中干燥塔单独一槽，两个吸收塔共槽。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1.4.5
在硫磺制酸过程中，从硫磺燃烧生产二氧化硫、二氧化硫催化氧化生成三氧化硫到三氧化硫吸收生成硫酸，每一步反应都是放热的，总得反应热约500kJ/mol硫酸。除装置散热、平排气等损失外，其余热量理论上均可回收利用。回收的热量中焚硫和转换部分的高温废热约占60%，干吸部分的低温废热约占40%[16]。

年产20万吨硫磺制酸工艺设计

年产20万吨硫磺制酸工艺设计目录1.1.1设计规模设计规模:20万吨/年1.1.2 产品及规格:原料: 硫磺规格: 含水:0.24% 灰分:0.72%产品：98%的浓硫酸规格：产品质量标准执行中华人民共和国工业硫酸标准（GB / T 534-2002）一等品规格，硫酸质量符合下表要求。

表1.1 硫酸质量指标表指标名称浓硫酸1 硫酸（H2so4）≥98.02 灰粉%≤0.033 铁（Fe）含量≤0.014 砷(As)含量%≤0.0055 透明度mm≥506 色度ml≤ 2.01.1.3 硫酸的性质及基本用途硫酸纯品为无色油状液体。

工业品因含杂质而呈黄、棕等色。

密度(液态)1.831g/cm3。

凝固点10.36。

沸点(330±0.5)℃。

98.3％的硫酸水溶液为恒沸混合物，沸点339℃。

一种活泼的二元无机强酸。

能与许多金属、金属氧化物或其他酸的盐类反应生成硫酸盐。

浓硫酸具有强烈的脱水作用和氧化性。

能使木材、纸张、棉麻织物等强烈脱水而炭化。

与水混合反应激烈，放出大量热。

用水稀释时应在不断搅拌下将硫酸缓缓注入水中，切勿将水注入酸中造成溅酸伤人。

低于76％的硫酸与金属反应放出氢气。

生产方法有接触法和硝化法。

主要用于生产磷酸，磷肥，各种硫酸盐，二氧化钛(硫酸法)，洗涤剂，染料，药物，合成纤维等。

也可用作搪瓷、金属的酸洗剂，有机合成的磺化剂和脱水剂，以及用于金属冶炼，石油精制和电子工业等。

用工业硫酸在石英设备中蒸馏提纯，或以去离子水吸收三氧化硫制成纯品，再经微孔过滤膜进行超净过滤而得半导体及硫酸。

超净高纯试剂。

是半导体工业用量最大的化学品。

一般和过氧化氢一起用于除去晶体上已完成屏蔽作用的光刻胶，或作腐蚀剂。

还可用作电子产品的清洗剂和腐蚀剂。

用纯净水吸收洁净三氧化硫气体制得蓄电池硫酸。

也可用蒸馏法、吹出法对工业硫酸提纯制得。

用作铅酸蓄电池中的电解液和电镀等。

1.1.4 我国硫酸工业的发展状况【1】我国硫磺制酸工业随着国民经济的发展得到了快速发展。

硫磺制酸(30万吨)和硫铁矿制酸(35万吨)工艺流程图及说明

硫磺制酸(30万吨)和硫铁矿制酸(35万吨)工艺流程图及说明硫磺制酸（30万吨/年）生产线工艺流程说明：硫磺制酸生产原理：①硫磺燃烧生成SO2，其反应为：S + O2→SO2②SO2 经“转化”和“吸收”可得硫酸，一般用98.3%的浓硫酸吸收SO3 制硫酸，其反应为：2SO2 + O2→ 2SO3SO3 + H2O →H2SO4（1）熔硫工段原料硫磺室内储存，由带式输送机送入快速熔硫槽内熔融，加热介质为低压蒸汽，生成的粗制液硫经预涂槽、预涂槽泵送入叶片式液硫过滤器制取精制液硫并贮入地下精硫槽，再由液硫输送泵输入液硫贮罐储存，由精硫泵送至焚硫炉内的雾化磺枪。

（2）焚硫和SO2转化工段液硫由精硫泵加压后经硫磺喷枪机械雾化而喷入焚硫炉，空气经干燥塔干燥并经空气鼓风机加压后与液硫一起燃烧，出焚硫炉的是含10~10.5%SO2、1000～1050℃左右的高温炉气，该高温炉气首先进入余热锅炉回收热量，温度降至425℃再进入转化器的第一段触媒层进行转化。

经反应后，温度升至约600~610℃进入高温过热器回收热量，高温过热器换热后温度降至440℃的炉气进入转化器第二段触媒层进行催化反应，转化器后的温度510℃左右的烟气进入第二热交换器（II换）的管程空间，与来自第一吸收塔经过第三热交换器（III换）预热的SO2气体进行换热，温度降至440℃后进入转化器三段触媒层继续转化，转化后的烟气温度约在457℃左右，进入III换管程空间，与来自一吸塔出口含SO2的工艺烟气换热，降至240℃后进入第一省煤器与余热锅炉给水进行换热，再继续降温至165℃后进入第一吸收塔进SO3吸收，以上的工艺为SO2气体的第一次转化。

完成了第一次转化和吸收的含SO3的工艺烟气，进入转化器四段触媒层继续进行转化，但需要依次进入III换、II换的管程空间进行换热并升温至430℃进入转化器第四段触媒层进行第二次转化，至此，SO2的最终转化率可达到99.8%。

硫磺制酸装置焚硫转化工艺和设备设计要则

由于采用板框式液硫过滤器，硫磺中的固体颗粒基
本在液硫过滤器中除去，以再设炉气过滤器的已所不多。大型装置多不设置炉气过滤器。
２关于三段出口气体的换热、
对第三段催化剂层出口的气体，也有在第一吸收塔前设置ＳＯ冷却器的流程，即利用冷热换热器得到回收。其缺点是由于提高了进焚硫炉的空气温
１１典型的工艺流程．
硫磺制酸工艺目前已趋成熟，各装置中焚硫转
化工序的流程也相差不大，１图为硫磺制酸装置焚
硫转化工序典型的工艺流程。
层转化，反应后的高温气体进入高温过热器回收热
量，降温后的炉气进入转化器第二段催化剂层转化，
空气鼓风机的布置有两种：一种是布置在干燥塔上游，即塔前流程，风机进口为湿空气，它对鼓风
硫磷设计与粉体工程ＳＰ＆ＢＨＲＬＤＥＧＮＥＩＧＭＥＡ＇ＮＩＥＲＮＩＥ
２ｏ第１０７年期
图１硫磺制酸装置焚硫转化工序典型的工艺流程示意
器和省煤器降温后进入第一吸收塔。在第一吸收塔，气体中的ｓＯ被吸收，再通过塔顶除雾器除去酸雾后，依次经过冷热换热器和热热换热器与催化剂层第三段、二段出口的高温气体第
它对鼓风机耐腐蚀要求较高，气量比塔前流程大，相
应的干燥塔直径稍大。塔后流程的优点是鼓风机的压缩热带入焚硫炉，可多产蒸汽，同时可减少干燥塔
环境的影响等问题，对大型装置尤需加倍重视。笔
者通过几项大型硫磺制酸装置的设计和建设，对焚
硫转化工序工艺和设备的设计要则提出见解，供同

年产30万吨硫磺制硫酸工艺设计

年产30万吨硫磺制硫酸工艺设计第一章综述1.1物质的性质1.1.1硫磺的性质硫磺一般呈块状或粉末状，浅黄色，带杂质者为灰绿色。

条痕黄白色，脂肪光泽，晶体透明或半透明。

硬度1.2，不完全解离，性脆。

硫磺的比重2.05-2.09。

摩擦生负电，易溶（180℃），燃烧时生淡蓝色火焰，并放出SO2气体。

硫磺外观为淡黄色脆性结晶或粉末，有特殊臭味。

分子量为32.06，蒸汽压是0.13KPa，闪点为207℃，熔点为119℃，沸点为444.6℃，相对密度为2.0。

硫磺不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳。

作为易燃固体，硫磺主要用于制造染料、农药、火柴、橡胶、人造丝等。

1.1.2稀硫酸化学性质（1）可与多数金属（比铜活泼）氧化物反应，生成相应的硫酸盐和水；（2）可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应，生成相应的硫酸盐和弱酸；（3）可与碱反应生成相应的硫酸盐和水；（4）可与氢前金属在一定条件下反应，生成相应的硫酸盐和氢气；（5）加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解。

