【正文】 800Kt/a硫磺制酸裝置工藝設計設計者：鄧小東學 號：007班 級：黔化本041指導老師：劉珍賢 2009年5月16日 畢業(yè)設計（論文）任務書設計（論文）題目：800KT/a 硫磺制酸裝置工藝設計 函授站： 北京化工大學 專業(yè)：化學工程與工藝 班級： 黔化本041班 學生姓名：鄧小東 指導教師（含職稱）： 劉珍賢 1．設計（論文）的主要任務及目標設計的主要任務：根據(jù)畢業(yè)設計課題要求，結合設計條件，主要完成800KT/a硫磺制酸裝置設計說明書、氣體流量及組成計算、液體流量及組成計算、氣體熱量計算、循環(huán)酸溫計算、主要設備尺寸核算、主要管道尺寸核算。設計目標：采用先進成熟的工藝設備，節(jié)能措施和環(huán)保措施，達到高效、節(jié)能、環(huán)保的要求，取得好的經(jīng)濟效益。2．設計（論文）的基本要求和內容硫磺制酸裝置的物料衡算和熱量衡算，及主要設備的尺寸計算、定型型號的選擇，原輔材料的消耗計算，和帶工藝控制點的工藝流程圖和設備裝備圖的繪制，設計說明書的編制。3．主要參考文獻（1）南京化學工業(yè)（集團）公司設計院編寫、化工部硫酸工業(yè)信息站出版的《硫酸工藝設計手冊之工藝計算篇》； （2）南京化學工業(yè)（集團）公司設計院編寫、化工部硫酸工業(yè)信息站出版的《硫酸工藝設計手冊之物化數(shù)據(jù)篇》；（3）南化公司設計院一室供稿、南化公司研究院《硫酸工業(yè)》編輯部編印的《接觸法硫酸工藝設計常用參考資料選編之試用稿第三分冊》；（4）湯桂華主編，《化肥工學叢書、硫酸》，化學工業(yè)出版社出版發(fā)行。4．進度安排設計（論文）各階段名稱起 止 日 期1設計安排查詢資料和參觀考察2009年12月份2設計實施階段2009年3月1日25日3設計中期檢查209年3月28日4設計完善階段2009年4月1日5月15日5設計畢業(yè)答辯2009年5月16日設計誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的設計是本人獨立完成，設計中有關資料和數(shù)據(jù)是實事求是的。盡我所知，除文中已經(jīng)加以標注和致謝外，本設計不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果。若有不實之處，本人愿意承擔相關法律責任。作者簽名： 鄧小東 日期：2009 年 5 月 16 日800Kt/a硫磺制酸裝置工藝設計摘 要硫酸是一種重要的基本化工原料。在我國，硫酸產品有20%、75%、93%和98%等不同規(guī)格。硫酸主要用于生產磷肥，其消費量占硫酸的總消耗量的60%以上。硫酸還用于生產還廣泛的用于冶金、印染、醫(yī)藥等行業(yè)。本設計主要介紹了年產80萬噸硫磺制酸的工藝計算（主要原物料的物料衡算和熱量衡算）、主要設備的尺寸計算及選型、工藝流程的配置、安全生產、環(huán)境保護等。熔硫工段采用了液硫過濾器和液硫儲罐；轉化工段采用了硫酸工業(yè)中技術成熟的“兩轉兩吸”3+2五段轉化工藝，并采用了開車間接升溫系統(tǒng)、全不銹鋼轉化器及國產優(yōu)質釩觸媒催化劑，確保一轉轉化率達到93%、二轉轉化率達到98%，%；吸收工段采用大開孔球拱和新型填料、蝶形底、帶陽極保護的不銹鋼酸冷器和管槽式分酸器、一二吸采用國產纖維除霧器，并增設尾氣堿液吸收裝置（用于開停車和事故性排放），%；鍋爐工段采用熱管省煤器、火管鍋爐、反滲透脫鹽水、熱力除氧、蒸汽透平風機，確保余熱的充分合理的利用。在技術經(jīng)濟方面確保技術先進成熟，節(jié)省建設投資，為投產后獲得好的經(jīng)濟指標打下基礎，環(huán)境指標上則達到國家最新的污染物排放標準。由此證明本設計在工藝計算、工藝流程的配置、設備的選用上是合理的成功的。