【正文】 指導(dǎo)教師 2021 年 5 月 17 日 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 I 目 錄 前言 ....................................................................... 1 1 文獻綜述 ................................................................. 1 硫磺、硫化物及硫酸的性質(zhì) ............................................ 2 化學(xué)性質(zhì) ...................................................... 2 物理性質(zhì) ...................................................... 3 硫酸的生產(chǎn)方法 ..................................................... 3 硝化法制造硫酸 ................................................ 3 接觸法制造硫酸 ................................................ 4 硫酸生產(chǎn)工藝流程敘述 .............................................. 5 SO2氣體的制取 ................................................. 5 爐氣的凈化 .................................................... 6 SO2氣體的轉(zhuǎn)化 ................................................. 6 .................................................. 6 尾氣的處理 .................................................... 7 硫酸的用途 ........................................................ 7 硫酸的工業(yè)用途 ................................................ 7 硫酸的農(nóng)業(yè)用途 ................................................ 8 2 物料平衡計算 ............................................................ 8 設(shè)計要求 ........................................................... 9 熔硫部分的物料衡算 ................................................. 9 熔硫工段的能量衡算 ................................................. 9 3 主要設(shè)備 ............................................................... 10 熔硫釜 ............................................................. 11 焚硫爐 ............................................................ 11 轉(zhuǎn)化器 ............................................................ 13 干吸塔 ............................................................ 14 空氣鼓風(fēng)機 ........................................................ 14 循環(huán)吸泵 .......................................................... 15 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 II 廢熱鍋爐 .......................................................... 15 過熱器和省煤器 .................................................... 16 4 硫酸的安全生產(chǎn) ......................................................... 16 硫酸工業(yè)中催化劑的重要作用 ........................................ 17 硫酸生產(chǎn)中可能存在的危害 .......................................... 17 我國硫酸工業(yè)技術(shù)概況 .............................................. 18 安全防護措施及防護用具 ............................................ 18 環(huán)境保護與治理建議 ................................................. 18 設(shè)計小結(jié) .................................................................. 19 參考文獻 .................................................................. 20 致謝 ...................................................................... 21 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 III 10 萬噸 /年硫酸生產(chǎn)工藝設(shè)計 （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。 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 IV The design of the production process of 100000 tons of sulfuric acid (sulfuric acid sulfur melting process) Abstract 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 consists 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 selection 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 V 設(shè)計主要技術(shù)指標(biāo)（或研究目標(biāo)） 原料規(guī)格：硫磺： % 生產(chǎn)規(guī)模及工藝指標(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% 年開工時間： 300天 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 共 28 頁 前言 硫酸被譽為工業(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。 全世界各行消費硫酸比例（ %） 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 表 11 中國硫酸工業(yè)主要是以硫鐵礦制酸。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， 噸中壓蒸汽（不含低熱量利用） 。 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蠛芨撸浯嗡譀Q定了后續(xù)硫磺精致的程度及最終產(chǎn)品的質(zhì)量。從溢流口進入硫 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。液硫過濾由預(yù)涂、過濾、排渣三個基本步驟組成。 第一章 綜述 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 共 28 頁 硫磺、硫化物及硫酸的性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 硫磺： 易燃燒，著火點為 363 ℃ ，火焰呈藍色，一般情況下燃燒并不劇烈。濃硫酸有三大特性，分別為吸水性，脫水性和強氧化性。 5H2O）中的水。 如 C12H22O11????濃 硫 酸 12C+11H2O （三）強氧化性 （ 1）跟金屬反應(yīng) ①常溫下，濃硫酸能使鐵、鋁等 金屬鈍化 。如： C+2H2SO4(濃 ) ???? CO2↑ +2SO2↑ +2H2O S+2H2SO4(濃 )=3SO2↑ +2H2O （ 3）跟其他還原性物質(zhì)反應(yīng) 濃硫酸具有強氧化性，實驗室制取 H2S、 HBr、 HI等還原性氣體不能選用濃硫酸。 純硫酸是一種無色無味油狀液體。濃硫酸溶解時放出大量的熱，因此濃硫酸稀釋時應(yīng)該“酸入水，沿著器壁，慢慢傾倒，不斷進行攪”。加熱濃縮硫酸也只能最高達到 %的濃度。 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 。 鉛室法 鉛室法是在氣相中進行的反應(yīng)。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。 硫酸生產(chǎn)工藝流程敘述 荊楚理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 共 28 頁 圖 11 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行焚燒： S2 + 2O2=== 2SO2 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。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。首先讓大多數(shù) 一般控制 S