年产8万吨硫酸车间干吸工段工艺设计-卢苗
毕业设计(论文)-年产7万吨硫酸焙烧工段的车间工艺设计
襄樊学院化学与生物科学系2006届毕业生毕业设计说明书设计题目：年产7万吨硫酸焙烧工段的车间工艺设计学生：学号：专业：化学工程与工艺指导老师：日期：2006年5月目录前言1 总论1．1 概述1．1．1 硫酸工业发展简史1．1．2 硫酸的性质、用途和品种规格1．1．3 硫酸的生产方法1．2 文献综述1．2．1 工业制取硫酸的种类1．2．2 我国硫酸工业的现状和发展分析2 生产方案和生产流程确定2．1 生产方案的确定2．2 生产流程的确定2．2．1 原料工段2．2．2 焙烧流程2．2．3 净化流程2．2．4 干吸流程2．2．5 转化流程2．2．6 流程框图2．2．7 生产工艺流程的确定3 生产流程简述3．1 硫酸生产原料预处理工艺3．1．1硫铁矿的预处理3．2 硫铁矿的焙烧工艺3．2．1 硫铁矿焙烧原理3．2．2 硫铁矿焙烧操作条件3．2．2 硫铁矿焙烧设备3．3 焙烧车间开停车方法3．3．1 开车3．3．2 短期停炉后的开车3．3．3 长期停车3．3．4 短期停车3．3．5 紧急停车3．4 炉气净化工艺3．4．1 净化的目的和指标3．4．2 净化的原理及设备3．4．3 净化流程3．5 二氧化硫气体的转化工艺3．5．1 二氧化硫的催化氧化3．6 三氧化硫的吸收工艺3．7 三废处理4 工艺计算4．1 物料衡算4．2 热量衡算5 设备选型及工艺计算5．1 设备选型5．1．1 沸腾炉5．1．2 旋风除尘器5．1．3 电除尘器5．2 典型设备的工艺计算5．2．1 沸腾炉的工艺计算6 车间布置前言本设计为年产7万吨硫酸焙烧工段的车间工艺设计，主要设计内容有：产品介绍、生产方法的选择及工艺流程的设计、工艺生产的简述（包括焙烧工艺、净化工艺、转化工艺、吸收工艺及三废的处理）、工艺设计计算、主要设备的工艺设计及选型、车间布置设计以及图纸设计绘制。
通过毕业设计提高自己的动手能力和勤于思考的能力，将所学的书本知识应用于实践中去。
大型年产20万吨硫酸生产车间工艺设计
大型年产20万吨硫酸生产车间工艺设计年产20万吨硫酸生产车间工艺设计摘要硫酸是最重要的基础化工原料之一，主要用于制造磷肥及无机化工原料，其次作为化工原料广泛应用于有色金属的冶炼、石油炼制和石油化工、橡胶工业以及农药、医药、印染、皮革、钢铁工业的酸洗等。
本设计以硫磺为原料生产硫酸，因为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。
本设计完成了年产20万吨硫酸生产车间工艺设计，介绍了硫酸生产的主要方法和成熟的工艺流程。
主要内容包括原料熔硫工段、焚硫转化工段、干吸工段及主要设备的选择、环保措施等。
完成了化工设计的各个设计环节，达到了设计目标。
经分析，设计技术可靠，经济合理。
在设计过程中，还重点对废水处理进行了分析。
关键词：硫酸；硫磺制酸；焚烧炉；转化塔The Production Process Design of the Workshop for Sulfuric acid with an Annual Output of 200,000 TonsAbstractSulfuric acid is one of the most important basic chemical raw materials, mainly used in the manufacture of phosphate fertilizer and inorganic chemical raw materials, as a chemical raw material, it is widely used in non-ferrous metal smelting, petroleum refining and petroleum chemical industry, rubber industry, as well as pesticides, pharmaceuticals, printing and dyeing, leather pickling of iron and steel industry. This design is used sulfuric acid as raw material to product sulfur, thus it products sulfur without purification, the process is greatly simplified to save investment costs and gain high product quality.It is an annual output of 200,000 tons of sulfuric acid production plant process design, introduces the main methodsof sulfuric acid production and mature process. The main contents include the raw material sulfur melting section, and burning sulfur conversion section, drying and absorption section and the major equipments selection, environmental protection measures. It completes various links of the chemical engineering design, and achieves the design objectives. Through the analysis of the design, design technology is reliable, and the design is economical and reasonable. In the design process, it is also focusing on wastewater treatment.Keywords: Sulfuric acid; Producing Sulfuric Acid by Sulfur; The stove of sulfur; Conversion tower目录1 引言 (1)1.1概述 (1)1.2全球硫酸工业概况 (1)1.3我国工业概况 (2)1.4硫酸的性质 (3)1.4.1物理性质 (3)1.4.2浓硫酸的化学性质 (4)1.4.3稀硫酸的化学性质 (7)1.4.4相对密度 (7)1.4.5硫酸的结晶温度 (8)1.4.6硫酸的热容、热焓 (8)1.4.7硫酸的沸点蒸气压和蒸气组成 (9)1.5硫酸几种不同的生产工艺 (10)1.5.1以硫磺为原料 (10)1.5.2以硫铁矿含伴生硫铁矿为原料 (11)1.5.3冶炼烟气和其它原料 (11)1.6低浓度二氧化硫气体的处理 (12)1.7硫酸污水处理 (13)1.8二氧化硫尾气 (13)2 工艺流程 (13)2.1快速熔硫与液硫过滤工段 (14)2.2转化工段 (15)2.2.1二氧化硫转化反应的基本原理 (15)2.2.2二氧化硫转化三氧化硫工艺操作条件选择和选定理由 (17) 2.3吸收工段 (27)2.3.1吸收流程配置的方式 (28)2.3.2吸收工段的流程 (29)2.3.3吸收工段主要工艺指标分析 (29)2.4废热回收工艺 (30)2.5关于低温位热能回收工艺 (31)3 物料衡算 (32)3.1 设计要求： (32)3.2物料衡算 (32)3.2.1硫磺焚烧的物料衡算 (32)3.2.2转化器物料衡算 (33)3.3热量衡算 (36)3.3.1热量衡算的目的 (36)3.3.2热量衡算依据 (36)3.3.3各物质热力学参数[23]（标况下） (36)3.3.4各工段的热量衡算 (37)4 主要设备的设计与选型 (46)4.1焚硫炉 (46)4.2转化塔 (47)4.3干吸塔 (49)4.4气体换热器 (50)4.5空气鼓风机 (53)4.6循环吸泵 (54)4.7废热锅炉 (55)4.8过热器和省煤器 (56)4.9设备一览表 (57)5 车间布置 (59)5.1车间布置的任务 (60)5.2车间布置的基本原则 (60) 5.3车间布置设计的一般要求 (60) 5.4车间布置 (64)5.5 装置的组成部分 (66)5.6 布置方案 (66)5.7 设备布置 (66)6 安全与环保 (67)6.1安全 (67)6.1.1产业安全现状 (67)6.1.2安全评价简介 (67)6.2环保 (68)6.2.1作业环境 (68)6.2.2主要污染 (69)6.2.3环境管理重点 (69)7 经济核算 (71)7.1概述 (71)7.2 能耗分析 (71)7.3 节能措施 (71)7.4经济核算 (72)7.4.1工程费用 (72)7.4.2其他费用 (74)7.4.3备用费用 (75)7.4.4专项费用 (75)7.4.5产品单位成本 (75)7.4.6流动资金 (77)7.4.7投资回收期 (77)设计总结 (78)参考文献 (79)致谢 (82)1 引言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。
硫酸厂干吸岗位操作法
硫酸厂干吸岗位操作法300Kt/a 硫磺制酸装置一、岗位任务1、干燥由风机来的空气中水分，吸收由转化工段送来的SO3气体制成硫酸或烟酸。
2、控制好本岗位的各项操作指标，使之在规定范围内，及时、清晰记录好报表。
3、检查、维护所管范围内的一切设备、管线，阀门、电器、仪表等。
4、负责本岗位的开停车和不正常现象的处理。
5、做好与相关岗位的协调，保证合格产品供出。
6、搞好本岗位的安全生产和环境卫生，避免环境污染。
7、提前进行交接班。
在交班时，要交清工艺设备情况，生产中发生的问题及处理情况与下班应继续进行的工作。
在交接班的过程中，现场的操作仍由交班者负责。
交接完毕后，发现问题由接班者负责处理。
二、所管范围1、干燥塔、一吸塔、二吸塔、烟酸吸收塔、尾气塔、烟囱及其附属管线、阀门、仪表、电器等。
2、组合循环槽、烟酸循环槽及其附属机泵、管线、阀门、电器、仪表等。
3、干燥、一吸、二吸酸冷却器、烟酸冷却器、成品酸冷却器及其附属管线、阀门、电器、仪表等。
4、相关的取样、分析用品及岗位设施。
三、工艺流程湿空气经过空气过滤器出去灰尘后进入消声器，经主风机升压后经消声器送入干燥塔，用98%H2SO4吸收其水分，经塔顶丝网除雾器出去酸雾后，进入焚硫炉与酸磺混合燃烧，干燥后空气含水量在0.1g/Nm³以下。
组合循环槽98%H2SO4循环酸泵为一台，泵出口经三通由阀门控制流量分为三路，分别进入干燥、一吸、二吸酸冷却器，为便于操作和控制温度，各酸冷却器装有进出口阀门及旁路阀。
各塔上酸管可跳过各自酸冷却器上酸，为便于检修，各酸管道及设备最低点装有抽酸管。
干燥塔、一吸塔、二吸塔、烟酸塔均为填料塔。
干燥塔喷淋98%H2SO4吸收空气中水分后自塔底排至组合循环槽中，与吸收酸混合，温度升至85℃左右再由循环酸泵送入酸冷却器中冷却至60℃后送至干燥塔。