關鍵詞：硫磺；硫酸；工藝；設備；設計目 錄總 論 7 7 7市場需求預測 9 國內外近期、遠期需求量預測 9 產品的銷售預測、競爭能力和進入國際市場的前景 9產品方案及生產規(guī)模 10 產品方案的選擇 10 生產規(guī)模 10 產品、中間產品和副產品的品種、規(guī)格及質量指標 10 催化劑的選擇 10工藝技術方案 13 工藝技術方案的選擇 13 工藝流程簡述、余熱回收系統(tǒng)方案的選擇和消耗定額 15 全廠主要物料平衡 18 自控技術方案 18 22 標準化 26主要原料、輔助材料及燃料的供應 26 26 26建廠條件和廠址方案 27 27 28公用工程和輔助設施方案 28 28 30 31 32 貯運設施 35 空壓站 36 機、電、儀修 37 化驗室 37 土建 37環(huán)境保護 38 廠址與環(huán)境現(xiàn)狀 38 執(zhí)行環(huán)境質量標準及排放標準 38 建設項目的主要污染源及污染物 39 環(huán)境保護與綜合利用論述 40 環(huán)境保護費用 40勞動保護與安全衛(wèi)生 41 41 44工廠組織和勞動定員 45 45 45 451項目實施規(guī)劃 46 建設工期規(guī)劃 46 461研究結論 47 47 471設計條件……………………………………………………………481氣體流量及組成計算………………………………………………491液體流量及組成計算………………………………………………521氣體熱量計算………………………………………………………541循環(huán)酸溫計算………………………………………………………581主要設備尺寸核算…………………………………………………601主要管道尺寸核算…………………………………………………65 參考文獻 66 制謝 66附件：相關圖紙總 論（1）項目名稱： 800Kt/a硫磺制酸工程（1）大力加強工藝流程與設備配套開發(fā)的工作，在充分吸取國內外科技成果的基礎上，通過設計方案的比較和選擇，提高裝置的技術水平，完全實現(xiàn)設備國產化，以節(jié)約工程建設投資。確保裝置技術先進、工程投資省、運行費用低，裝置運行可靠性高。做出高水平、高質量、高效益的“三高”設計。（2）在做好主裝置設計的同時，要注重節(jié)能、環(huán)保、安全、消防、抗震、勞動安全及工業(yè)衛(wèi)生的配套設計?！叭龔U”排放必須符合國家的有關標準和本項目環(huán)評報告的要求。生產操作的環(huán)境條件必須符合國家勞動安全及工業(yè)衛(wèi)生的要求。貫徹執(zhí)行國家有關環(huán)境保護和職業(yè)安全衛(wèi)生的政策和法規(guī)。（3）認真貫徹“五化”的設計原則，盡量提高“工廠布置一體化、生產裝置露天化、（建）構筑物輕型化、公用工程社會化、引進技術國產化”的程度。貫徹“安全生產，預防為主”的方針，確保本工程投產后符合職業(yè)安全衛(wèi)生的要求，保證職工的安全和健康。（4）在確保工程質量的前提下，盡量降低工程造價，使項目綜合技術經(jīng)濟指標達到先進水平。 、投資的必要性和經(jīng)濟意義（略）（1）本項目所產硫酸，作為下游磷化工產品的原料，符合企業(yè)產業(yè)鏈的需要，裝置建成后具有較好的經(jīng)濟效益。（2）本項目采用生產技術先進、成熟、可靠，設備全部實現(xiàn)國產化，既降低了工程投資，又為裝置長周期穩(wěn)定運行提供了保障。（3）本項目“三廢”治理措施有效，項目建設滿足環(huán)保要求。（4）本項目財務評價結果良好：項目總投資預計12000萬元。綜上所述，本項目是可行的，投資是必要的。附：主要技術經(jīng)濟指標序號指標名稱單位數(shù)量備注一生產規(guī)模及產品方案1硫酸98%kt/a折100%為800 kt/a2kt/a960二年操作日天3338000小時1日產量噸24002小時產量噸100三主要原材料、燃料用量1硫磺kt/a800000332247。10002釩觸媒噸新工廠一次添加468噸，之后每年消耗56噸.7203柴油t/a176開車升溫用五公用工程消耗量1供水（補充新鮮水）m3/h5001005噸水/噸酸2用電負荷380V（總裝機容量）KW382585度/噸100噸45%10KV（總裝機容量）KW467585度/噸100噸55%年用電量（上透平風機）184080萬噸23度/噸3供汽低壓蒸汽（≤）t/h120100噸六“三廢”排放量1廢氣Nm3/h1853562廢渣t/a5016七運輸量kt/a272產品硫酸自產自用，不外賣。