（6）强电解质,在水中发生电离H2SO4=2H+ + SO41.1.3浓硫酸的性质脱水性⑴就硫酸而言，脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。

⑵脱水性是浓硫酸的化学特性，物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程，反应时，浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比（2∶1）夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。

⑶可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成了黑色的炭（炭化）。

浓硫酸如C12H22O11=12C + 11H2O(4)黑面包反应在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀。

然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。

观察实验现象，可以看到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭。

强氧化性⑴跟金属反应①常温下，浓硫酸能使铁、铝等金属钝化；②加热时，浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成SO2Cu + 2H2SO4(浓) =加热)=CuSO4+ SO2↑+ 2H2O2Fe + 6H2SO4(浓) = Fe2(SO4)3+ 3SO2↑ + 6H2O在上述反应中，硫酸表现出了强氧化性和酸性。

硫磺为原料制硫酸工艺流程

硫磺为原料生产硫酸工艺设计人：赵东波学号：********原料:硫磺完成时间：2012年4月一．硫磺制硫酸工艺以硫磺为原料制硫酸，其炉气无需净化，经适当降温后便可进入转化工段，转化后经吸收即可成酸。

该流程无废渣、污水排出，流程简单，成本低。

二．硫磺制酸工艺流程以硫磺制酸工艺流程主要有：原料预处理、熔硫、焚硫及转化、干燥及成品。

硫磺制酸工艺流程说明（1）原料工段固体硫磺由火车运至硫磺仓库，采用人工上料方式，通过一大倾角胶带式输送机将硫磺输送至快速熔硫槽加料口处。

（2）熔硫工段来自原料工段的固体散装硫磺由胶带输送机送入快速熔硫槽内熔化，经熔化后的熔融液硫自溢流口自流至过滤槽中，由过滤泵送入带助滤剂预涂层的液硫过滤器内过滤后流入液硫中间槽内，再由液硫输送泵输送到液硫贮罐内，液硫由液硫贮罐经精硫泵（屏蔽泵）送到焚硫转化工段的焚硫炉内燃烧。

快速熔硫槽、助滤槽、液硫贮罐、精硫槽等内均设有蒸汽加热管，用0.5～0.6MPa蒸汽间接加热，使硫磺保持熔融状态。

助滤槽内设有助滤泵将助滤剂硅藻土预涂到液硫过滤器上。

（3）焚硫及转化工段液硫由精硫泵加压经磺枪机械雾化而喷入焚硫炉焚烧，硫磺燃烧所需的空气经空气过滤器过滤后，再经空气鼓风机加压、干燥塔干燥后送入焚硫炉。

（4）干吸及成品工段空气鼓风机设在干燥塔上游，即硫磺焚烧及转化所需空气经过滤器过滤、鼓风机加压后进入干燥塔塔底，用98％硫酸吸收掉空气中的水分使出塔干燥空气中水分0.1g/Nm3，经塔顶除雾器除去酸雾后的干燥空气进入焚硫炉。

从干燥塔出来的浓度约97.8%的硫酸流入干吸塔循环槽中，与来自第一吸收塔的吸收酸混合后，经干燥塔酸循环泵加压后送入干燥塔酸冷却器中，经冷却至约70℃后送到塔顶进行喷淋。

由转化器第三段出口的气体经冷热换热器和省煤器II回收热量、温度降为172℃后一部分进入第一吸收塔塔底，塔顶用来温度75℃、浓度为98.0％的硫酸喷淋，吸收气体中SO3后的酸自塔底流出进入干吸塔循环槽中，与来自干燥塔的干燥酸进行混合并用工艺水调节循环酸浓度至98％后，再由一吸塔酸循环泵依次送入一吸塔酸冷却器冷却后，送至一吸塔塔顶进行喷淋。

硫磺制酸焚硫工艺工段设计

JISHOU UNIVERSITY专业课课程设计题目名称 200kt/a硫磺制酸焚硫工段的工艺设计学生姓名谭振华学号 20104064014 学院化学化工学院专业年级 10级化工1班指导教师熊绍锋职称副教授填写时间 2013年2月—2013年3月化工原理课程设计任务书(一)设计题目200kta硫磺制酸焚硫工段的工艺设计设计（论文）的主要任务及目标设计的主要任务：根据毕业设计课题要求，结合设计条件，主要完成200kt/a 硫磺制酸装置设计说明书、气体流量及组成计算、液体流量及组成计算、气体热量计算、循环酸温计算、主要设备尺寸核算、主要管道尺寸核算。

设计目标：采用先进成熟的工艺设备，节能措施和环保措施，达到高效、节能、环保的要求，取得好的经济效益。

设计（论文）的基本要求和内容硫磺制酸装置的物料衡算和热量衡算，及主要设备的尺寸计算、定型型号的选择，原辅材料的消耗计算，和带工艺控制点的工艺流程图和设备装备图的绘制，设计说明书的编制。

(二)设计任务及操作条件设计任务(1)以硫磺味原料，含S量为S≥99.5%。

(2) 硫磺燃烧率为100%。

(3)年产纯硫酸200kt操作条件(1)硫磺以液态形式进入焚硫炉。

(2)控制鼓风机速率。

(3)控制焚硫炉内的温度。

设备型式喷硫枪，卧式焚硫炉设备工作日：每年333天，每天24小时连续运行，约8000小时。

（三）设计内容1）．设计说明书的内容1)焚硫炉的物料衡算；2)喷硫枪和鼓风机的速率确定；3)焚硫炉工艺条件及有关物性数据的计算；4)焚硫炉炉体工艺尺寸计算；5) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。

2、设计图纸要求：1) 绘制生产工艺流程图（A2号图纸）；2) 绘制焚硫炉设计条件图（A2号图纸）。

（四）参考资料1．物性数据的计算与图表2．化工工艺设计手册3．化工过程及设备设计4．化学工程手册5．化工原理1、总论 (6)1.1概述 (6)1.1.1项目名称 (6)1.1.2设计概况 (6)1.2可研的简要综合结论 (6)1.3硫酸几种不同的生产工艺 (8)1.3.1以硫磺为原料 (8)1.3.2以硫铁矿含伴生硫铁矿为原料 (9)1.3.3冶炼烟气和其它原料 (9)1.4 硫酸的性质 (9)1.4.1相对密度 (10)1.4.2硫酸的结晶温度 (10)1.4.3硫酸的热容、热焓 (11)1.4.4硫酸的沸点蒸气压和蒸气组成 (11)1.4.5硫酸的粘度 (12)第二章工艺部分 (13)2.1二氧化硫转化反应的基本原理 (13)2.2二氧化硫转化三氧化硫工艺操作条件选择和选定理由 (14)2.2.1转化反应的温度 (14)2.2.2转化反应的进气浓度 (17)2.2.3转化器的通气量 (19)2.3工艺参数确定 (19)2.4 工艺技术方案 (21)2.4.1国内外工艺技术概况 (21)2.4.2 工艺技术方案的选择 (22)2.5工艺设计部分 (23)2.5.1快速熔硫与液硫过滤工段 (23)2.5.2转化工段 (24)2.5.3吸收工段 (25)2.5.3.1吸收流程配置的方式 (26)2.5.3.2吸收工段的流程 (26)2.5.3.3吸收工段主要工艺指标分析 (27)2.5.4废热回收工艺 (27)2.5.5关于低温位热能回收工艺 (28)2.6 原材料、辅助材料和动力消耗定额 (29)2.7市场需求预测 (30)2.7.1 国内外近期、远期需求量预测 (30)第三章物料衡算 (31)3.1设计要求 (31)3.2焚硫炉主体计算 (31)3.2.1硫磺焚烧的物料衡算 (31)3.2.2气体流量及组成计算 (32)3.3 气体热量衡算 (34)3.3.1焚硫炉出口炉气温度计算 (34)3.3.2 余热锅炉移走热量 (35)3.3.3空气预热器空气升温计算 (35)3.4主要设备核算 (36)3.4.1 焚硫炉 (36)3.4.2管道直径核算 (37)第四章主要设备 (38)4.1焚硫炉 (38)4.2 转化器 (38)4.3干吸塔 (40)4.4 循环吸泵 (41)4.5气体换热器 (41)4.6 空气鼓风机 (44)4.7废热锅炉 (45)第五章设计总结 (47)1、总论1.1概述1.1.1项目名称（1）项目名称：200Kt/a硫磺制酸工程1.1.2设计概况（1）大力加强工艺流程与设备配套开发的工作，在充分吸取国内外科技成果的基础上，通过设计方案的比较和选择，提高装置的技术水平，完全实现设备国产化，以节约工程建设投资。