一吸塔喷淋98%H2SO4，吸收由转化器三段出来经低温换热器、第一省煤器冷却的SO3后自塔底排至组合循环槽中，与干燥塔酸混合后温度为85℃，再通过循环酸泵送入酸冷却器。
8万吨铅烟气制硫酸装置生产操作规程
铅烟气制硫酸装置生产操作规程2007年4月编制说明铅烟气制硫酸装置是利用经电除尘后的铅冶炼烟气生产硫酸。
电除尘后的铅冶炼烟气的烟气参数为：SO2 %SO3%O2 14.290%N2 %CO2 %H2O尘≤0.5 g/Nm3As g/Nm3F 0.39 g/Nm3温度 280O C压力 -196 Pa本装置利用上述冶炼烟气，经过净化、干吸、转化等工段，生产硫酸，成品由成品工段贮存装汽车。
本装置产酸能力为8万吨/年，计算产量为10t/h(折100%H2SO4),产品为93%或98%商品酸。
硫酸装置从2005年开始建设，其中净化、转化、污水处理等工段于2006年8月制作安装完成。
为使操作人员掌握硫酸装置的操作要领和操作方法，特编制本操作规程，要求各岗位操作人员按本规程进行操作。
本规程是生产操作规程，只简单地涉及安全规程和设备维护保养规程，有关安全和设备维护保养等方面执行工厂相应有关规程。
本规程难免有不当之处，敬请指正，甚为感谢。
第一章净化工段操作规程1．工段任务将电除尘器送来的冶炼烟气经过净化达到净化指标，以利后工段的操作和设备正常运转。
2．管理范围本工段从冷却塔进口开始至干燥塔进口止，包括在此区域内的一切建筑物、设备、管道、阀门、电器、仪表等。
本工段主要工艺设备见下表：3．工艺流程和工艺指标3.1 工艺流程（见净化工段管道及仪表流程图）由冶炼电除尘器来的烟气进高效洗涤器，经逆流喷液冷却洗涤后，进入填料洗涤塔，与塔内喷淋的稀酸逆向接触，完成传质与传热过程，把烟气冷却到42℃左右。
然后烟气经两级串联的电除雾器，除去酸雾，符合指标的烟气送往干吸工段。
净化工段高效洗涤器采用绝热蒸发冷却，高效洗涤器稀酸循环系统不设冷却器。
出器稀酸部分流经斜管沉淀器沉淀泥浆后，上部清液与其余出器稀酸一起流回高效洗涤器循环槽，经高效洗涤器循环泵打回高效洗涤器，循环使用。
填料洗涤塔下部的出塔稀酸流回填料塔循环槽，经填料塔循环泵送往两台并联的稀酸冷却器，用循环水冷却后，冷稀酸回填料洗涤塔循环使用。
122047106-赵文杰-年产8万吨稀硝酸生产车间工艺设计
（4）按照给出的年处理量进行物料衡算、热量衡算：对主要设备进行选型并计
算工艺过程中各设备要求的主要尺寸；
（5）设计工艺过程中主要设备其中一个的具体构造及尺寸，画出设备装配图；
（6）对工艺过程中辅助设施进行选型；
（7）合理布置所有设施并画出厂区平面图；
（8）按时完成设计论文。
3. 主要参考资料
[1]杨金娟.稀硝酸生产的挖潜改造[M].化学工业与工程技术.2001（05）:77-80.
4 画出设备装配图及厂区布置图
2016 年 5 月 16 日—2016 年 5 月 31 日
5 完成论文，制作答辩所需ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ PPT，答辩
2016 年 6 月 1 日—2016 年 6 月 22 日
审核人：
年月
日
III
太原工业学院毕业设计
年产 8 万吨稀硝酸生产车间工艺设计
摘要
本设计从硝酸的基本概念出发，简单描述了硝酸的基本性质，并且就硝酸在化 工生产中的重要作用进行了较为详细的阐述。从而得出制造硝酸在化工领域乃至其 他各领域的必要性。然后简单介绍了制造硝酸的各工艺方法，着重介绍了世界各国 在生产硝酸所采用较为先进的工艺，并且对各工艺的流程及优缺点作了详细分析， 最后选择了双加压生产法。然后就这一种工艺进行了详细的介绍，从各个工段的工 艺流程到质量、热量的计算和主要设备的设计选型。其中，首先清楚地阐述了稀硝 酸的生产原理(包括了催化剂的选择和催化机理)，其次，通过流程图简单明了地介 绍了生产稀硝酸的工艺流程，并且提出了生产过程中可能遇到的一切影响因素及其 相对应的解决方法，然后就是各个流程段的工艺计算，再后来根据计算结果进行主 要设备（氧化炉）的设计选型，最后完成了整个生产车间的布置图。本设计工艺流 程的最后，考虑到环保问题，还介绍并选择了治理尾气的方法。在设计的最后阶段， 本设计还对生产稀硝酸所采用工艺流程进行了总结。 关键词：稀硝酸；双加压法；氧化炉；铂催化剂 ；吸收塔；尾气处理
年产七万吨硫酸车间干吸工段毕业设计
摘要硫酸广泛应用于化肥工业、石油工业、钢铁工业、有色冶金工业等。
其中硫酸的最大消费者是化肥工业。
在工业生产中，一般都采用二氧化硫催化氧化的方法制硫酸。
硫酸生产主要分原料预处理，SO2炉气制取和净化，SO2转化，SO3吸收和尾气处理等6大工序。
年产万吨硫酸车间干吸工段的工艺设计主要包括工艺流程设计，工艺过程计算，主要设备工艺计算及选型，部分设备的平面布置。
在设计中全系统采用两转两吸工艺。
首先炉气进入干燥塔干燥后，干燥气再进入转化工段，一次转化后炉气进入第一吸收塔进行SO3的吸收，吸收后气体中含有少量SO2和残余的SO3，进入二次转化器后回到第二吸收塔进行吸收。
设计中对主要工序进了物料衡算，热量衡算，并以此绘制物料平衡表和热量平衡表。
关键词：硫酸；工艺设计；物料衡算；热量衡算；AbstractSulfuric acid is widely used in chemical fertilizer industry, petrochemical industry, iron and steel industry, non-ferrous metallurgical industries. One of the largest consumers of sulfuric acid is a chemical fertilizer industry .In industrial production, we generally used the method of catalytic oxidation of sulfur dioxide sulfuric acid. Sulfuric acid pretreatment includes six major processes .Which are the main points of raw materials, reparation of SO2 ,purification of exhaust gas, the conversion of SO2, absorption of SO3 and emission treatment .Annual output of 70,000 tons of sulfuric acid drying and absorption section of the process plant design including process design, process calculation, calculation and selection of major equipment and technology, some of the equipment layout. In the design of system-wide, which use the double-absorption process. Firstly, drying furnace gas into the drying tower, and then the dry air going into the transformation department, after the first transformation the gas into the first furnace for the absorber of SO3, the absorbed gas contain small amount of SO2 and the remnants of SO3, after the converter back into the secondary to the second absorption tower for absorption. The design processes include the main material balance, heat balance, and thus draw the material balance and heat balance.Keywords: sulfuric acid; process design;mass balance;heat balance目录第1章绪论 (1)1.1 硫酸的性质 (1)1.1.1 硫酸的物理性质 (1)1.1.2 硫酸的化学性质 (1)1.2 硫酸的生产方法 (3)1.2.1 硝化法制造硫酸 (4)1.2.2 接触法制造硫酸 (5)1.3 硫酸生产全工段工艺简介 (5)1.3.1 SO2气体的制取与净化 (5)1.3.2 SO2气体的转化和吸收 (6)1.3.3 尾气的处理 (7)1.4 硫酸工业的重要性及其发展 (8)1.4.1 硫酸在国民经济中的重要性 (8)1.4.2 硫酸工业的发展 (10)1.5 本次设计主要研究内容 (11)第2章生产工艺 (12)2.1 两次吸收法生产硫酸流程图 (12)2.2 干燥、一吸及二吸系统流程说明 (12)2.3 工艺计算的基础数据 (13)2.3.1 干燥塔基础数据 (13)2.3.2 两转两吸的吸收塔基础数据 (14)第3章工艺计算 (15)3.1 原始数据 (15)3.1.1 产量 (15)3.1.2 炉气成分 (15)3.1.3 炉气水分含量 (15)3.1.4 进酸浓度 (15)3.1.5 转化率及吸收率 (15)3.2 干燥塔及其循环槽的工艺计算 (15)3.2.1 干燥塔及循环槽的物料衡算 (15)3.2.2 干燥塔及其循环槽的热量衡算 (17)3.3吸收塔及其循环槽的物料衡算 (21)3.3.1中间吸收塔物料衡算 (21)3.3.2 最终吸收塔物料衡算 (22)3.3.3 吸收循环槽物料衡算 (24)3.4吸收塔及其循环槽的热量衡算 (24)3.4.1中间吸收塔热量衡算 (24)3.4.2 最终吸收塔热量衡算 (26)3.4.3 吸收循环槽热量衡算 (27)第4章主要设备的工艺计算 (30)4.1冷却器计算 (30)4.1.1干燥塔冷却器的计算 (30)4.1.2中间吸收塔冷却器的计算 (33)4.1.3最终吸收塔冷却器的计算 (34)4.2填料塔的工艺计算 (36)4.2.1干燥塔的工艺计算 (36)4.2.2中间吸收塔的工艺计算 (39)4.2.3最终吸收塔的工艺计算 (41)第5章主要设备设计结果汇总 (45)第6章环境保护与治理建议 (47)设计小结 (48)参考文献 (49)致谢 (50)附录 (51)第1章绪论1.1 硫酸的性质硫酸是基础化学工业中重要的产品之一。
年产20万吨硫酸车间转化工段工艺设计