1運入量：kt/a2運出量：kt/a八全廠定員人501其中：生產工人人442非生產人員人6九廠內占地面積畝60十全廠建筑面積m21198860畝66630%十一工程項目總投資（估計）萬元12000市場需求預測 國內外近期、遠期需求量預測國際上硫酸生產主要以硫磺為原料，上個世紀九十年代,由于國際硫磺市場持續(xù)低迷、國內冶煉技術的不斷發(fā)展，我國硫酸生產的原料結構發(fā)生了深刻變化，硫磺制酸與冶煉氣制酸得到了飛速發(fā)展，改變了過去依賴硫鐵礦的單一格局。2004年中央緊抓三農問題，出臺一系列對化肥企業(yè)的利好政策，促進了磷復肥特別是高濃度磷復肥生產，磷復肥每月以同比20%以上的速度增長；二是國民經(jīng)濟的快速增長，增加對硫酸的需求。20052007年全國硫酸產量（單位：萬噸）制酸品種2005年產量占總產量比例%2006年產量占總產量比例%2007年產量占總產量比例%全國產量（萬噸）462510050441005700100其中：硫磺制酸197443223344265547其中：冶煉煙氣制酸98121116323131523其中：硫鐵礦制酸162135159332167829其中：其他原料制酸581551521 產品的銷售預測、競爭能力和進入國際市場的前景本項目所產硫酸全部公司自用，不需外售。產品方案及生產規(guī)模 產品方案的選擇 產品方案的選擇的依據(jù)隨著企業(yè)的下游磷化工產品投產后，硫酸總需求量將達到800kt/a，為了節(jié)省造價，降低成本及規(guī)避風險，本項目硫酸產量確定為800kt/a, 副產蒸汽可供濃縮磷酸、自身熔硫及生活取暖使用。 產品方案的確定本項目最終產品為：98%硫酸副產品：。 生產規(guī)模98%硫酸硫酸：。：120t/h 產品、中間產品和副產品的品種、規(guī)格及質量指標 本項目建成后，其產品和副產品品種見下表：序號產品新增產量備注1硫酸98%2120t/h小時產量、中間產品和副產品的品種、規(guī)格及質量指標(1) 硫酸：產品執(zhí)行國家標準GB/T5342002表中濃硫酸一等品標準項 目指 標（一等品）硫酸（H2SO4），%≥灰分的質量分數(shù), %≤鐵（Fe），%≤砷（As），%≤汞（Hg），%≤鉛（Pb），%≤透明度 ，mm≤50色度，≤(2)、工業(yè)硫磺：產品執(zhí)行國家標準GB/244981表中二級品標準H2SO4算指標名稱一級二級三級測定方法硫% ≥GB245181灰分%≤GB245381酸度（以H2SO4計）%≤GB245481砷（As）%≤GB245681鐵（Fe）% ≤不規(guī)定GB245781有機物 % ≤GB245581水分% ≤GB245281100目篩（）篩余物%≤無無不規(guī)定GB245881200目篩（）篩余物%≤不規(guī)定機械雜質（木、砂、紙）不允許 (3)　飽和蒸汽：執(zhí)行企業(yè)標準P(a)= 催化劑的選用SO2的轉化反應是一個放熱、可逆、體積縮小的氧化反應，是硫酸生產的重點工段，SO2的轉化完全與否，關系到原料硫磺的利用率、環(huán)境保護和經(jīng)濟效益等，所以對SO2氧化用催化劑的選擇提出了更高要求。SO2氧化反應所用催化劑要求滿足以下條件：①有較高的轉化率，目的是提高硫的利用率和減少二氧化硫排放量。②有較低的起燃溫度、較高的耐熱性能，以降低能耗，縮短開車預熱時間，并適應氣濃、氣量的變化。③使用壽命長，以保證系統(tǒng)的長期開工率?，F(xiàn)在硫酸生產中的二氧化硫氧化主要用的是釩催化劑。釩催化劑是以五氧化二釩（V2O5）為主要活性成分，其組成為V2O55~9%、SO310~20%、SiO250~70%，并含有少量Fe2OCaO、MgO及水份等。以堿金屬鹽類（硫酸鹽）作助催化劑，以硅膠、硅藻土、硅酸鹽作為載體。而引起釩催化劑中毒的主要物質是砷、氟、酸霧以及礦塵等。除了礦塵覆蓋催化劑表面降低催化劑活性外，其它3種有毒物質是以化學中毒形式來使催化劑中毒失去活性的。