25万吨硫磺制酸工艺设计

250Kt/a硫磺制酸装置工艺设计设计者：xxx学号：xxx班级：xxxx指导老师：xxx2009年5月16日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：250KT/a 硫磺制酸装置工艺设计函授站： xxxxxx 专业：化学工程与工艺班级：xxxxxx 学生姓名：xxxxx指导教师（含职称）xxxx1．设计（论文）的主要任务及目标设计的主要任务：根据毕业设计课题要求，结合设计条件，主要完成250KT/a硫磺制酸装置设计说明书、气体流量及组成计算、液体流量及组成计算、气体热量计算、循环酸温计算、主要设备尺寸核算、主要管道尺寸核算。

设计目标：采用先进成熟的工艺设备，节能措施和环保措施，达到高效、节能、环保的要求，取得好的经济效益。

2．设计（论文）的基本要求和内容硫磺制酸装置的物料衡算和热量衡算，及主要设备的尺寸计算、定型型号的选择，原辅材料的消耗计算，和带工艺控制点的工艺流程图和设备装备图的绘制，设计说明书的编制。

3．主要参考文献（1）南京化学工业（集团）公司设计院编写、化工部硫酸工业信息站出版的《硫酸工艺设计手册之工艺计算篇》；（2）南京化学工业（集团）公司设计院编写、化工部硫酸工业信息站出版的《硫酸工艺设计手册之物化数据篇》；（3）南化公司设计院一室供稿、南化公司研究院《硫酸工业》编辑部编印的《接触法硫酸工艺设计常用参考资料选编之试用稿第三分册》；（4）汤桂华主编，《化肥工学丛书、硫酸》，化学工业出版社出版发行。

4．进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期1 设计安排查询资料和参观考察2009年1-2月份2 设计实施阶段2009年3月1日-25日3 设计中期检查209年3月28日4 设计完善阶段2009年4月1日-5月15日5 设计毕业答辩2009年5月16日设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的设计是本人独立完成，设计中有关资料和数据是实事求是的。

尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本设计不包含其他人已经发表或撰写的成果。

年产30万吨硫磺制硫酸工艺设计定稿（可编辑）

年产30万吨硫磺制硫酸工艺设计定稿毕业设计论文化工系题目年产30万吨硫磺制硫酸工艺设计专业 XXXX班级 XXXX姓名 XXXX学号 XXXX 指导教师 XXXX 完成日期 XXXX第一章综述11物质的性质111硫磺的性质硫磺一般呈块状或粉末状浅黄色带杂质者为灰绿色条痕黄白色脂肪光泽晶体透明或半透明硬度12不完全解离性脆硫磺的比重205-209摩擦生负电易溶180℃燃烧时生淡蓝色火焰并放出SO2气体硫磺外观为淡黄色脆性结晶或粉末有特殊臭味分子量为3206蒸汽压是013KPa闪点为207℃熔点为119℃沸点为4446℃相对密度为20硫磺不溶于水微溶于乙醇醚易溶于二硫化碳作为易燃固体硫磺主要用于制造染料农药火柴橡胶人造丝等112稀硫酸化学性质1可与多数金属比铜活泼氧化物反应生成相应的硫酸盐和水2可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应生成相应的硫酸盐和弱酸3可与碱反应生成相应的硫酸盐和水4可与氢前金属在一定条件下反应生成相应的硫酸盐和氢气5加热条件下可催化蛋白质二糖和多糖的水解6强电解质在水中发生电离H2SO42H SO4 2-113浓硫酸的性质脱水性⑴就硫酸而言脱水性是浓硫酸的性质而非稀硫酸的性质即浓硫酸有脱水性且脱水性很强⑵脱水性是浓硫酸的化学特性物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程反应时浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比2∶1夺取被脱水物中的氢原子和氧原子⑶可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢氧元素的有机物其中蔗糖木屑纸屑和棉花等物质中的有机物被脱水后生成了黑色的炭炭化浓硫酸如C12H22O1112C 11H2O4黑面包反应在200mL烧杯中放入20g蔗糖加入几滴水搅拌均匀然后再加入15mL质量分数为98的浓硫酸迅速搅拌观察实验现象可以看到蔗糖逐渐变黑体积膨胀形成疏松多孔的海绵状的炭强氧化性⑴跟金属反应①常温下浓硫酸能使铁铝等金属钝化②加热时浓硫酸可以与除金铂之外的所有金属反应生成高价金属硫酸盐本身一般被还原成SO2Cu 2H2SO4浓加热CuSO4 SO2↑ 2H2O2Fe 6H2SO4浓 Fe2SO43 3SO2↑ 6H2O在上述反应中硫酸表现出了强氧化性和酸性⑵跟非金属反应热的浓硫酸可将碳硫磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸本身被还原为SO2在这类反应中浓硫酸只表现出氧化性C 2H2SO4浓加热 CO2↑ 2SO2↑ 2H2OS 2H2SO4浓 3SO2↑ 2H2O2P 5H2SO4浓 2H3PO4 5SO2↑ 2H2O⑶跟其他还原性物质反应浓硫酸具有强氧化性实验室制取H2SHBrHI等还原性气体不能选用浓硫酸H2S H2SO4浓 S↓ SO2↑ 2H2O2HBr H2SO4浓 Br2↑ SO2↑ 2H2O2HI H2SO4浓 I2↑ SO2↑ 2H2O难挥发性高沸点制氯化氢硝酸等原理利用难挥发性酸制易挥发性酸如用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体NaCl固H2SO4浓NaHSO4HCl↑常温2NaCl固H2SO4浓Na2SO42HCl↑加热Na2SO3H2SO4Na2SO4H2OSO2↑再如利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气体酸性制化肥如氮肥磷肥等2NH3H2SO4NH42SO4Ca3PO422H2SO42CaSO4CaH2PO42稳定性浓硫酸亚硫酸盐反应Na2SO3H2SO4Na2SO4H2OSO2↑113稀硫酸化学性质1可与多数金属比铜活泼氧化物反应生成相应的硫酸盐和水2可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应生成相应的硫酸盐和弱酸3可与碱反应生成相应的硫酸盐和水4可与氢前金属在一定条件下反应生成相应的硫酸盐和氢气5加热条件下可催化蛋白质二糖和多糖的水解6强电解质在水中发生电离H2SO42H SO4 2-12硫酸的用途1用于肥料的生产硫酸铵俗称硫铵或肥田粉和过磷酸钙俗称过磷酸石灰或普钙这两种化肥的生产都要消耗大量的硫酸2NH3H2SO4 NH42SO4每生产一吨硫酸铵就要消耗硫酸折合成100计算760kg每生产一吨过磷酸钙就要消耗硫酸360kg2用于农药的生产许多农药都要以硫酸为原料如硫酸铜硫酸锌可作植物的杀菌剂硫酸铊可作杀鼠剂硫酸亚铁硫酸铜可作除莠剂最普通的杀虫剂如1059乳剂45和1605乳剂45的生产都需用硫酸前者每生产1t需消耗20发烟硫酸14t后者每生产1t需消耗硫酸36kg为大家所熟悉的滴滴涕每生产1t需要20发烟硫酸12t3用于冶金工业和金属加工在冶金工业部门特别是有色金属的生产过程需要使用硫酸4用于石油工业汽油润滑油等石油产品的生产过程中都需要浓硫酸精炼以除去其中的含硫化合物和不饱和碳氢化合物每吨原油精炼需要硫酸约24kg 每吨柴油精炼需要硫酸约31kg石油工业所使用的活性白土的制备也消耗不少硫酸5在浓缩硝酸中以浓硫酸为脱水剂氯碱工业中以浓硫酸来干燥氯气氯化氢气等无机盐工业中如冰晶石Na3AlF6硼砂Na2B4O710H2O磷酸三钠Na3PO4磷酸氢二钠Na2HPO4硫酸铅PbSO4硫酸锌硫酸铜硫酸亚铁以及其他硫酸盐的制备都要用硫酸许多无机酸如磷酸硼酸铬酸H2CrO4有时也指CrO3氢氟酸氯磺酸ClSO3H 有机酸如草酸[COOH2]醋酸CH3COOH等的制备也常需要硫酸作原料此外炼焦化学工业用硫酸来同焦炉气中的氨起作用副产硫酸铵电镀业制革业颜料工业橡胶工业造纸工业油漆工业有机溶剂的制备工业炸药和铅蓄电池制造业等等都消耗相当数量的硫酸6用于化学纤维的生产为人民所熟悉的粘胶丝它需要使用硫酸硫酸锌硫酸钠的混合液作为粘胶抽丝的凝固浴每生产1t粘胶纤维需要消耗硫酸12t15t 每生产1t维尼龙短纤维就要消耗98硫酸230kg每生产1t卡普纶单体需要用16t20发烟硫酸此外在尼龙醋酸纤维聚丙烯腈纤维等化学纤维生产中也使用相当数量的硫酸7用于化学纤维以外的高分子化合物生产塑料等高分子化合物在国民经济中越来越占有重要的地位每生产1t环氧树脂需用硫酸268t号称塑料王的聚四氟乙烯每生产1t需用硫酸132t有机硅树胶硅油丁苯橡胶及丁腈橡胶等的生产也都要使用硫酸8用于染料工业几乎没有一种染料或其中间体的制备不需使用硫酸偶氮染料中间体的制备需要进行磺化反应苯胺染料中间体的制备需要进行硝化反应两者都需使用大量浓硫酸或发烟硫酸所以有些染料厂就设有硫酸车间以配合需要9用于日用品的生产生产合成洗涤剂需要用发烟硫酸和浓硫酸塑料的增塑剂如苯二甲酸酐和苯二甲酸酯赛璐珞制品所需的原料硝化棉都需要硫酸来制备玻璃纸羊皮纸的制造也需要使用硫酸此外纺织印染工业搪瓷工业小五金工业肥皂工业人造香料工业等生产部门也都需要使用硫酸10用于制药工业磺胺药物的制备过程中的磺化反应强力杀菌剂呋喃西林的制备过程中的硝化反应都需用硫酸此外许多抗生素的制备常用药物如阿斯匹林咖啡因维生素B2B12及维生素C某些激素异烟肼红汞糖精等的制备无不需用硫酸11与原子能工业及火箭技术的关系原子反应堆用的核燃料的生产反应堆用的钛铝等合金材料的制备以及用于制造火箭超声速喷气飞机和人造卫星的材料的钛合金都和硫酸有直接或间接的关系从硼砂制备硼烷的过程需要多量硫酸硼烷的衍生物是最重要的一种高能燃料硼烷又用做制备硼氢化铀用来分离铀235的一种原料由此可见硫酸与国防工业和尖端科学技术都有着密切的关系13硫酸生产的工艺比较目前硫酸生产的主要方法有硫磺制酸硫铁矿制酸冶炼烟气制酸及其他制酸四种生产方法下面对硫磺制酸和硫铁矿制酸两种制酸方法进行工艺比较突出硫磺制硫酸的工艺和理性131 硫磺与硫铁矿的工艺比较采用矿石制酸工艺若装置生产能力为年产15万t硫酸矿石经提取矿中有效成分硫元素后产出的大量矿渣部分处理到钢铁厂作为炼铁原料大部分作为水泥厂生产中的添加料以调整水泥原料成分增加水泥强度矿石制酸工艺存在的最大问题是对环境污染大大量的污水粉尘及矿渣严重影响着周围环境另外操作环境恶劣操作强度高同时能耗也高环保费用无法承受而在人们对环境质量要求越来越高政府对环境整治决心越来越大的现状下上硫厂的硫酸生产到了非采取行动不可的时候了是保留原生产工艺矿石制酸而加大环保治理投入还是选择从工艺流程上改进措施从根本上解决问题经过认真深入的分析研究最终上硫厂选择了工艺改进的方案由矿石制酸改为硫磺制酸工艺即以液体硫磺为原料来生产硫酸从根本上解决了矿石制酸生产时产出的大量污水粉尘矿渣对环境的污染问题使上硫厂从沉重的环保困境中得以解脱使生产经营步入良性循环硫磺制酸与矿石制酸工艺比较1减少工序消除污染源硫磺制酸工艺少了粉碎水洗净化两道复杂的工序同时也消除了大量污染源粉尘污水矿渣2能源消耗下降1 工艺过程改进后动力设备投用量大幅减少动力消耗明显下降矿石制酸电耗为110 kWht 硫磺制酸为70 kWht 下降了36 深井水用量从100 万 ta 下降到20万 ta2 硫磺制酸工艺能源利用更加合理硫磺炉出口的1000℃温度的二氧化硫气体经中压锅炉过热器省煤器充分利用热量后二氧化硫气体降温至420℃进入转化器3 生产场地缩小为企业提供了发展空间由于工艺过程改进后工艺路线大幅缩短生产用地大幅缩小现生产装置占地仅不到原装置的十分之一且节省了大量矿料和矿渣堆场这对企业的发展和充分利用土地资源极为重要4 工艺改造前后的效果表 1-1 矿石工艺与硫磺工艺比较悬浮物吨年砷吨年氟吨年污水量万吨年排污费万元年矿石工艺670 101 12 430 87硫磺工艺116 0 0 168 27 综上所述硫磺制酸工艺相对矿石制酸工艺有许多的改进之处它是一条清洁生产的工艺更节能环保只有这样的生产工艺才能使化工企业生存和发展得更好走好可持续发展之路利国利民132冶炼烟气冶炼烟气制酸前冶炼烟气收尘需用收尘用的电除尘器电除尘器内部结构较复杂体积较大需要较高的能耗且需定期的维护保养增加了设备费用表1-2各种制酸方法消耗定额的比较消耗定额硫磺法硫铁矿法冶炼烟气法硫磺S995tt 0333硫铁矿含硫35tt 0957电kw h t-1 5506 9396 12612综上所述硫铁矿制酸生产工艺复杂管理要求高操作环境差及需要处理大量的固体和液体废物此工艺存在一定的局限性因此本设计采用硫磺制硫酸第二章硫磺制硫酸的工艺流程与操作指标21 原料及反应原理211原料硫磺制硫酸的主要原料为硫磺氧气其主要原料及规格见表2-1表2-1硫磺的成分及其含量含S ≥985含灰分≤04酸度以H2SO4 ≤003含As ≤005含有机物≤080含水分≤100机械杂质无表2-2 空气成分氮气079氧气021212 反应原理将硫磺经熔融焚烧产生二氧化硫气体经废热锅炉过滤器再通入空气氧化转化成三氧化硫再经冷却酸吸收制得成品硫酸其反应方程式如下 SO2SO2Q2SO2O22SO3QSO3H2OH2SO4Q22 工艺流程1鼓风机 2透平 3干燥塔 4最终吸收塔 5 硫酸循环槽 6烟囱 7中间吸收塔8发烟硫酸吸收塔 9发烟硫酸泵槽 10 SO3蒸发器 11冷却器 12发烟硫酸循环罐13发烟硫酸循环罐 14液态SO3 储罐 15皮带机 16熔硫槽 17熔硫储槽18过滤器19液硫储槽 20焚硫炉 21废热锅炉 22汽包 23过热器 24转化器 25热换热器 26冷换热器27最终省煤器 28中间省煤器 29硫酸储罐 30发烟硫酸储罐31发烟硫酸储罐221熔硫过滤及液硫储存工序1 流程描述原料固体硫磺通过带有称重设施的皮带机送至熔硫槽在皮带机上将石灰加入固体硫磺中中和硫磺中可能存在的酸性物质液体硫磺从熔硫槽流至带液下泵的储槽然后被送去过滤过滤在一个有预涂层的过滤器中进行经过滤后的液硫自流至熔硫储槽主要控制点过滤过程中熔硫储槽的液位由两个液位开关控制a 高高液位开关停硫磺皮带机b 高液位开关开硫磺皮带机3 工艺特点a ω灰分03的硫磺通过液硫过滤器滤能够使ω灰分0006灰分这样就省掉了热气体滤器并且过滤效果更好延长了催化剂的更换期b 熔硫槽加热盘管可以每组单独取出修理不影响正常生产c 过滤器设有液压抽芯和振动除渣装置作方便d 熔硫槽和带液下泵的熔硫储槽设有混凝顶并且在设备和管线上方开口处装有可移动的钢顶盖环境清洁安全可靠222焚硫转化及吸收工序2221 流程描述硫酸生产采用32两转两吸工艺流程液硫通过硫磺泵送至磺枪喷入焚硫炉喷硫量由变频电机调节雾化后的硫磺与经ωH2SO4985 硫酸干燥的空气反应生成ωSO2115 的气体SO2 气体经过废热锅炉后进入转化器一段转化后的气体经过蒸汽过热器后进入二段转化出二段的气体经过热换热器后进入三段转化出三段的气体经过冷换热器和中间省煤器后去发烟硫酸吸收塔吸收后的贫气再进入中间吸收塔继续吸收出中间吸收塔的气体一部分经过冷换热器和热换热器后进入四段转化四段出口气体与从中间吸收塔来的另一部分冷气体混合后进入五段转化五段出口气体经过最终省煤器后进入最终吸收塔干燥塔中间吸收塔和最终吸收塔公用一个循环槽2222主要控制点焚硫转化吸收工序主要的联锁控制有a 风机停车→焚硫炉进料泵停→注入循环酸罐的稀释水阀关闭b 锅炉汽包液位太低干吸塔流量太小仪表风压力太低透平和风机的安全条件不满足→风机停车装置开车时焚硫炉设置了燃料气升温系统这部分设置了以下联锁a 风机停车燃料气阀门关闭b 焚硫炉内无火焰燃料气阀门关闭2223 工艺特点a焚硫炉装有两个高压雾化喷嘴根据生产负荷选择投用一个或两个从而保证雾化效果b焚硫炉设置了煤气燃烧器操作简单燃烧完全c焚硫炉出口气体ψSO2控制在 115如此高的SO2含量降低了生产吨酸所耗的气体量减小了设备尺寸和投资从而最大程度地降低了生产成本 d为了缩短系统升温时间废热锅炉出口至转化器的第四催化剂床层设置了一条副线使第四五催化剂床层和第一二三催化剂床层能同时升温e 采用火管锅炉入口设有刚玉保护套管和耐火浇料防冲刷层f第一催化剂床层位于转化器的底部有利于催化剂的筛分其它四层的布置既考虑管道布置的经济性又要使隔板的温差降至最小g采用了四种型号催化剂分别是LP110LP120Cs110和Cs120型第一层加入部分低温催化剂Cs120第五层全部使用低温催化剂Cs110这样在390℃的低温下也具有良好的反应活性h 中间吸收塔和最终吸收塔内装有 ES型除雾器干燥塔内装有双层丝网除沫器干吸塔均采用SX槽式合金钢分酸器i 干燥塔中间吸收塔最终吸收塔公用一个酸循环槽这样简化了管道和设备安装且使开车和正常操作更加容易公用的酸循环槽中间有分隔板将槽分成最终吸收塔进料和另外两塔进料两部分分隔板上部有一个开口是两部分气相连通口下部有一个开口使最终吸收塔一侧到另外两塔一侧保持连续流动状态j 采用Alfa Laval板式酸冷却器Lewis液下泵k自控方案合理先进可靠DCS是引进Bialy公司的技术重要位置靠联锁控制转化系统催化剂床层温度通过遥控阀在DCS室控制循环酸罐液位汽包液位均采用自调l 充分利用系统的高中温废热生产382MPa和784MPa饱和蒸汽不仅能满足本装置蒸汽透平加热器以及保温伴热使用还可外供2224 转化工序热能利用流程本设计的热能利用流程与一般硫磺制酸装置相同出焚硫炉的高温炉气人废热锅炉产生39 MPa蒸汽发电出废热锅炉的SO2入转化器一段进行反应各转化段的反应热用于熔硫或提高废热锅炉的给水温度并尽量使系统多产蒸汽除用于发电及熔硫的蒸汽外尚有少量低压蒸汽供附近厂外用户使用其转化工序的热利用流程如图2 所示图2-2 转化工序热利用流程23工艺设计采用快速熔硫液硫精制液硫焚烧和32两转两吸工艺用次中压锅炉2台低压锅炉1台和省煤器2台回收焚硫与转化系统的高中温位热能生产25MPa10MPa 的次中压和低压蒸汽经减压后供公司内部的MAP和NPK装置生产使用设备选型既要节省投资又要运行稳定可靠经过全面论证一吸塔除雾器ES210型柱状纤维除雾器和转化催化剂LP-110和LP-120型钒催化剂选用美国孟山都环境化学公司生产的产品操作自动控制采用美国FOXBORO公司生产的集散控制系统DCS 一次仪表全部进口24工艺指标1 熔硫蒸气压力 05MPa06MPa2 保温蒸气压力 035MPa045MPa3 液硫温度 135℃145℃4 过滤器操作压力 075Mpa 压差 03Mpa5 液硫酸度≤20ppm6 液硫灰份≤30ppm7 各槽液硫液位 60-8025不正常现象及处理方法表2-3 不正常现象及处理方法现象原因处理方法干燥率低喷酸不均2淋酸浓度低3进气水量高4上塔酸量小1检查酸泵2提酸浓3分酸槽4增加上塔量吸收率低1淋洒酸量不够2进塔气温高3酸温酸浓高4气速过快或过低有短路现象1检查酸泵及分酸槽2加大淋洒量3加大冷却水量增加串酸量4降低气速停车检查酸泵不上酸或量小1管道有堵塞2泵体故障1设法疏通管道或找钳工处理2酸泵振动大泵轴套间隙或叶轮腐蚀找钳工更换备用泵循环酸和成品酸的浓度偏差很大1循环酸浓不稳忽高忽低2酸浓度计失灵3分析误差1稳定操作2联系仪表工处理3重新分析产酸量降低现象1漏酸2流量计失灵3系统阻力增大4吸收率降低1查明漏点堵漏2联系仪表工处理3视情况停车处理4查明原因处理酸浓低 1加水量大2分析误差1停止或调整加水量2重新分析酸温过高1循环冷却水泵跳闸2冷却风扁坏3热换器换热面积不够4系统负荷过大1查明原应因后处理2停车修复3增加换热面积4适当降低负荷尾气冒大烟1酸浓过高或过低2吸收塔上酸量不足3 酸温过高4 塔内气体走短路5 酸泵跳闸1调节浓度在控制范围2查明原因后处理3降低酸温4查明原因后停车处理5立即起泵和停车处理酸泵电流低1酸槽液位低2酸泵叶轮腐蚀严重3电器故障1提高液位2停车检修酸泵3查明原因处理酸泵电流波动有杂音 1 轴承烧坏2泵进口漏气3循环液体量太少1停车更换2查清漏点停车处理3查清漏点停车处理第三章主要设备31 主要设备311熔硫工段包括原料工段熔硫工段的主要设备有输送机熔硫槽过滤助虑槽液硫过滤机液硫贮槽精硫槽硫磺泵等主要管道为夹套管该工段的非标设备和管道均需保温熔硫槽为衬有耐酸砖的圆柱形混凝土槽设有6组双螺旋同心加热蛇管和搅拌器换热面积936搅拌器带有4叶螺旋桨叶片和6叶平板涡轮生石灰靠螺杆挤压机加入设计能力为050 h硫磺皮带机的坡度为57°设计能力为1100016000h 过滤器是预涂带压过滤器有一个带夹套的卧式外壳在壳内有分布在固定滤框上的竖直滤板过滤器用特殊的合成橡胶垫密封滤芯靠液压系统抽出设有一台往复式液压油泵滤饼靠风动装置排出壳体回收熔硫储罐是带保温的圆柱形容器配有5个翅片管式加热器在罐的四周有4个空气入口中心有一个放空口且带有蒸汽伴热以防堵塞四周入口和中心出口的高度差保证了气体的流动312焚硫转化工段焚硫转化工段的主要设备有焚硫炉热力设备废热锅炉过滤器省煤器等转化器热换热器冷换热器主要管道为烟气管道大部分管道可现场卷制或是直接购买的螺旋管该工段的焚硫炉要砌耐火砖热力设备转化器换热器和管道均需保温焚硫炉焚硫炉为卧式圆筒形内有耐火衬里设有3层竖直隔板焚硫炉一端直接废热锅炉相连另一端为空气联箱上面装有两个硫磺喷嘴焚硫炉装有开工煤气燃烧器该炉的设计功率最大值为5700KW 提供的操作弹性为51 主要包括炉前煤气集合管总阀控制进入燃烧器煤气与风的比例火焰监视系统具有自动切断煤气进料阀的功能电子打火器图3-1 焚硫炉结构省煤器两台省煤器均为立式碳钢壳体盘管为铸铁翅片管水走管程中间省煤器只有一组盘管最终省煤器则有两组盘管其中一组为锅炉给水预热盘管另一组为饱和蒸汽预热盘管饱和蒸汽预热盘管位于最终省煤器的顶部温度较高部位锅炉给水及饱和蒸汽依次流经 3组盘管其先后顺序由工艺气体的温度决定省煤器底部壳体有耐酸衬里并带一密封罐防止由于烟气冷凝而引起的腐蚀废热锅炉废热锅炉为火管型正常操作压力为38003900 KW锅炉气体旁路设有一个柱塞阀柱塞阀的阀杆处于大约345℃气流中免受热气体的损坏另外旁路柱塞阀的填料箱上接有一条仪表风管线这样便能在轴密封周围形成一个平衡的压力有效地防止了硫酸盐在轴密封上结晶保证了柱塞阀的灵活转动旁路柱塞阀前设有手动蝶阀在低负荷生产情况下如果全开旁路柱塞阀都不行则需通过调节此蝶阀来提高旁路气体的影响催化剂加热升温期间热气体需要全部走旁路时也会用手动蝶阀调节此阀的阀杆处也通有仪表风废热锅炉的出口管箱上接有一段开工用的可拆卸烟囱通过此烟囱可排放烘炉时燃料气燃烧所产生的废气废热锅炉的壳程上还接有一根从装置界区外来的高压蒸汽管线用于开工时锅炉的预热图3-2 第一废热锅炉水管废热锅炉结构图图3-3 第二废热锅炉低温过热器结构图图3-4 第三废热锅炉高温过热器结构图313干吸工段干吸工段的主要设备有干燥塔第一吸收塔槽酸冷却器硫酸泵等酸管为不锈钢管道一般需带阳极保护干燥塔和吸收塔干燥塔中间吸收塔和最终吸收塔均是立式筒形内有砖衬的结构其中的陶瓷填料由陶瓷支撑板支撑整塔竖立在水泥框架上在填料上部是合金钢循环酸分布器分布器由安装在竖直降液管上的左右排列的几条支管构成以获得理想的分布形式在填料层上部降液管的喷射点均匀排列着180厚的 50矩鞍填料干燥塔和中间吸收塔内填料层高度为2130 而最终吸收塔填料层高度为2440中间吸收塔和最终吸收塔内装有 ES型除沫器干燥塔内装有双层丝网除沫器图3-5 吸收塔结构示意图314成品工段成品工段的主要设备有硫酸贮槽输送泵主要管道为普通碳钢或不锈钢管道图3-6 转化器结构示意图表3-1转化器内钒催化剂的用量及分配比例段型号体积 m3 占总体积比例一上 108 50 6下 101 100 11二 101 180 20三a 101 100 11。