年产20万吨硫酸车间转化工段工艺设计年产20万吨硫酸车间转化工段工艺设计学院名称化学与制药工程学院专业班级化工13-1 学生姓名宋有为导师姓名袁芳2017年5月8日年产20万吨硫酸车间转化工段工艺设计作者姓名宋有为专业化学工程与工艺指导教师姓名袁芳专业技术职务讲师目录摘要 (1)第一章文献综述 (3)1.1综述 (3)1.2硫酸发展史 (3)第二章工艺说明书 (5)2.1概述 (5)2.1.1产品规模和规格 (5)2.1.1.1年操作日 (5)2.1.1.2生产方式 (5)2.1.1.3生产能力 (5)2.1.1.4产品规格 (5)2.1.2工艺方案叙述 (5)2.2装置设计说明 (5)2.2.1工艺原理 (5)2.2.2工艺流程说明 (6)2.2.3主要设备选型说明 (6)2.2.4化工原材料规格及用量 (6)2.2.4.1进入转化器气体组成 (6)2.2.4.2本设计采用的催化剂型号: (6)第三章转化工序物料衡算 (7)3.1转化工序 (7)3.2转化反应引发平衡转化率，转化率计算 (8)3.3两次转化流程 (10)3.4物料衡算 (11)3.4.1进一段气体量及成分 (11)3.4.2出一段气体量及成分 (11)3.4.3出二段气体量及成分 (12)3.4.4出三段气体量及成分 (12)3.4.5出四段气体量及成分 (12)第四章转化器各段的热量衡算 (15)4.1一段反映热量和出口温度 (15)4.1.1进入转化器第一段气体带入热量 (15)4.1.2出转化器第一段气体温度 (15)4.1.3反应热 (16)4.1.4一段出口气体带出热量 (17)4.2转化二段反应热量和出口温度 (17)4.2.1进转化器第二段气体带入热量 (17)4.2.2出转化器第二段气体温度 (18)4.2.3反应热 (19)4.2.4二段出口气体带出热量 (19)4.3转化三段反应热量和出口温度 (19)4.3.1进转化器第三段气体带入热量 (19)4.3.2出转化器第三段气体温 (20)4.3.3反应热 (21)4.3.4三段出口气体带出热量 (21)4.4转化四段反应热量和出口温度 (21)4.4.1进转化器第四段气体带入热量 (21)4.4.2出转化器第四段气体温度 (22)4.4.3反应热 (23)4.4.4四段出口气体带出热量 (23)第五章换热器温度，传热面积的计算 (25)5.1第一换热器 (25)5.2第二换热器 (25)5.3第三换热器 (26)5.4第四换热器 (27)第六章换热器设计 (30)6.1换热器概述 (30)6.2换热器基本要求 (31)6.2.1合理地实现所规定的工艺条件 (31)6.2.2安全可靠 (32)6.2.3有利于安装、操作与维护 (32)6.2.4经济合理 (32)6.3 换热器的结构形式 (32)6.3.1管壳式换热器 (32)6.3.2蛇管式换热器 (33)6.3.3套管式换热器 (33)6.4换热器材质的选择 (33)6.5管板式换热器的优点 (33)6.6列管式换热器的结构 (34)6.7管板式换热器的类型及工作原理 (35)摘要本设计进行的是20万吨硫酸 /年转换系统的工艺设计，主要负责硫酸生产过程中二氧化硫到三氧化硫的转化过程，计算部分包括三个：物料平衡，热量衡算和换热面积的计算，转换过程是通过2次转化2次吸收来完成的。
化学与环境工程毕业设计_年产8万吨硫酸车间工艺设计
目
录Leabharlann 1.设计任务说明书............................................................................................... 1 1.1 项目.............................................................................................................. 1 1.2 设计内容...................................................................................................... 1 1.3 设计规模...................................................................................................... 1 1.4 设计依据...................................................................................................... 1 1.5 产品介绍...................................................................................................... 1 1.6 生产方式...................................................................................................... 3 2.工艺路线的选择及设计................................................................................... 3 2.1 工艺路线选择.............................................................................................. 3 2.2 工艺流程介绍.............................................................................................. 5 3.换热器物料衡算............................................................................................... 6 3.1 转化工段流程图及简述.............................................................................. 6 3.2 换热器物料衡算.......................................................................................... 8 4.换热器热量衡算............................................................................................. 10 4.1 炉气带入热量 Q1....................................................................................... 10 4.2 水的冷凝热 Q2........................................................................................... 11 4.3 入塔酸带入热 Q3....................................................................................... 11 4.4 93％酸稀释热 Q4...................................................................................... 11 4.5 炉气带出热 Q5........................................................................................... 11 4.6 出塔酸带出热 Q6 和酸的温度.................................................................. 12 5.典型设备设计................................................................................................. 12 5.1 填料干燥塔干燥流程与原理.................................................................... 12 5.2 干燥塔设备的计算.................................................................................... 13 6.主要设备一览表............................................................................................. 16 7.车间人员定置................................................................................................. 16 8.经济技术指标................................................................................................. 17 9.厂房布置及水电要求..................................................................................... 18 10.安全﹑环保................................................................................................... 19 致谢..................................................................................................................... 23 附图..................................................................................................................... 24
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。
硫酸生产干吸岗位规程
硫酸生产干吸岗位规程2、主要设备3、岗位任务：1.1负责净化炉气的干燥任务，并生产93%成品酸。
1.2负责用硫酸吸收转化后SO3气体生产出合格98%、105%成品酸4、管理范围负责本程序所有设备、管道、阀门、电器、仪表的使用管理工作。
