10萬噸硫酸干燥系統工藝的設計-wenkub
2023-06-21 17:54:11 本頁面
【正文】 子能工業(yè)中用于濃縮鈾。接觸法硫酸生產的原料有多種，其中每一種原料的制酸工藝也有多種，因此接觸法硫酸生產工藝過程種類很多。2．硫鐵礦硫鐵礦(主要成分FeS2,反應主程式4 FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2)制酸，在世界硫酸生產中所占比例有所下降。國外有些國家如日本、俄羅斯等從改革冶金工藝著手、穩(wěn)定氣量，提高氣體濃度，使得冶煉煙氣制酸技術發(fā)展很快。從鈦白和鋼鐵酸洗生成的硫酸亞鐵來生產硫酸，雖然建廠費用高，但為保護環(huán)境迫使廠家設法解決，這種廠系在沸騰爐內以硫鐵礦作燃料和還原劑進行焙燒反應。由于硫磺及硫化物在空氣中易于燃燒，生成SO2，即：S + O2 ══ SO2在此基礎上，使SO2催化氧化，即可獲得SO3，即：2SO2 + O2 ══ 2SO3這就是說，制硫酸的化學途徑由以上三個化學反應構成。（3）將SO3與H2O結合生成硫酸。焙燒最初得到的SO2氣體中含有礦塵和氣體雜質等，為避免堵塞管道設備和引起催化劑中毒，以及要求要轉化前對SO2原料氣進行凈化和干燥處理。以上從總體上概述了硫酸性質、用途，以及生產的原料、原理和方法，本設計主要是硫酸生產中爐氣干燥系統的設計，干燥是爐氣凈化、吸收系統的一部分。水分在爐器氣中以氣態(tài)存在，應采用吸收方式進行清除。兩相間的傳質速率方程式可用下式表示：G=KK—吸收速度系數，Kg/(m2吸收過程中除考慮提高吸收速率，,盡量少產生或不產生酸霧，盡量減少二氧化硫在吸收酸中溶解量等幾個方面。硫酸含量超過80%以后，硫酸蒸氣的含量逐漸增加，水蒸氣含量下降；硫酸含量達到94%以上，溫度達到100℃時，才有微量三氧化硫出現。僅從減少水蒸氣含量考慮，硫酸愈濃愈好，%時液面上幾乎沒有水蒸氣。綜上所述，干燥酸以93%95%硫酸較合適，而且具有結晶溫度較低的優(yōu)點，可以避免冬季低溫下，因結晶帶來操作和運輸上的麻煩。實際生產中，在冷卻面積一定時，干燥塔進酸溫度取決于冷卻水溫度及循環(huán)酸冷卻效率。若噴淋酸量少，會使酸濃度過多下降，酸溫度上升過高，從而降低干燥效果，導致產生酸霧。噴淋密度過大，不僅會增加氣體通過干燥塔的壓力降，也會增加循環(huán)酸量，此兩項均會增加過多的動力消耗。如大型制酸裝置，采用階梯環(huán)或矩按型填料，（濕基）可大大提高填料塔的生產強度。3．2主要設備—填料塔填料塔不僅廣泛用于爐氣的干燥，也用于爐氣的洗滌和三氧化硫的吸收。在有些干燥塔的頂部還設有捕沫層。階梯環(huán)的氣體通過能力和異鞍型填料相當，傳質效率高，抗污性能交好，也被廣泛采用。絲網除沫器可除去小于5微米的液滴，效率可達9899%，絲網用不銹鋼絲，耐酸合金鋼，聚四氟乙烯絲，聚全氟乙丙烯等材料編織，外行有帶狀和網狀兩種。 干燥塔熱量平衡表進入熱 KJ/h帶出熱 KJ/h入塔氣出塔氣貧液富液稀釋熱熱損失水汽液化熱總計 總計 設計條件 干氣： 組成 SO2 SO3 O2 N2 Ar ％（干基） 9 11 79 平均摩爾質量g/mol 64 80 32 28 40 干氣的平均摩爾質量 M干氣 = （64*9+80*+32*11+28*79+40* ） = 入塔干氣G干= Kmol/h =*= 水汽：G水= Kmol/h =*18= Kg/h入塔氣量為 G1=G干+G水=+= Kmol/h =+ = 氣體溫度：38℃ 氣體壓力： Pa ．2 入塔硫酸貧液量 L1==*= Kg/h入塔酸液溫度：℃ ．3 出塔氣量 干氣：G干= Kmol/h = 水汽：G水2=G水*1%=*1%= Kmol/h= *18= Kg/h出塔氣量為G2= G干+ G水2=+=50285 Kg/h出塔氣體溫度：℃出塔氣體壓力：800mmH2OP2=**1= K Pa ．4 出塔富液量L2= =*= Kg/h 出塔硫酸溫度：55℃ 干燥塔填料選用瓷矩鞍環(huán)，其特性參數如下： 公稱直徑 Dg=50mm 長寬厚＝80426mm 比表面積a=空隙率ε= 堆積密度ρp＝470 Kg/m3 每立方米填料數n＝8243個/m3 泛點填料因子φ＝216 壓降填料因子φ＝160 干填料因子F＝a/ε3＝ 液泛速度的計算 入塔氣體流量 G1濕氣＝ kmol/h＝＝ 由理想氣體狀態(tài)方程 PV=nRT得實際工況下的流量 G1濕氣，＝G1濕氣（+38）*(*) ＝ 出塔氣體流量 G2濕氣＝ kmol/h=50285Kg/h＝＝得實際工況下的流量 G2濕氣，＝G2濕氣（+）*(*) ＝ 液泛速度的計算 ρH2SO4 =1800Kg/m3 ρ干氣= Kg/m3硫酸的粘度為μL = .s L1/G2
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