硫磺膏焚烧制硫酸工艺技术

硫磺膏焚烧制硫酸工艺技术硫磺膏焚烧制硫酸是一种重要的工艺技术，它是制备硫酸的一种常用方法。

下面将介绍硫磺膏焚烧制硫酸的工艺技术。

硫磺膏焚烧制硫酸的工艺过程主要包括硫磺膏的破碎、焚烧和硫酸的析出。

具体步骤如下：首先，将硫磺膏进行破碎。

硫磺膏通常以块状或颗粒状存在，因此需要将硫磺膏进行粉碎，以增加其表面积，提高焚烧效果。

常用的破碎设备包括颚式破碎机和锤式破碎机。

然后，将破碎后的硫磺膏置于焚烧设备中进行焚烧。

焚烧设备通常为炉膛式或流化床式。

在焚烧过程中，需要控制好燃烧温度和供氧条件，以确保焚烧反应的进行。

焚烧反应的主要产物为二氧化硫和硫三氧化物。

最后，收集并处理焚烧产生的烟气。

在烟气中，二氧化硫和硫三氧化物含量较高，需要进行处理以避免对环境造成污染。

常用的处理方法包括干法吸收法和湿法吸收法。

干法吸收法主要是利用氧化剂将二氧化硫和硫三氧化物转化为硫酸，湿法吸收法则是通过将烟气与水接触使其被溶解。

处理后的烟气排放到大气中，硫酸则由吸收液析出。

硫磺膏焚烧制硫酸的工艺技术具有以下优点：首先，焚烧设备简单，操作方便。

焚烧设备的结构相对简单，操作也较为方便，不需要复杂的步骤和设备，易于实施。

其次，成本较低。

硫磺膏是一种廉价的原料，焚烧过程中无需额外添加其他化学品，因此成本相对较低。

再次，反应产物易于收集和处理。

焚烧产生的烟气中主要含有二氧化硫和硫三氧化物，这些物质易于通过吸收法进行处理和回收，有利于资源的利用和环境的保护。

综上所述，硫磺膏焚烧制硫酸是一种重要的工艺技术。

通过控制焚烧过程的温度和供氧条件，可以有效地将硫磺膏转化为硫酸，并通过处理烟气将二氧化硫和硫三氧化物转化为硫酸。

这一工艺具有设备简单、操作方便和成本低等优点，适用于中小型硫酸生产厂家。

硫磺制硫酸干吸工段工艺设计及设备选择分析

硫磺制硫酸干吸工段工艺设计及设备选择分析硫磺制硫酸干吸工段工艺设计及设备选择分析摘要：本文采用“3+1”两转两吸工艺，对20万吨/年硫磺制硫酸干吸工段工艺设计及主要设备选型进行分析。