5、工艺控制指标5.1气体温度干燥塔入口：w :55C 干燥塔出口：w60C一吸塔入口：w :185C 一吸塔出口：w75C二吸塔入口：w :170C 二吸塔出口：w60C105%塔入口：w 108C 105%塔出口：w 70 C5.2酸温：93%干燥塔入口：w 50C 出口w 60C第一吸收塔入口：w 65C 出口：w 95C105%塔入口：w 65C 出口：w 80C第二吸收塔入口：w 65C 出口：w 80C 105%酸吸收塔入口：w 65C 出口：w 80C 5.3冷却水温度：阳极保护冷却器入口：<32C，出口：<40C5.4酸浓度：93% 循环槽：92.50〜93.5%一吸塔循环槽：98.0〜98.6%二吸塔循环槽：98.0〜98.5%105%循环槽：104.8〜105.5%5.5干燥塔出口水分：w 0.1g/Nm35.6 排空尾气酸“雾” ：<0.005g/mm35.7总吸收率：》99.95%6、岗位操作：6.1 开车前的准备：6.1.1检查酸库应贮备800〜1000吨98%6.1.2检查各塔内分酸管，酸管是否完好，塔内无杂物后再封口。
6.1.3检查各电机、泵，试车应合格，进出口阀门应关闭，各加油点应加好油；6.1.4检查酸冷却器系统，水系统是否正常，各取样点，温度计，压力表是否齐全完好，酸管道应安装完毕，阀门灵活可靠，无泄漏。
6.1.5检查酸分析工具：温度计、比重计、量筒、三角瓶、烧杯、取样钳等是否齐全，并检查酸液位计是否完好。
6.2开车：6.2.1 灌酸、灌酸是把开车用母酸加入循环槽内，开车备用。
a：灌酸前要详细检查各处酸管，阀门是否正常和开关无误。
年产20万吨硫酸车间工艺设计可行性方案
【下载参考报告编辑】【实用文档下载编辑省事省力】实用文档套用范本下载编辑方便快捷年产20万吨硫酸生产车间工艺设计可行性方案目录1 引言 (1)1.1概述 (1)1.2全球硫酸工业概况 (1)1.3我国工业概况 (2)1.4硫酸旳`性质 (3)1.4.1物理性质 (3)1.4.2浓硫酸旳`化学性质 (4)1.4.3稀硫酸旳`化学性质 (7)1.4.4相对密度 (7)1.4.5硫酸旳`结晶温度 (8)1.4.6硫酸旳`热容、热焓 (8)1.4.7硫酸旳`沸点蒸气压和蒸气组成 (9)1.5硫酸几种不同旳`生产工艺 (10)1.5.1以硫磺为原料 (10)1.5.2以硫铁矿含伴生硫铁矿为原料 (11)1.5.3冶炼烟气和其它原料 (11)1.6低浓度二氧化硫气体旳`处理 (12)1.7硫酸污水处理 (13)1.8二氧化硫尾气 (13)2 工艺流程 (13)2.1快速熔硫与液硫过滤工段 (14)2.2转化工段 (15)2.2.1二氧化硫转化反应旳`基本原理 (16)2.2.2二氧化硫转化三氧化硫工艺操作条件选择和选定理由 (17)2.3吸收工段 (27)2.3.1吸收流程配置旳`方式 (28)2.3.2吸收工段旳`流程 (29)2.3.3吸收工段主要工艺指标分析 (29)2.4废热回收工艺 (30)2.5关于低温位热能回收工艺 (31)3 物料衡算 (32)3.1 设计要求： (32)3.2物料衡算 (32)3.2.1硫磺焚烧旳`物料衡算 (32)3.2.2转化器物料衡算 (33)3.3热量衡算 (36)3.3.1热量衡算旳`目旳` (36)3.3.2热量衡算依据 (36)3.3.3各物质热力学参数[23]（标况下） (36)3.3.4各工段旳`热量衡算 (37)4 主要设备旳`设计与选型 (46)4.1焚硫炉 (46)4.2转化塔 (47)4.3干吸塔 (49)4.4气体换热器 (50)4.5空气鼓风机 (54)4.6循环吸泵 (55)4.7废热锅炉 (55)4.8过热器和省煤器 (56)4.9设备一览表 (58)5 车间布置 (59)5.1车间布置旳`任务 (60)5.2车间布置旳`基本原则 (60)5.3车间布置设计旳`一般要求 (60)5.4车间布置 (64)5.5 装置旳`组成部分 (66)5.6 布置方案 (66)5.7 设备布置 (66)6 安全与环保 (67)6.1安全 (67)6.1.1产业安全现状 (67)6.1.2安全评价简介 (68)6.2环保 (68)6.2.1作业环境 (68)6.2.2主要污染 (69)6.2.3环境管理重点 (70)7 经济核算 (71)7.1概述 (71)7.2 能耗分析 (71)7.3 节能措施 (72)7.4经济核算 (73)7.4.1工程费用 (73)7.4.2其他费用 (74)7.4.3备用费用 (75)7.4.4专项费用 (76)7.4.5产品单位成本 (76)7.4.6流动资金 (77)7.4.7投资回收期 (77)设计总结 (79)参考文献 (80)致谢 (82)1 引言1.1概述近十几年以来，我国硫酸工业得到很大旳`发展，重要旳`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.我国自行设计、自己建设旳`中、小型硫酸工程遍及全国，还承担了许多大型硫酸工程设计.此外，从国外引进了一些先进旳`硫酸技术.硫酸工程设计旳`进步，大大改变了我国硫酸工业旳`技术状况[1].硫酸工程设计因采用旳`原料不同其形式各异，工艺过程和设备须与所用旳`原料相匹配.以前我国以硫铁矿生产硫酸为主体，在今相当长旳`时期内，这种情况不会有较大旳`变化；以重有色冶金工业旳`冶炼烟气生产硫酸，是我国硫酸工业旳`重要组成部分；随着硫磺供应旳`增加, 愈来愈多旳`新建工程从治理环境、生产简便和经济角度考虑，选用以硫磺生产硫酸；以石膏、磷石膏为原料生产硫酸、联产水泥旳`工程，也有新旳`发展.一般情况下，以硫铁矿制酸工艺较复杂些，硫磺制酸过程简便些[2].1.2全球硫酸工业概况硫酸是传统旳`无机基本化工原料，自18世纪中叶工业化生产以来，随着染料、炸药工业旳`兴起而迅速发展，现今随化肥工业、石油化工、有色冶金、纺织和轻工业、国防工业及其它有关工业旳`发展而不衰[2].硫酸工艺技术和装备、材料不断演变和进步，特别是近年来以环境保护和能源利用为中心旳`变革，使硫酸工艺和装备有了很大旳`变化，如改革工艺回收了90％以上旳`反应热产生蒸汽用于发电，除自用外并向装置外供电，成为应用清洁生产工艺旳`能源企业，其中MECS和Outolec等热回收工艺是目前流行旳`技术.目前世界各国硫酸工程都趋向于大型化发展，全球旳`硫酸有50％用于磷酸生产，还有一些用于镍旳`生产，这些工业部门旳`大型化要求配套旳`硫酸工程也大型化.有色冶炼工程旳`大型化也需配套旳`冶炼烟气制酸工程大型化.总之，这些工业部门生产大型化带动了硫酸工程旳`大型化[3].1.3我国工业概况我国国民经济连续不断增长，特别是磷复肥工业和有色冶金工业旳`蓬勃发展带动了硫酸工业迅速发展.进入2l世纪以来，建成了许多大型旳`以硫磺或硫铁矿为原料旳`生产装置，一些中、小型企业得到了改造，也朝大型化方向发展.以冶炼烟气为原料旳`硫酸工程与大型铜、镍等有色金属冶炼配套建设，相应建设大型旳`硫酸装置.在此期间建成旳`大型企业总生产能力占全国总生产能力50％以上，其中以硫磺制酸较多，冶炼烟气制酸次之[4].在建和待建项目建成后，大型硫酸装置将成为我国硫酸工业旳`主体，顺应了硫酸工业发展旳`需要.通过研制和创新，新工艺、新设备、新材料亦得到应用和推广，我国硫酸工业旳`技术水平有了较大旳`进步.对硫酸需求旳`增加，主要靠增加以硫磺为原料生产旳`硫酸和充分回收冶炼烟气中旳`SO2生产硫酸来解决，并逐步形成了较大生产能力，但以硫铁矿为原料生产硫酸旳`能力仍很大.硫铁矿制酸技术复杂，装置建设投资较高，再加上矿山旳`勘探、采选和建设等旳`投资，发展硫铁矿制酸旳`总投入较大.21世纪以来，我国在自主创新建设大批硫酸装置旳`同时，也引进了先进旳`硫酸装置、关键设备、催化剂、热回收技术和装备等，促进了我国硫酸工业技术和装备水平旳`提高[5].1.4硫酸旳`性质1.4.1物理性质（1）理化常数[6]性状：无色无味澄清粘稠油状液体；成分/组成：浓硫酸98.0%(浓)<70%(稀) ；密度：98%旳`浓硫酸1.84g/mL ；摩尔质量：98g/mol；物质旳`量浓度：98%旳`浓硫酸18.4mol/L；相对密度：1.84；沸点：338℃；溶解性：与水和乙醇混溶；凝固点：无水酸在10℃，98%硫酸在3℃时凝固.（2）溶解放热浓硫酸溶解时放出大量旳`热，因此浓硫酸稀释时应该“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅”若将水倒入浓硫酸中，温度将达到173℃，导致酸液飞溅，造成安全隐患.硫酸是一种无色黏稠油状液体，是一种高沸点难挥发旳`强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶.（3）共沸混合物（熔点：10℃）沸点：290℃（100%酸），沸点：338℃（98.3%酸）但是100%旳`硫酸并不是最稳定旳`，沸腾时会分解一部分，变为98.3%旳`浓硫酸，成为338℃（硫酸水溶液旳`）共沸混合物.加热浓缩硫酸也只能最高达到98.3%旳`浓度.（4）吸水性它是良好旳`干燥剂，用以干燥酸性和中性气体，如CO2，H2，N2，NO2，HCl，SO2等，不能干燥碱性气体，如NH3，以及常温下具有还原性旳`气体，如H3S吸水是物理变化过程.吸水性与脱水性有很大旳`不同：吸收原来就有游离态旳`水分子，水分子不能被束缚.将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增加，密度将减小，浓度降低，体积变大，这是因为浓硫酸具有吸水性.1.4.2浓硫酸旳`化学性质（1）脱水性[7]脱水指浓硫酸脱去非游离态水分子或脱去有机物中氢氧元素旳`过程.1)脱水性简介就硫酸而言，脱水性是浓硫酸旳`性质，而非稀硫酸旳`性质，浓硫酸有脱水性且脱水性很强.2)可被脱水旳`物质物质被浓硫酸脱水旳`过程是化学变化旳`过程，反应时，浓硫酸按水分子中氢氧原子数旳`比(2:1)夺取被脱水物中旳`氢原子和氧原子或脱去非游离态旳`结晶水，如五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O).3)炭化可被浓硫酸脱水旳`物质一般为含氢、氧元素旳`有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中旳`有机物，被脱水后生成了黑色旳`炭.浓硫酸如：C12H22O11浓硫酸12C+11H2O4)黑面包反应在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，水加适量，搅拌均匀.然后再加入15mL质量分数为98%旳`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，形成疏松多孔旳`海绵状旳`炭，还会闻到刺激性气味气体.C12H22O11浓硫酸12C+11H2O C+2H2SO4(浓) →CO2↑+2SO2↑+2H2O5)络合反应将SO3通入浓H2SO4中，则会有“发烟”现象.H2SO4+SO3→H2S2O7(亦写为H2O·SO3·SO3) （2）强氧化性1)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、铂之外旳`所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成二氧化硫.Cu+2H2SO4(浓) 加热CuSO4+SO2↑+2H2O2Fe+6H2SO4(浓) 加热Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O 在上述反应中，硫酸表现出了强氧化性和酸性.2)非金属反应热旳`浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态旳`氧化物或含氧酸，本身被还原为二氧化硫.