硫铁矿生产5吨硫酸课程设计

广西科技大学鹿山学院

课程设计报告

课程名称：化工设计概论

课题名称：年产6500万吨硫酸工厂生产车间设计指导教师：李克林

班级：化工111班

组员：张树健文灿陈丽媛覃厚深黎照园成绩评定：

指导教师签字：

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目录

第一章概论 (2)

1.1硫酸的用途 (2)

1.2硫酸的性质和规格 (3)

第二章生产方法及原料的选择 (5)

2.1生产硫酸的生产原料选择 (5)

2.1．1硫铁矿为制酸原料原料 (5)

2.2生产硫酸的方法 (6)

第三章工艺流程的设计 (6)

3.1硫铁矿生产硫酸的工艺流程 (6)

3.2硫铁矿生产硫酸的工艺流程图 (9)

第四章工艺参数计算 (10)

4.1物料衡算 (10)

4.2 热量衡算 (14)

第五章设备选型设计 (16)

5.1沸腾炉 (16)

5.2 旋风除层器 (17)

第六章车间布置 (17)

第七章公用工程 (18)

7.1总平面布置 (18)

7.2交通组织 (18)

7.3防护设施 (19)

7.4绿化工程 (19)

7.5给排水及消防 (19)

7.5.1生产给水系统 (19)

7.5.2 生活给水系统 (20)

7.5.3循环冷却水系统 (20)

7.5.4消防给水 (20)

7.5.5排水系统 (20)

7.5.5.1清净排水系统 (20)

7.6供配电 (20)

7.6.1设计范围 (20)

7.6.2供配电方案 (21)

7.6.3照明设计 (21)

7.6.4厂区外线及道路照明 (22)

7.7主要电气设备和材料的选择 (22)

7.8通风除尘与空气调节 (23)

7.8.1空调方案 (23)

7.8.2通风方案 (23)

第八章经济估算 (23)

8.1概述 (23)

8.2 能耗分析 (23)

8.3 节能措施 (24)

8.4经济核算 (24)

8.4.1工程费用 (25)

8.4.2其他费用 (26)

8.4.3备用费用 (26)

8.4.4专项费用 (27)

8.4.5产品单位成本 (27)

8.4.6流动资金 (28)

8.4.7投资回收期 (28)

第九章环境保护及安全性 (28)

9.1废气处理 (28)

9.2废水处理 (28)

9.3废渣处理 (29)

9.4噪声处理 (29)

9.5清洁生产评述 (29)

9.6生产的安全性 (30)

第一章概论

1.1硫酸的用途

硫酸工业是重要的基本化学工业之一，硫酸是多种工业生产的基本原料，广泛地应用于国民经济的很多重要部门。硫酸主要的用途是生产化学肥料，用于生产磷铵、过磷酸钙、硫铵等，每生产1t过磷酸钙（以18%P2O5计）消耗350~360kg 的硫酸（100%硫酸）。另外，硫酸可以用于生产硫酸盐、塑料、人造纤维、染料、油漆、药物、农药、杀虫剂、杀鼠剂等；可用作除去石油产品中的不饱和烃和硫化物等杂质的洗涤剂；在冶金工业中用作酸洗液，电解法精炼铜、锌、镉、镍时的电解液和精炼某些贵重金属时的溶解液；在国防工业中与硝酸一起用于制取硝化纤维、三硝基甲苯等。现将硫酸在国民经济中的作用分述如下：

①为农业生产服务

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。

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360kg。

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1.4t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1.2t。

②为工业生产服务

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。例如用电解法精炼铜、锌、镉、镍时，电解液就需要使用硫酸，某些贵金属的精炼，也需要硫酸来溶解去夹杂的其他金属。在钢铁工业中进行冷轧、冷拔及冲压加工之前，都必须用硫酸清除钢铁表面的氧化铁。在轧制薄板、冷拔无缝钢管和其他质量要求较高的钢材，都必须每轧一次用硫酸洗涤一次。另外，有缝钢管、薄铁皮、铁丝等在进行镀锌之前，都要经过用硫酸进行酸洗手续。在某些金属机械加工过程中，例如镀镍、镀铬等金属制件，也需用硫酸来洗净表面

的锈。在黑色冶金企业部门里，需要酸洗的钢材一般约占钢总产量的5%～6%，而每吨钢材的酸洗，约消费98%的硫酸30kg～50kg。

1.2硫酸的性质和规格

硫酸的分子式为H2SO4，相对分子质量为98.078，外观为无色透明油状液体，密度（20℃）为1831kg/m³，常压下沸点为279.6℃。硫酸是重要的强酸，有很强的吸水性和氧化性。硫酸在溶于水时放出大量的热，溶解热为92kJ·mol。含H2SO498.4%的浓硫酸是硫酸-水体系的最高恒沸点组成，在硫酸生产的吸收工序中吸收能力强，不生成酸雾。但98%的硫酸结晶温度（融点）高，不适宜于冬季或寒冷地区使用。在寒冷条件下可生产92%的硫酸（结晶温度为-25.6℃）或93%硫酸（结晶温度为-35.1℃）。发烟硫酸是SO3的H2SO4溶液，SO3与H2O的摩尔比大于1，为无色油状液体，因其暴露于空气中逸出的SO3与空气中的水分结合形成白色酸雾，故称之为发烟硫酸。发烟硫酸主要是为有机化学工业的多种需要生产的。

生产中，可以根据硫酸的密度和当时硫酸的温度来确定硫酸的浓度，其关系如表1-1-1所示。大致来说，硫酸水溶液的密度随温度的降低和硫酸含量的增加而提高。

常用的硫酸有质量分数为75%，92%，98%硫酸和ω（SO3）为20%的发烟硫酸。75%硫酸原是塔式法生产的，主要用于磷肥生产，现由一些接触法硫酸厂副产。接触法硫酸厂主要生产98%或93%的硫酸。98%的硫酸密度最大，20℃为1836kg/m ³；无水硫酸的密度反而稍降。对发烟硫酸来说，含游离三氧化硫62%时密度最大，20℃为2003kg/m³。

1.3硫酸工业的发展