关键词：硫磺制酸分酸器工艺设计设备选择一、前言国内大部分硫磺制酸企业是由硫铁矿制酸改造来的，干燥用 93%酸、吸收用 98%酸，沿用了以前硫铁矿制酸的干吸流程，例“3 塔3 槽”、“3 塔 2 槽” （吸收合用）等，这样配管多，操作复杂。

实际上，由于硫磺制酸的干燥塔中干燥的是空气，而不是湿度很高的含二氧化硫气体，因而不存在水平衡问题，也不存在二氧化硫在干燥塔循环酸中溶解并在吸收塔中解吸的情况，因此可以使用ω（H2SO4）98%的酸干燥空气，中小型硫磺制酸装置应采用“3 塔 1 槽” （混酸槽装有开孔隔板）；大型硫磺制酸装置应采用干燥、第 2 吸混酸槽合一， 1 吸单独设混酸槽的干吸流程，这样简化了管道，减少了投资，开车和正常操作更加容易，也有利于低温废热的利用。

阳极保护技术主要应用在硫酸生产过程中干吸工段的浓硫酸冷却。

国内的科研开发单位和设备供应商于1988年就通过消化吸收国外技术在国内设计、制造了工业化应用的合格设备，通过10余年的推广普及，阳极保护技术在干吸工段得到了广泛应用，例如阳极保护不锈钢管壳式浓硫酸冷却器、阳极保护不锈钢浓硫酸管道、阳极保护不锈钢槽管式分酸器、阳极保护不锈钢混酸槽等，大大降低了设备腐蚀速率，延长了设备的使用寿命，提高了浓硫酸的质量，提高了系统的开车率，值得推广。

本文结合当前硫磺制硫酸技术特点，采用“3+1”两转两吸工艺，对硫磺制硫酸干吸工段工艺设计及设备选择进行探讨分析。

二、工艺流程设计本项目硫磺制酸技术方案为：采用固体硫磺为原料，经快速熔硫、过滤，液体硫磺用泵加压机械雾化，空气焚硫，“3+1”两转两吸工艺。

整个装置由固体硫磺贮运、熔硫过滤、焚硫转化、干吸、蒸汽工段和硫酸罐区等组成。

设置废热锅炉、蒸汽过热器、省煤器，以回收热能，产生450℃，3.82MPa的过热蒸汽，用于驱动空气鼓风机。

年产80万吨硫磺制酸工艺设计

技术路线选择
一、硫磺制酸的技术路线
硫磺制酸的技术路线是使用硫磺制备的盐酸。

其工艺是将硫磺加和氧气燃烧，使其发生化学反应，生成硫酸，再将硫酸溶解制取合成的盐酸，即硫磺制酸。

二、工艺设计要求
1.硫磺制酸的原料准备
硫磺作为原料，主要由硫酸销售商提供，在使用前要对它进行分析，确定它的干燥重量，含硫份，水分，氧化硫等，然后根据分析结果，对原料进行着色、粉碎处理等，保证原料是合格的。

2.硫磺燃烧
硫磺采用空气和氧气混合燃烧，发生化学反应，生成硫酸，反应的温度在930—1020℃之间，反应的时间为45min以上，直到硫磺完全燃烧完毕，反应的温度、时间对硫酸的收率有很大的影响。

3.硫酸萃取
硫酸气体通过分离塔进行萃取，分离出硫酸液溶液，排出燃烧后的烟气，分离的原理就是液体比气体的密度大，而且液体的沸点低，比气体的容易沸腾，从而通过加热和低温萃取来达到分离的效果。

4.硫酸生成
硫酸液溶后，通过反应器进行反应，摩尔比（SO2/H2S）为1：2，使硫酸液溶蒸出的气体含硫进行氧化，产生硫酸。

5.硫酸盐制备。

硫磺制酸转化工段工艺的设计说明

200kt/a硫磺制酸转化工段工艺设计目录第一章绪论 (1)1.1.硫酸的性质与用途 (1)1.2.硫酸的工业发展史 (2)1.3.硫酸的工业概况及其发展趋势 (3)1.3.1.国外硫酸工业概况及其发展趋势 (3)1.3.2.中国硫酸工业概况及其发展趋势 (4)第二章厂址的选择 (7)第三章原料的选择 (9)3.1.原料的选择 (9)3.2.硫磺制酸的优点 (9)3.3.硫磺的来源 (10)第四章转化工段工艺设计 (12)4.1.基本原理 (12)4.1.1.二氧化硫氧化热力学 (12)4.1.2.二氧化硫氧化动力学 (12)4.2.工艺流程 (14)4.2.1.工艺流程的确定 (14)4.2.1.1.二转二吸与一转一吸 (14)4.2.1.2."3+1"与"3+2"转化工艺的主要区别 (15)4.2.1.3.工艺流程的确定 (17)4.2.2.工艺条件 (18)4.2.2.1.转化器一段入口条件中二氧化硫含量 (18)4.3.工艺设备 (20)4.3.1.转化工段的主要工艺设备 (20)4.3.2.自动控制方案 (22)4.4工艺计算 (23)4.4.1.物料衡算 (24)4.4.2.能量衡算 (26)第五章环境保护与安全生产 (33)5.1.环境保护 (33)5.2.安全生产 (33)第六章总结 (34)致 (36)参考文献 (38)第一章绪论1.1 硫酸的性质和用途[1,2]硫酸(H 2SO 4)相对分子质量98.078，是指SO 3与H 2O 的摩尔比等于1的化和物，或指100% H 2SO 4。

外观为无色透明油状液体，密度（20℃）为1.8305g/cm 3。

工业上使用的硫酸是硫酸的水溶液，即SO 3与H 2O 摩尔比≤1的物质。

发烟硫酸是SO 3的硫酸溶液，SO 3与H 2O 的摩尔比≥1的物质，亦为无色油状液体，因其暴露于空气中，逸出的SO 3与空气中的水分结合形成白色酸雾，固称之为发烟硫酸。

硫磺法硫酸生产工艺设计

C.对处于不正常情况下发生的酸冻结原因分析提供了理论依据。
2
硫酸是最重要的无机强酸之一，浓硫酸具有强酸性、强氧化性、强的吸水性、强的磺化性等。当加热到30℃以上放出蒸气，加热到200℃以上，散发出三氧化硫。
⒈硫酸是一种强酸，具有酸的特性，它的化学性质非常活泼，根据硫酸的浓度和温度及金属的种类不同，而生成H2、H2S、SO2、S及金属的硫化物和硫酸盐。
1
1.
以硫铁矿为原料生产硫酸，共有九种流程，他们的共同特点是均采用沸腾焙烧，干法除尘，酸洗净化，两转两吸，回收高低温位余热技术方案。设计采用的流程为：焙烧炉→ 废热锅炉→ 旋风除尘器→电除尘器→Swemco洗涤塔→电除雾器→干燥塔→主鼓风机 (2+2两转两吸。该流程首先对硫铁矿进行预处理，对于块状硫铁矿则要粉碎加工成粉矿，对于硫精砂则要进行干燥。若矿的品种较多，入炉前还要按杂质含量要求进行掺配。其主要工序有：硫铁矿焙烧、炉气净化、二氧化硫转化及三氧化硫吸收。
分子量：64.06比重：1.43（液体）
熔点：-12.7℃沸点：-10℃
蒸汽密度：2.92蒸汽压力：337.5×103Pa（21℃时）
易溶解于水，溶解于有机溶剂及硫酸，无色且不燃烧气体，有刺激性酸味；容易及水化合，生成亚硫酸（H2SO3），并且因氧化而慢慢转化成硫酸（H2SO4）7
2
SO3在硫酸生产过程中来源于两个工段：一是焚硫工段焚硫炉内，二是转化工段转化器内。
3.2.1.2 所管范围
精硫泵槽、精硫泵、焚硫炉、升温风机、油槽、油泵以及所属电气、仪表、设备管线等。
0.001
20.0
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0.10
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3.
主要工艺技术以固体硫磺为原料，采用湿式搅拌快速熔硫、液硫石灰中和、叶片式机械过滤机过滤精制液硫、机械雾化焚烧、III、II—IV、I3+1两次转化两次吸收，接触法制造硫酸。中压余热锅炉回收高、中温热能，副产过热蒸汽供动力车间。