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) 加热3SO2↑+2H2O2P+5H2SO4 (浓) 加热2H3PO4+5SO2↑+2H2O3)跟其他还原性物质反应浓硫酸具有强氧化性，实验室制取硫化氢、溴化氢、碘化氢等还原性气体不能选用浓硫酸.H2S+H2SO4(稀) →S↓+SO2↑+2H2O2HBr+H2SO4(稀) →Br2↑+SO2↑+2H2O2HI+H2SO4(稀) →I2↓+SO2↑+2H2O（3）难挥发性制氯化氢、硝酸等（原理：高沸点酸制低沸点酸）如，用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体.NaCl(固)+H2SO4 (浓) →NaHSO4+HCl↑(常温)2NaCl(固)+ H2SO4 (浓) 加热Na2SO4+2HCl↑(加热) 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2NH3+ H2SO4→(NH4)2SO4Ca3(PO4)2+2H2SO4→2CaSO4+Ca(H2PO4)2 稳定性：浓硫酸与亚硫酸盐反应Na2SO3+ H2SO4→Na2SO4+H2O+SO2↑（4）强酸性纯硫酸是无色油状液体，10.4°C时凝固.加热纯硫酸时，沸点290°C，并分解放出部分三氧化硫直至酸旳`浓度降到98.3%为止，这时硫酸为恒沸溶液，沸点338°C.无水硫酸体现酸性是给出质子旳`能力，纯硫酸仍然具有很强旳`酸性，98%硫酸与纯硫酸旳`酸性基本上没有差别，而溶解三氧化硫旳`发烟硫酸就是一种超酸体系了，酸性强于纯硫酸[8].1.4.3稀硫酸旳`化学性质（1）可与多数金属（比铜活泼）和绝大多数金属氧化物反应，生成相应旳`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旳`盐反应，生成相应旳`硫酸盐和弱酸.（3）可与碱反应生成相应旳`硫酸盐和水.（4）可与氢前金属在一定条件下反应，生成相应旳`硫酸盐和氢气.（5）加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖旳`水解.（6）能与指示剂作用，使紫色石蕊试液变红，使无色酚酞试液不变色[9].1.4.4相对密度相对密度即单位体积硫酸旳`重量与同体积4℃水旳`重量之比.相对密度与密度在概念上是不同旳`，密度即单位体积硫酸旳`质量，g/cm³.但对于同一条件下旳`同一硫酸旳`相对密度与密度在数值上是同一旳`[10].硫酸相对密度是温度与酸浓度旳`函数.当固定温度，硫酸旳`相对密度随浓度升高而升高.当固定硫酸浓度，相对密度则随温度升高而下降.此属于一般旳`变化规律.此外当酸浓度在0～100%范围内，在任何温度下，以98.3%浓度下旳`相对密度为最大.当硫酸浓度属于发烟酸范围时，以含游离SO3在50%～65%浓度下旳`相对密度为最高.SO3%游离量低于此区域，相对密度随游离SO3%增加而升高.游离SO3%高于此区域，相对密度随游离SO3量增加而下降.1.4.5硫酸旳`结晶温度液体硫酸转变为固体硫酸时旳`温度称为结晶温度.结晶温度随硫酸浓度不同而变化，其变化关系是不规则旳`[11].市场上几种常见硫酸品种旳`结晶温度如表1-1所示：表1-1 常用硫酸和发烟硫酸旳`结晶温度硫酸浓度%（重量）结晶温度℃硫酸浓度%（重量）结晶温度℃10.0 －4.7 100 +10.371 76.0 －22.2 游离SO310 －1.5 93.0 －27.0 游离SO320 +2.5 98.5 +1.8 游离SO365 －0.35掌握了硫酸结晶温度具有下述意义：（1）了硫酸贮存输送提供了防止发生冻酸旳`温度控制依据；（2）为了确定产品浓度范围提供了依据；（3）对处于不正常情况下发生旳`酸冻结原因分析提供了理论依据.1.4.6硫酸旳`热容、热焓热容指在不发生相变又不发生化学反应和无其它功能旳`条件下，单位硫酸温度升高或降低1℃时，所引起旳`热量变化.以摩尔为单位，即摩尔热容[kJ/（mol·K）]，以质量千克为单位即为比热[kJ/（mol·K）].从实验上得知，将同一种浓度旳`硫酸从0升高到1与从99升到100所需要旳`热量是不同旳`[12].可见不同旳`温度下有不同旳`热容，为了使用上旳`方便，在工程计算中采用平均热容.热焓是指某一单位重量（kg）旳`硫酸在某一温度下含有旳`热量.热焓是状态函数，它旳`变化由始态和终态决定，与中间过程无关.1.4.7硫酸旳`沸点蒸气压和蒸气组成H2O－SO3为二元系统，其溶液具有恒沸状态旳`性质，这种性质在硫酸水溶液旳`浓缩、SO3吸收以及浓硫酸用作干燥剂等方面有着极其重要旳`意义.溶液旳`沸点随H2SO4含量旳`增加而升高.当浓度达到98.3%时达最大值（336.8℃），此后则下降，至100%H2SO4时为296.2℃.发烟硫酸旳`沸点，则随SO3（游离）百分含量旳`增大而下降，直降至44.7℃.常压下加热浓缩稀硫酸，当酸浓达到98.3%时，液面上旳`气相组成与液相组成达到相同，即使继续加热蒸发，液相组分不变，这时沸点（338.8℃）称恒沸点.这说明在常压下只能将稀硫酸浓缩到98.3%，成为理论上旳`浓缩浓度.但在生产操作中为了经济性和减少硫酸损失，通常只是将稀硫酸浓缩至92%～95%[13].根据相平衡原理，硫酸液面上应有相应旳`气体成分.上述旳`加热浓缩稀硫酸及加热蒸发游离SO3，相应旳`气相成分以H2O和SO2为主.而在常压低温范围内，硫酸液面上气相组分，则以H2SO4为主，其量用总蒸气压表示.各种温度下不同浓度硫酸旳`总蒸气压，可有下式计算：㏒p＝A-B/T式中p—蒸气压，Pa；T—绝对温度，K；A、B—与酸浓度有关旳`常数.当温度一定时，硫酸液面上旳`总蒸气压随硫酸浓度升高而降低，且在98.3%时总蒸气压最低.当酸浓超过98.3%时，总蒸气压随浓度旳`升高（游离SO3%增加）而增大.如表1-2所示：表1-2 各种浓度硫酸旳`A、B常数值H2SO4% 20 40 60 80 90 98.3 100A 8.922 8.844 8.841 9.293 9.255 9.780 9.805B 2268 2299 2458 3040 3390 4211 39141.5硫酸几种不同旳`生产工艺1.5.1以硫磺为原料进口硫磺可充分利用世界硫资源，以补充我国硫资源旳`不足，其前提是世界上要有多余旳`硫磺供应.硫磺进口量旳`多少受多种因素影响，但硫旳`供应总量和需求总量基本上平缓地上升，即使年我国进口硫磺达占世界硫磺贸易量旳`，也未出现总体上生产和供应小于需求旳`态势.上述资料可能有局限性，不够全面，但可看出在世界范围某些地区旳`变化和世界总量旳`变化是有区别旳`.拿我国旳`情况看，年硫铁矿制酸，硫磺制酸仅几十万吨年矿制酸减少到，硫磺制酸升至其中矿制酸改为硫磺制酸旳`量净增加了世界硫旳`消费，而其余增加旳`硫磺制酸大部分用于增产磷肥，并且主要是以产抵进，这样就减少了国外磷肥旳`生产，即减少了国外硫旳`消费量.所以，我国使世界硫磺消费净增加量实际低于进口硫磺旳`增加量[14].总体上世界硫磺供应略有富余，但年以来世界硫磺旳`价格逐渐抬高，目前硫磺生产主要地区是美国、加拿大、中东、前苏联，世界硫磺贸易最大进口国是中国占最大出口地区是加拿大和中东总和.硫磺贸易中所占份额最大旳`是加拿大、中东出口方和中国进口方，因中东不稳定旳`局势和费用上涨，加拿大随之涨价旳`可能性也是存在旳`，受影响最大旳`是我国.目前旳`高价位应该能促使我国硫磺制酸增长旳`势头下降.1.5.2以硫铁矿含伴生硫铁矿为原料硫铁矿是我国旳`自有资源，从我国这个人口，大国旳`安全和经济发展考虑，保持一定规模旳`硫铁矿采选能力和硫铁矿制酸能力是需要旳`.同时，从我国硫铁矿资源状况上考虑又应该节约使用，恰当地利用国外旳`硫资源.我国已是国际市场中重要旳`一员，因而特别需要研究和把握好国际市场，为硫酸旳`长期发展争取有利条件，硫铁矿制酸可以起到重要旳`调节、平衡作用.如果将硫铁矿制酸改为硫磺制酸，将净增加世界硫磺旳`消费需求，维持现有硫铁矿原料能力并稳步增长不但对国家经济安全有利，而且可以稳定世界硫磺市场，反过来对我国进口硫磺有利，总体上对我国硫酸工业旳`长期发展有利.稳定和发展硫铁矿制酸要重视发展硫铁矿矿源和发展硫铁矿制酸生产装置.发展硫铁矿矿源包括后备资源旳`勘探、资源开发利用旳`规划和评价、资源合理利用旳`研究、技术开发、矿山建设、提高生产能力和技术水平等.发展硫铁矿制酸生产装置包括工艺技术和装备水平旳`提高、减少环境污染、解决矿渣旳`综合利用、大型化等[15].要本着节约资源旳`观点，矿山和硫酸厂都要考虑在充分利用中、高品位矿旳`同时如何利用好低品位矿，提高资源旳`综合利用率.1.5.3冶炼烟气和其它原料冶炼烟气主要是有色金属硫化矿物冶炼时产生旳`含二氧化硫烟气，冶炼烟气制酸实际是冶炼厂旳`副产品，是随着冶金工业旳`发展而发展.我国冶炼烟气制酸发展迅速，已形成较大旳`生产能力，其硫酸产量占全国总产量旳`左右.石膏、磷石膏是我国硫酸原料潜在旳`硫资源，目前已有口以上旳`工业生产能力[16]，但近期大规模发展旳`条件还不够成熟.我国煤炭中所含旳`硫也是潜在旳`硫资源，目前燃煤烟气脱硫主要采用抛弃法，回收这部分硫旳`开发研究和工业化应该加紧进行.1.6低浓度二氧化硫气体旳`处理德国鲁奇公司80年代开发旳`物理吸收法吸收二氧化硫旳`工艺，经过改进已在液体二氧化硫旳`生产中使用,这种方法使用Selexol 溶液(聚乙二醇二甲醚) 作为吸收剂.美国孟山都环境化学公司开发了使用DBBP(丁基膦酸二丁酯) 作吸收剂旳`方法.DBBP选择性吸收剂对二氧化硫旳`吸收容量大且解吸温度低，蒸气压力和粘度都较低，腐蚀性小，而且是一种阻燃剂[17].丹麦托普索公司开发旳`湿法硫酸工艺成功地用于从有色金属冶炼废气中回收二氧化硫，这种工艺不使用吸收剂或化学药剂，不产生废水和废渣，特别适用于处理二氧化硫浓度低于5%旳`气体(也可用于处理SO2浓度高旳`气体)，二氧化硫旳`转化率可达99.3%～99.5%，生成旳`三氧化硫与气体中旳`水蒸汽结合为硫酸蒸汽，并在WSA冷凝塔中冷凝成酸，产品硫酸浓度可达98%.美国孟山都环境化学公司与Calgon Carbon公司合作开发了Centaur工艺，采用活性炭将二氧化硫吸附氧化生成三氧化硫并与水结合成硫酸.然后用水将硫酸从活性炭上洗涤下来，成为稀硫酸.这种方法与德国鲁奇公司过去开发旳`Sulfacid工艺相似，但Centaur活性炭旳`催化活性比其它活性炭高一倍.该法具有设备少、热能利用好、二氧化硫排放量低等特点.对于硫磺制酸装置，产生旳`稀硫酸可以代替补充水加入吸收系统；对于有色金属冶炼厂，稀硫酸可用于矿石旳`浸提.这种方法甚至可以与一转一吸流程合并使用，取代两转两吸工艺.与两转两吸比较，一转一吸加Centaur尾气处理工艺具有二氧化硫排放数量少，使用设备少、造价低、压力降小、热量回收率高及可以避免开、停车时造成环境污染等特点.这种方法旳`缺点是产生旳`硫酸浓度低，尾气中含有水蒸汽，会形成烟羽[18].1.7硫酸污水处理硫酸生产过程中含有SO3、H2SO4、As、Hg、悬浮物等有毒害物质.我们必须加入一定量旳`C a(O H)2、FeSO4、PAM等净水药剂来净化污水.流程见图1-1：图1-1 污水处理流程1.8二氧化硫尾气《大气污染物综合排放国家标准(GB16297—1996)限定二氧化硫最高允许排放质量浓度为960mg/m3.受二氧化硫平衡转化率旳`限制，无论是以硫磺还是硫铁矿和冶炼烟气为原料，尾气中必定含有一定量旳`二氧化硫.硫磺制酸工艺过程比较简单，操作条件与设计条件较为吻合，进转化工序旳`二氧化硫浓度和氧硫比较为稳定，采用两转两吸工艺制酸尾气较容易达标排放[19].2 工艺流程工艺上一般采用快速熔硫、液硫机械过滤、机械雾化焚硫技术，较多地采用“3 + 2 ”两转两吸工艺，并采用中压锅炉和省煤器回收焚硫和转化工序旳`废热，产生中压过热蒸汽.将澄清旳`熔融硫送入焚硫炉与空气雾化后于炉内焚化，产生高温二氧化硫炉气，经余热锅炉使炉气温度降至650～680℃，进入转化器，本设计采用一次转化通过一、二、三段触媒，二次转化通过四、五次触媒.换热方式一次转化采用外部换热，二次转化旳`四、五段间采用空气冷激. 2.1快速熔硫与液硫过滤工段熔硫工序一般采用快速熔硫和液硫机械过滤工艺，其中关键设备一是快速熔硫槽，二是液硫过滤器.固体硫磺经熔融，滤去固体杂质后，存于熔硫槽，维持熔硫温度在130~145℃之间，熔硫贮槽旳`空间温度在115℃以上.由泵将熔硫打入硫磺雾化喷嘴，与经过干燥旳`空气混合而入炉燃烧.燃烧旳`空气是由鼓风机送入硫酸干燥塔，使水分含量降低到0.1g/m3以下，再经过除沫后送至焚硫炉和转化器.近年来为了节能，新设计旳`焚硫系统把鼓风机改设在干燥塔之后，使每吨酸能耗可降低10%左右.在焚硫炉产生旳`炉气，温度在800～1000℃，SO2浓度在12%左右，经废热锅炉冷却到430℃左右，进入炉气过滤器，滤去杂质后与空气混合，使温度和SO2浓度都达到合适范围后进入转化塔[12].为了防止杂质在过滤槽内沉降，在过滤槽内增设了搅拌器，这样几乎所有固体杂质都可在液硫过滤器内除去，从而大大减轻了过滤槽旳`清理难度并延长了清理周期.对于采用机械过滤工艺旳`装，在熔硫槽后再设自然沉降槽旳`意义不大，一是因为沉降时间短，大部分旳`固体杂质还是要带人过滤槽内并在液硫过滤器中除去二是增加了土建、设备和厂房旳`投资三是流程加长，操作程序增多，运行费用增加.出熔硫槽旳`液体硫成直接进人过滤槽，由过滤泵送人叶片式液硫过滤器过滤.为了防止停泵时液硫过滤器出口管道内旳`液硫返流人液硫过滤器，破坏过滤器内旳`滤饼，同时也为了操作工人旳`安全，过滤后旳`液硫最好不要直接送人液硫储雄，而是先流人一低位中间槽，再由液硫泵送人液硫储旅储存.如果熔硫槽为多台，也可将过滤槽分为两台就近布置，以增加整个熔硫装置操作旳`灵活性.为节约用地，过滤槽、助滤槽和中间槽可以采用方形平底结构，并设计成一个整体，将叶片式过滤器布置在平台上，下部留有足够空间，以方便出渣和液硫排放.2.2转化工段转化一般采用进口催化剂、“3 + 1”两次转化工艺、“Ⅰ-Ⅱ”换热流程.也有个别装里采用国产催化剂、“3 + 2”两次转化工艺.总转化率均要求达到99.8%以上，一些装置要求转化率达到99.83%以上，放空尾气中SO2含量低于700mg/ m3.由于要求较高旳`转化率，一般催化剂旳`装填盆较大.转化工序流程如图2-1：1 —一段省煤器;2 —五段省煤器;3 ,7 —省煤器;4 —转化器;5 —第二换热器;6 —第三换热器;8 —焦炭过滤器图2-1 转化工序流程图2.2.1二氧化硫转化反应旳`基本原理二氧化硫转化反应旳`方程式Q SO O SO +→+32222从上述反应方程式可以看出SO 2转化反应旳`特点，这个反应为可逆、体积缩小、放热旳`反应[13].了解到这些特点我们可以确定一些具体旳`数学模型.平衡转化率：根据定义可以用下式表示：XT=323SO TSO T SO TP P P + (2-1)反应平衡常数Kp=332SO TSO T O TP P P (2-2)将（2-1）和（2-2）合并，便可以得到平衡转化率与平衡常数旳`关系式.XT=22222SO T O TSO T SO T SO TKpP P P KpP P +=2O TKp 1Kp P +(2-3)为了便于计算，我们把氧旳`平衡分压PO 2换成SO 2和氧旳`起始浓度. 氧旳`平衡分压：P （T O 2）=TT b 0.5aX p 1000.5aX -- (2-4)将(4)式代入(3)则可得，XT=TT Kp1000.5aX Kp P(b 0.5aX )-+-若要计算XT,我们可以用试差法求解.。
硫酸生产干吸岗位操作规程
干吸岗位生产工艺操作规程ZH/QO01·15-05A/O干吸岗位生产工艺操作规程ZH/QO01·15-05一、岗位目的和任务1、使用浓度94.50% ~ 95.50%的硫酸将由净化工序来的潮湿炉气干燥后，经除沫器除去酸沫然后由主鼓风机送入转化工序；使用浓度98.30~98.80%的硫酸将转化工序来的三氧化硫吸收为成产品硫酸。
2、严格控制各塔循环酸浓度、温度、淋洒量，各阳极保护电位及循环水质量（PH值、水温、流量)，以确保设备的正常运行和干燥、吸收率，保证产品质量。
二、所管设备及型号规格1、塔类2、酸泵类3、酸冷器4、循环槽5、混酸槽规格：φ2000×1600有效容积：5m37、玻璃钢凉水塔8、循环水泵9、聚丙烯纤维除沫器三、生产工艺流程说明1、由净化工序经电除雾器来的湿炉气(S02)，通入干燥塔内，用94.50%-95.50%的硫酸淋洒，以吸收气体中所含的水份。
经干燥后水份含量达到<0.1g/m3以下要求的出塔干炉气经聚丙烯除沫器进一步除去酸沫后，由主鼓风机送入转化工序，进行二氧化硫的第一次转化。
经第一次转化后的气体，经省煤器进一步冷却后通入1#吸收塔内，用98.30%-98.80%硫酸淋洒，以吸收气体中所含的三氧化硫。
出1#吸收塔的气体中，尚含有少量的二氧化硫，再进入转化工序（四段)进行第二次转化。
经第二次转化后的气体再进入2#吸收塔内，用酸进行第二次吸收，尾气经70米烟囱放空。
2、由干燥塔和两个吸收塔经各自混酸槽流出的循环酸，分别流入各塔的循环槽，分别经各自的立式泵送至各酸冷器冷却后，进入各塔高位槽流入塔内进行循环。
由于进干燥塔的硫酸吸收水份后，浓度降低，而进吸收塔的硫酸吸收三氧化硫后浓度升高，因此，干燥塔与第一吸收塔之间要相互串酸，以保持各自酸浓、液位的稳定。
根据吸收酸或干燥酸浓情况进行加水补充稀释，维持酸浓稳定。
3、干燥塔循环酸中溶解有少量的二氧化硫，在串酸过程中易解吸出来，因此，第二吸收塔的酸只加水稀释而不与干燥塔互相串酸，以免影响总转化率，1#、2#吸收酸增浓串酸或加水稀释后，多出的98%硫酸即为产品，分别由各自的产酸管线产至成品计量槽。
年产12万吨硫酸车间干吸工段工艺设计
摘要硫酸是重要的基础化工原料之一，是化学工业中最重要的产品。
它不仅作为许多化工产品的原料，而且还广泛地应用于其他的国民经济部门。
在工业生产中，一般都采用二氧化硫催化氧化的方法制硫酸。
根据使用催化剂的不同，硫酸的工业制法可分为硝化法和接触法。
本设计为年产12万吨硫酸车间干吸工段的工艺设计，采用硫铁矿为原料，接触法制硫酸的两转两吸工艺流程。
年产12万吨硫酸车间干吸工段的工艺设计，主要包括工艺过程计算，主要设备如干燥塔、吸收塔的工艺计算及选型，部分设备的平面布置。
通过设计得到干燥塔冷却器换热面积为347.4m2；中间吸收塔冷却器换热面积为386.0m2；最终吸收塔冷却器换热面积为223.5m2。
干燥塔塔高为12.85m，塔径为 4.7m；中间吸收塔塔高为10.50m，塔径为4.3m；最终吸收塔塔高为10.24m，塔径为4.5m。
最后根据工艺计算结果绘制物料平衡表和热量平衡表，并进行了设计结果汇总。
关键词：硫酸；两转两吸；干吸工段；物料衡算；热量衡算AbstractSulfuric acid is one of the most important basic chemical materials and the most important product in chemical industry. It’s not only the raw material of many chemical products, but also be used in many fields in our national economy. In industrial manufacture, we always produce sulfuric acid by oxidizing SO2 with the existence of catalyst. According to the different use of catalysts, ways of producing sulfuric acid in industrial manufacture can be classified into nitrification method and sulfurization method.This design is the annual production capacity of 120,000 tons sulfuric acid of dry absorption, and we use pyrite as raw material and adopt the method of two transformations and two absorption. The design includes the calculation and selection of the main equipment, the layout of some equipment etc. It also calculates the mass balance and heat balance of dry adsorption process. Through the design, The heat exchange area of the drying tower is 347.4m2, the middle absorption tower 386.0 m2, the last absorption tower 223.5m2. The height of the drying tower is 12.85m, the middle absorption tower 10.50m, the last absorption tower 10.24m. And the diameter of the drying tower is 4.7m, the middle absorption tower 4.3m, the last absorption tower 4.5m. Meanwhile, material balance and heat balance table are drawn according to the design results. Finally, a conclusion of the final design results is drawn.Keywords: sulfuric acid; two transformations and two absorption; dry