年产80万吨硫磺制酸工艺设计

硫磺制酸是一种常见的工业生产过程，主要是通过硫磺的氧化反应来制取硫酸。

年产量80万吨硫磺的制酸工艺设计需要考虑以下几个方面：原料供应、反应过程、能源消耗、环境保护等。

首先，对于原料供应，需要提供大量的硫磺供应，以满足年产80万吨硫磺的需求。

硫磺可以通过从天然硫矿中提取、炼油过程中产生的硫磺废气回收或者通过进口等方式供应。

为了保证供应的稳定性和质量，建议选择可靠的供应商，并建立长期合作关系。

其次，反应过程是关键的步骤之一、硫磺的氧化反应通常通过燃烧硫磺生成二氧化硫气体，然后将其氧化为二氧化硫，再与水反应生成硫酸。

这个过程通常需要采用催化剂，如氧化铜催化剂，以提高反应速率和收率。

同时，需要严格控制反应温度、压力和反应物的进料量等参数，以确保反应的稳定性和高效性。

第三，能源消耗也是一个需要考虑的因素。

硫磺制酸工艺中，能源主要用于硫磺的燃烧和反应所需的加热。

为了降低能源的消耗，可以考虑采用高效的燃烧设备和工艺，如先进的燃烧炉和回收余热的设备。

此外，还可以考虑利用可再生能源，如太阳能和风能等，以减少对化石燃料的依赖。

最后，环境保护也是至关重要的。

硫磺制酸过程中产生的废气和废水都含有有害物质，如二氧化硫和硫酸等，对环境造成污染。

因此，需要设计合适的废气处理和废水处理系统，以减少对环境的不良影响。

废气处理可以通过脱硫技术，如洗涤和吸收等方式，将二氧化硫转化为硫酸或硫，以减少废气中的有害物质排放。

废水处理方面，可以采用物理、化学和生物处理等方式，将硫酸和其他有机物质降解和去除，以达到符合排放标准的要求。

综上所述，年产80万吨硫磺制酸工艺设计需要综合考虑原料供应、反应过程、能源消耗和环境保护等因素。

通过确保原料供应的稳定性和质量、优化反应过程控制和能源消耗、采用合适的废气和废水处理技术等措施，可以实现高效、环保的制酸工艺，满足年产80万吨硫磺的需求。

硫磺制酸工艺设计

济源职业技术学院毕业设计（论文）(冶金化工系)题目年产45万吨硫磺制硫酸工艺设计专业应用化工技术班级化工1001姓名刘玉玺学号10120115指导教师赵佩完成日期摘要：硫酸是一种重要的基本化工原料。

在我国，硫酸产品有20%、75%、93%和98%等不同规格。

硫酸主要用于生产磷肥，其消费量占硫酸的总消耗量的60%以上。

硫酸还用于生产还广泛的用于冶金、印染、医药等行业。

以硫磺为原料生产硫酸不需净化，大大简化了工艺过程，节省投资费用，且产品质量高。

设计了以硫磺为原料生产硫酸(70kt/a)的工艺流程，描述了硫酸一些性质以及制酸过程的反应原理,对焚硫、转化、吸收三个工段以及整个工艺流程做了阐述。

重点分析了焚硫和转化工段的各个工艺指标，工艺条件。

对焚硫工段的焚硫炉,换化工段的转化器和换热器这三个设备做了宏观的设备选型，并且对焚硫炉和转化器做了物料的衡算。

为了使设计更加合理与完善,在设计中还解决了废水的处理问题。

关键词：硫酸；硫磺制酸；焚硫炉；转化器目录第一章文献综述 (1)1.1概述 (1)1.2硫酸几种不同的生产工艺 (2)1.2.1以硫磺为原料 (2)1.2.2以硫铁矿含伴生硫铁矿为原料 (3)1.2.3冶炼烟气和其它原料 (3)1.3硫酸的性质 (4)1.3.1相对密度 (4)1.3.2硫酸的结晶温度 (5)1.3.3硫酸的热容、热焓 (5)1.3.4硫酸的沸点蒸气压和蒸气组成 (5)1.3.5硫酸的粘度 (6)1.4低浓度二氧化硫气体的处理 (7)1.5硫酸污水处理 (7)1.6二氧化硫尾气 (8)第二章工艺设计部分 (9)2.1快速熔硫与液硫过滤工段 (9)2.2转化工段 (10)2.2.1二氧化硫转化三氧化硫工艺操作条件选择和选定理由 (12)2.2.2工艺参数确定 (17)2.3吸收工段 (19)2.3.1吸收流程配置的方式 (20)2.3.2吸收工段的流程 (20)2.3.3吸收工段主要工艺指标分析 (21)2.4废热回收工艺 (21)2.5关于低温位热能回收工艺 (22)第三章物料衡算 (24)3.1设计要求： (24)3.2.2转化器物料衡算 (24)第四章主要设备 (27)4.1焚硫炉 (27)4.2转化器 (27)4.3干吸塔 (29)4.4气体换热器 (30)第五章设计总结 (36)参考文献 (37)致谢 (38)第一章文献综述1.1概述近十几年以来,我国硫酸工业得到很大的发展, 重要的标志之一是硫酸工程设计项目多、质量好、技术水平高、经济效益和社会效益显著。

年产80万吨硫磺制酸工艺设计

硫磺是一种重要的化工原料，广泛应用于硫酸、硫胺等化工产品的制备。

所以，设计一种能够年产80万吨硫磺的制酸工艺对于工业生产具有重要意义。

该工艺需要满足以下要求：高效、环保、经济可行。

接下来，我们需要设计硫磺的转化工艺。

硫磺的转化主要是指将硫磺转化为硫酸，这是硫磺的主要应用之一、传统的硫磺转化工艺是将硫磺燃烧生成二氧化硫，利用氧化剂氧化生成二氧化硫，然后再通过催化剂的作用将二氧化硫转化为三氧化硫，最后与水反应生成硫酸。

这种工艺简单且成熟，但是存在废气排放问题。

为了实现环保要求，我们可以考虑采用二氧化硫湿法法制备硫酸。

首先，将硫磺燃烧生成二氧化硫，然后将二氧化硫通过冷却器冷却，在冷却器中将二氧化硫与水进行溶解反应生成亚硫酸溶液。

接着，将亚硫酸溶液输送至反应釜中，在反应釜中进行氧化反应，使亚硫酸转化为硫酸。

最后，通过蒸发器将硫酸浓缩，得到目标产品。

为了提高工艺的效率，可以采用多级蒸发法进行浓缩并回收废热。

蒸发器采用低温蒸发器、中温蒸发器和高温蒸发器的组合，以逐渐浓缩硫酸溶液，并将其中的废热用于加热其他工艺流程中需要的介质。

这样可以实现能源的高效利用，并降低原料和能源的消耗。

此外，为了保证工艺的安全性，我们需要在设备和管道中加装安全设备，如压力表、温度计、安全阀等，以及相应的报警装置。

对于有害气体的排放，需要安装除尘装置和废气处理设备，以达到环保要求。

综上所述，通过采用硫磺湿法法制备硫酸的工艺，能够实现年产80万吨硫磺的目标。

该工艺具有高效、环保和经济可行的特点，并且通过多级蒸发法进行浓缩并回收废热，实现了能源的高效利用。

为了确保工艺的安全性，需要加装安全设备和废气处理设备。

这一工艺设计将对相关行业的发展起到积极的推动作用。