absorption; mass balance; heat balance目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 硫酸的性质 (1)1.1.1 硫酸的物理性质 (1)1.1.2 硫酸的化学性质 (1)1.2 硫酸的用途 (4)1.2.1 为农业生产服务 (4)1.2.2 为工业生产服务 (4)1.2.3 在人们日常生活中的作用 (5)1.2.4 对巩固国防方面所起的作用 (6)1.2.5 与原子能工业及火箭技术的关系 (6)1.3 硫酸的危险性概述 (6)1.4 硫酸的储存方法 (7)1.5 硫酸的运输 (7)1.6 硫酸的生产方法 (7)1.6.1 硫酸的一般制法 (7)1.6.2 硫酸的工业制法 (8)1.7 二氧化硫催化氧化的反应机理 (10)1.8 我国硫酸工业技术概况 (10)第2章工艺流程的确定 (12)2.1 工艺流程选择 (12)2.2 工艺设计原理 (12)2.2.1 接触法制硫酸全工段工艺简介 (12)2.2.2 尾气处理方法 (15)2.3 两转两吸的工艺流程 (15)第3章工艺计算 (17)3.1 原始数据 (17)3.1.1 产量及计算基准 (17)3.1.2 炉气成分 (17)3.1.3 炉气水分含量 (17)3.1.4 进酸浓度 (17)3.1.5 转化率及吸收率 (17)3.2 干燥塔及其循环槽的工艺计算 (17)3.2.1 干燥塔及循环槽的物料衡算 (17)3.2.2 干燥塔及其循环槽的热量衡算 (19)3.3 吸收塔及其循环槽的物料衡算 (23)3.3.1 中间吸收塔物料衡算 (23)3.3.2 最终吸收塔物料衡算 (24)3.3.3 吸收循环槽物料衡算 (25)3.4 吸收塔及其循环槽的热量衡算 (25)3.4.1 中间吸收塔热量衡算 (25)3.4.2 最终吸收塔热量衡算 (27)第4章主要设备的工艺计算 (30)4.1 冷却器计算 (30)4.1.1 干燥塔冷却器的计算 (30)4.1.2 中间吸收塔冷却器的计算 (33)4.1.3 最终吸收塔冷却器的计算 (34)4.2 填料塔的工艺计算 (36)4.2.1 干燥塔的工艺计算 (36)4.2.2 中间吸收塔的工艺计算 (39)4.2.3 最终吸收塔的工艺计算 (42)第5章主要设备设计结果汇总 (45)5.1 冷却器设计结果 (45)5.2 填料塔设计结果 (46)5.3 设备一览表 (47)第6章技术风险备忘录 (48)第7章环境保护与治理建议 (50)结语 (51)参考文献 (52)致谢....................................................................................................... 错误！未定义书签。
年产万吨硫酸生产车间工艺设计
第一章综述1.1概述聚丙烯（PP）具有相对硬度大，密度小，抗拉伸性能好，透明度高，抗应力开裂和耐化学性能好，耐高温，并具有极好的注塑性能，可以与其他质料共混改性等优点，因此PP的应用范畴越来越广，并且在2003年中国已经凌驾美国成为世界上最大的PP 市场。
PP主要用于生产纤维编织，注塑制品，薄膜，片材，板材，电缆及护套料，吹塑制品以及管材等，具有遍及的应用前景。
1.2聚丙烯成核剂产业的概述聚丙烯（PP）是合成树脂中的相当重要的品种，生长前景十分辽阔。
聚丙烯（PP）具有机器性能好，无毒，密度小，耐高温，耐化学品，加工成型方便等优点，并且代价自制，能通过加工改性赋予其突出的物理机器性能，在取代工程塑料时可优先考虑聚丙烯，PP的用量占全球通用合成树脂的41左右，是五大通用合成树脂中用量增速最快新品种研究最活泼的品种。
PP具有无毒、耐热、耐化学药品、相对密度低、容易加工、成型力学性能好等特性，并且丙烯原料富厚，且性价比高，被遍及地在修建、化纤、化工、轻工等领域。
1954年意大利的Natta传授合成具有高度立体规整性的聚丙烯，然后PP在1957年由意大利的iMontecatin公司实现产业化以来，已经成为通用合成树脂中生长最快、品种最多的品种。
1.3我国聚丙烯成核剂产业的现状随着近些年来产业的快速生长和人民生活水平的提高，我国的成核剂市场生长很快，许多科研机构和企业都在进行成核剂的相关研究。
兰州石化研究院在国内率先开发出第一代DBS成核透明剂，然后继承开发了第二和第三代DBS成核剂。
今后另有许多企业进行了成核剂的相关研究，并使技能不绝进步。
但与外洋相比，我国科学研究底子单薄，现阶段国内企业从事生产的时候照旧借鉴外洋的专利技能，主要是因为国内的研究机构对成核剂的成核机理没有完全摸清楚，虽然在努力追赶的历程中，但生产出来的产物与外洋产物质量照旧有差距，导致我国生产的成核剂产物在出口方面情况不容乐观。
所以说我们要力争上游，在成核剂对聚丙烯结晶形态，性能和加工工艺等方面进行越发深入详细的研究，尽快形成自己的专利技能，使自己的成核剂产物的性能能够媲美外洋产物。
年产8万吨硫酸
选用条件：1．产量：80000吨/年=11.111吨/时=11111kg/h ，取一年生产时间为300天2．气象条件：气温：17.3℃气压：1atm 相对温度：0.773．矿石成分：入矿含水量5% 干矿含水量25%4．总矿利用率：η总=η净×η转×吸×η烧5．出炉渣平均含硫：0.4% 渣尘比：6：46．出口炉气中含：SO2：12% SO3：0.24%7．制酸系统：净化率：97.80% 转化率：96.0% 吸收率：99.5%硫铁矿（FeS2）焙烧化学反应式：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2+815.2千卡---------------------（1）3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2+581.9千卡------------------------（2）工业实测，一般在沸腾炉中（1）式占75%，（2）式占25%。
如全按（1）式计算，相差不大，所以本计算均采用（1）式。
物料衡算矿与渣尘：(1)每吨干矿生成的矿渣量χ= ( 160-Gs ) / (160- Gs（渣）)式中：Gs-----------干矿中硫的实际含量%Gs（渣）----------矿渣中硫的含量%χ------------矿渣产率取Gs=20%，Gs（渣）=0.5%则，χ=（160-25）/（160-0.5）=0.8459(2)硫烧出率：ηs=（Gs-χGs（渣））/Gs=（25-0.815×0.4）/25=0.9865(3)矿利用率：总硫利用率=η烧×η净×η转×η吸=0.9865×0.9780×0.960×0.9950=0.9257(4)矿石用量：培烧含硫30%的矿用量（干基）11.111×1000×3298 =13064.2816 Kg/h0.9257×0.3干矿消耗量：13064.2816/（11.111×1000）=1.176吨25%硫干矿/吨100%硫酸小时用矿量：1.176×11.111=13.064吨/时(5)矿渣产量：13.064×0.8459=11.051吨/时其中：渣：11.051×60%=6.631吨/时尘：11.051×40%=4.420吨/时炉气与空气炉出口处气体含硫量：13064.2816×30%-11.051×0.4%×1000=3875.08Kmol/h 设炉气中SO212% ，SO30.24% 查《沸腾培烧》P192表9-3则，炉气量=（121.1×22.4）/0.1224 =989.36Kmol/h其中：SO2量=989.36×12% =118.7232kmol/h =7598.2848kg/hSO3量=989.36×0.24%=2.3745kmol/h =204.204kg/hO2量=989.36×5.04% =53.425kmol/h =17409.314kg/hN2量=989.36×82.72%=818.399kmol/h=22915.161kg/h炉气中反应式按4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3进行计算设m----参加反应的氧分子百分数与生成SO2分子数之比n----空气中氧含量（体积）m’--参加反应的氧分子数与生成SO3分子数之比C2O C SO2 C SO3 –分别表示炉气中O2 SO2 SO3的含量、体积%设炉气总体积为100m=11/8=1.375 m ’=m+1/2=1.875 (1) 空气量：100-C SO2+mC SO2-C SO3+m ’C SO3 =100-(m-1)C SO2+(m ’-1)C SO3=100-(1.375-1)×12+(1.875-1)×0.24 =104.71Nm 3/h 总进入空气量：22162.092×104.71/100 =23205.92653Nm 3/h =1035.98kmol/h =30043kg/h (2) 空气中氧的含量n%[100+(m-1)C SO2+(m ’-1)C SO3] =21%[100+(1.375-1)×12+(1.875-1)×0.24 =21.99Nm 3/h(3) 炉气中的氧含量和氮的含量矿料燃烧时消耗了 [mC SO2+m ’C SO3] 氧气。
年产万吨硫酸生产设备
年产 5 万吨硫酸生产设备目录第一章概述.............................................................. 0.. .1.1 绪论............................................................. 0.. .1.2 硫酸的性质....................................................... 0.. .第二章计算设备规格...................................................... 1.. .2.1 干燥塔........................................................... 1...2.2 中间吸收塔....................................................... 5...2.3 最终吸收塔....................................................... 8...第三章填料塔设计结果. (11)第一章概述1.1 绪论硫酸是重要的基础化工原料之一，是化学工业中最重要的产品, 广泛用于各个工业部门。
在工业生产中，一般都采用二氧化硫催化氧化的方法制硫酸。
根据使用催化剂的不同，硫酸的工业制法可分为硝化法和接触法。
本设计以年产 5 万吨硫酸车间干吸工段工艺设计为例。
采用两转两吸工艺，即炉气首先在干燥塔中干燥后，再进入转化工段，经一次转化后炉气进入第一吸收塔进行SO3 的吸收，吸收后气体中含有少量SO2和残余的SO3，进入二次转化器后回到第二吸收塔进行吸收。
本次设计涉及的主要设备有干燥塔，吸收塔，换热器，填料塔等。
1.2 硫酸的性质硫酸是（SO3）和水（H2O）化合而成。
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硫酸作为重要的基本原料，广泛用于化工、轻工、纺织、冶金、石油化工、医药等行业。
目前在化工方面，硫酸主要用于化肥生产，其消费量约占总消费量的70%左右。
因此，化肥工业的发展直接影响硫酸行业的发展。
硫酸的工业生产，基本上有两种，即亚硝基法和接触法。
亚硝基法中又可分为铅室法和塔式法，由于亚硝法存在诸多不足，已被接触法所取代。
接触法硫酸生产的原料有多种，生产路线有硫璜制酸、烟气制酸、硫铁矿制酸和石膏制酸等。
我国硫酸生产多年来一直是以硫铁矿为主要原料。
而国外基本上是以硫磺为生产原料的。
硫磺制酸与硫铁矿制酸相比，在环境保护、生产成本以及生产操作等诸多方面存在着一定的优势。
本项目采用以硫铁矿为原料的接触法硫酸生产工艺。
它的主要工序包括：（1）硫铁矿的焙烧（2）炉气的净化（3）气体的干燥（4）二氧化硫的转化（5）三氧化硫的吸收（6）尾气的处理在工业实际生产中，还需要其它的辅助工序，含硫原料运进工厂后需贮存，要焙烧前需对原料加工处理，以达到一定要求。
焙烧最初得到的二氧化硫气体中含有矿尘和气体杂质等，为避免堵塞管道设备和引起催化剂中毒，以及要求要转化前对二氧化硫原料气进行净化和干燥处理。
成品酸要出厂前需要计量贮存，应设有成品酸贮存和计量装置。
另外，在生产中排出的有害废水、废气、废渣等，需要处理后才能排放，因而还需相应的处理装置。
总之，除以上三个工序外，再加上原料的贮存和加工，二氧化硫原料气的净化和干燥，成品酸的贮存与计量，三废处理等工序才构成一个硫酸生产的完整系统。
水分在炉气中以气态存在，应采用吸收方式进行清除，吸收时气-液相间属于气膜扩散控制。
工业上常采用填料塔对炉气进行干燥。
浓硫酸具有强烈的吸水性，常用于气体干燥。
炉气的干燥就是将气体与浓硫酸接触来实现的，炉气经过干燥塔后一般含水量<0.1g/m3满足工业上的要求，因此得到广泛应用。
1 概述 (1)1.1硫酸的性质 (1)1.1.1 硫酸的物理性质 (1)1.1.2 硫酸的化学性质 (1)1.2硫酸的生产方法 (2)1.2.1 硝化法制造硫酸 (2)1.2.2 接触法制造硫酸 (3)1.3硫酸生产全工段工艺简介 (3)1.3.1 SO2气体的制取与净化 (3)1.3.2 SO2气体的转化和吸收 (3)1.3.3 尾气的处理 (4)2工艺流程的确定 (5)2.1工艺流程选择 (5)2.2工艺设计原理 (5)2.3两转两吸的工艺流程 (5)3 干燥塔工艺计算 (6)3.1选择计算数据 (6)3.1.1 原料气 (6)3.1.2 干燥硫酸 (6)3.1.3热量衡算： (6)3.2物料衡算 (6)3.2.1 原料气的流量 (6)3.2.2 原料气的压强 (6)3.2.3 水蒸气含量 (6)3.2.4 进塔湿气组成 (6)3.2.5 气体总量计算 (7)3.2.6 干燥硫酸用量计算 (7)3.2.7 物料平衡表 (7)3.3干燥塔的热量衡算 (7)3.3.1 入塔处干气带入热Q1 (7)3.3.2 入塔处水气带入热Q2 (8)3.3.3 水的冷凝热Q3 (8)3.3.4 入塔酸带入热Q4 (8)3.3.5 95%酸稀释热Q5 (8)3.3.6 出塔处干气带出热Q6 (9)3.3.7 出塔处水气带出热Q7 (9)3.3.8 出塔酸带出热Q出和酸温t2 (9)3.3.9 干燥塔热量衡算表 (10)4 填料塔工艺计算 (11)4.1填料的选择与堆积方式① (11)4.2填料塔的工艺计算② (11)4.2.1 液泛速度 (11)4.2.2 塔径的计算 (12)4.2.3 填料面积F (12)4.2.4 填料高度H填 (13)4.2.5压力降ΔP (13)4.2.6 填料层持酸量 (13)4.3干燥塔的总高度 (13)5 塔附件的设计 (13)5.1接管的计算与选择① (13)5.1.1 塔底进气管 (13)5.1.2 塔顶出气管 (14)5.1.3 塔顶进酸管 (14)5.1.4 塔底出酸管 (14)5.2除沫器② (15)5.2.1 丝网直径的确定 (15)5.2.2 丝网除沫器在塔内的安装位置 (15)5.3筒体 (16)5.4酸分布装置 (16)5.5填料支承装置 (17)5.6人孔 (17)5.7封头 (17)6 附属设备的选型与设计 (18)6.1酸冷却器的选择 (18)6.2鼓风机的选择 (20)6.2.1 塔顶出口气鼓风机 (20)6.2.2 塔底进口气鼓风机 (20)6.3酸泵 (20)7 主要设备设计结果汇总 (21)7.1干燥塔设计结果 (21)7.2酸冷却器设计结果 (21)7.3设备一览表 (22)8 设计体会 (23)符号说明............................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 (24)1 概述1.1 硫酸的性质硫酸是基础化学工业中重要的产品之一。
硫酸主要用于生产化学肥料、有色金属的冶炼、合成纤维、涂料、致冷剂、洗涤剂、饲料添加剂和石油的精炼，以及钢铁、医药和化学工业。
1.1.1 硫酸的物理性质硫酸，分子式为H2SO4，相对分子质量98.08。
纯硫酸是一种无色无味油状液体，工业品因含杂质而呈黄、棕等色。
常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3%，其密度(液态)1.831g/cm3。
物质的量浓度为18.4mol·L-1。
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℃。
硫酸是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。
浓硫酸溶解时放出大量的热，因此浓硫酸稀释时应该“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅”。
若将浓硫酸中继续通入三氧化硫,则会产生“发烟”现象,这样含有SO3的硫酸称为“发烟硫酸”。
100%的硫酸熔沸点为熔点10℃，沸点290℃。
但是100%的硫酸并不是最稳定的，沸腾时会分解一部分，变为98.3%的浓硫酸，成为338℃（硫酸水溶液的）恒沸物。
加热浓缩硫酸也只能最高达到98.3%的浓度。
98.3%硫酸的熔沸为熔点10℃，沸点338℃。
1.1.2 硫酸的化学性质1.脱水性脱水指浓硫酸脱去非游离态水分子或脱去有机物中氢氧元素的过程。
就硫酸而言，浓硫酸有脱水性且脱水性很强。
(1)可被脱水的物质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或脱去非游离态的结晶水，如五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)。
(2)炭化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。
黑面包反应：在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，水加适量，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，还会闻到刺激性气味气体。
浓硫酸如C12H22O11=浓硫酸=12C + 11H2O2．难挥发性（高沸点）制氯化氢、硝酸等（原理：高沸点酸制低沸点酸）如，用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体。
NaCl(固)+H₂SO₄(浓)═NaHSO4+HCl↑(常温)2NaCl(固)+H₂SO₄(浓)═加热═Na2SO4+2HCl↑(加热)Na2SO3+H₂SO₄═Na2SO4+H2O+SO2↑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2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4Ca3(PO4)2+2H2SO4═2CaSO4+Ca(H2PO4)2稳定性：浓硫酸与亚硫酸盐反应Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+SO2↑3．强氧化性(1)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，本身一般被还原成二氧化硫。
Cu+2H2SO4(浓)=加热=CuSO4+SO2↑+2H2O2Fe+6H2SO4(浓)=加热=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O在上述反应中，硫酸表现出了强氧化性和酸性。
(2)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，本身被还原为二氧化硫。
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)=加热=3SO2↑+2H2O2P+5H2SO4(浓)=加热=2H3PO4+5SO2↑+2H2O(3)跟其他还原性物质反应浓硫酸具有强氧化性，实验室制取硫化氢、溴化氢、碘化氢等还原性气体不能选用浓硫酸。
H2S+H2SO4(稀)=S↓+SO2↑+2H2O2HBr+H2SO4(稀)=Br2↑+SO2↑+2H2O2HI+H2SO4(稀)=I2↑ +SO2↑+2H2O4.强酸性纯硫酸是无色油状液体，10.4℃时凝固。
加热纯硫酸时，沸点290℃，并分解放出部分SO3直至酸的浓度降到98.3%为止，这时硫酸为恒沸溶液，沸点338℃。
无水硫酸体现酸性是给出质子的能力，纯硫酸仍然具有很强的酸性，98%硫酸与纯硫酸的酸性基本上没有差别，而溶解三氧化硫的发烟硫酸就是一种超酸体系了，酸性强于纯硫酸。
纯硫酸是无色、粘稠，导电性能极高的油状液体，并不易挥发，但是加热沸腾前会产生大量的白雾状硫酸酸雾。
纯硫酸是一种非常极性的液体，其介电系数大约为100。
因为它分子与分子之间能够互相质子化对方，造成它极高的导电性，这是由于它发生自偶电离生成的两种离子所致，这个过程被称为质子自迁移。
这种反应机理是和纯磷酸以及纯氢氟酸所同出一辙的。
但纯硫酸达成这种反应平衡所需要的时间则比以上两者快得多，差不多是即时性的。
1.2 硫酸的生产方法生产硫酸最古老的方法是用绿矾（FeSO4·7H2O）为原料，放在蒸馏釜中锻烧而制得硫酸。
在煅烧过程中，绿矾发生分解，放出二氧化硫和三氧化硫，其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝，便可得到硫酸。
−−−→Fe2O3+SO2+SO3+14H2O2（FeSO4·7H2O）煅烧在18世纪40年代以前，这种方法为不少地方所采用。
古代称硫酸为“绿矾油”，就是由于采用了这种制造方法的缘故。
二氧化硫氧化成三氧化硫是制硫酸的关键，但是，这一反应在通常情况下很难进行。
后来人们发现，借助于催化剂的作用，可以使二氧化硫氧化成三氧化硫，然后用水吸收，即制成硫酸。
根据使用催化剂的不同，硫酸的工业制法可分为硝化法和接触法。
1.2.1 硝化法制造硫酸硝化法（包括铅室法和塔式法）是借助于氮的氧化物使二氧化硫氧化制成硫酸。
其中铅室法在1746年开始采用，反应是在气相中进行的。