14萬(wàn)噸硫酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書-wenkub
2023-07-10 05:10:40 本頁(yè)面
【正文】 上用于生產(chǎn)磷肥和復(fù)肥。在冶金工業(yè)中，鋼材加工及成品的酸洗要用硫酸；電解法精煉銅、鋅、鎘、鎳時(shí)，電解液需使用硫酸；某些貴金屬的精煉亦需用硫酸溶去雜質(zhì)的其它金屬。我國(guó)的硫酸工業(yè)起始于19世紀(jì)70年代，在舊中國(guó)產(chǎn)量很少，新中國(guó)建立后，硫酸工業(yè)獲得了高速發(fā)展。發(fā)達(dá)國(guó)家早就開(kāi)始普遍推廣了，由于近期進(jìn)口硫磺比國(guó)內(nèi)便宜，利潤(rùn)空間很大，大多數(shù)國(guó)內(nèi)硫酸生產(chǎn)廠家轉(zhuǎn)向用硫磺法生產(chǎn)硫酸。根據(jù)中國(guó)硫資源的特點(diǎn)，今后中國(guó)的制酸原料仍以硫鐵礦為主，同時(shí)大力發(fā)展冶煉煙氣制酸，穩(wěn)健的發(fā)展硫磺制酸、石膏制酸[1]。在煅燒過(guò)程中，綠礬發(fā)生分解，放出二氧化硫和三氧化硫，其中三氧化硫與水蒸氣同時(shí)冷凝，便可得到硫酸。7H2O加強(qiáng)熱，用冰水混合物+U型管冷凝即可，用NaOH吸收SO2，%的H2SO4 關(guān)鍵在于尾氣吸收。根據(jù)使用催化劑的不同，硫酸的工業(yè)制法可分為硝化法和接觸法。塔式法制出的硫酸濃度可達(dá)76%左右。接觸法制酸幾乎是世界上硫酸工業(yè)的唯一生產(chǎn)方法。到20年代后，由于釩觸媒的制造技術(shù)和催化效能不斷提高，已逐步取代價(jià)格昂貴和易中毒的鉑觸媒。這種方法優(yōu)于塔式法的是成品酸濃度高，質(zhì)量純（不含氮化物），但爐氣的凈化和精制比較復(fù)雜。為了達(dá)到較高的最終轉(zhuǎn)化率，必須采取多段催化轉(zhuǎn)化[3]。兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收流程：60年代以來(lái)，轉(zhuǎn)化工藝流程最大的變化就是采用了兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收新流程，簡(jiǎn)稱為兩轉(zhuǎn)兩吸。實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程需將寒流原料焙燒，故工業(yè)上稱之為“焙燒”。這樣，在三個(gè)基本工序之外，再加上原料的貯存與加工，含二氧化硫氣體的凈化，成品酸的貯存與計(jì)量，三廢處理等工序才構(gòu)成一個(gè)接觸法硫酸生產(chǎn)的完整系統(tǒng)。理論上催化氧化操作過(guò)程的段數(shù)越多，最終轉(zhuǎn)化率越高，而且過(guò)程更接近于最佳溫度曲線，催化劑的利用率越高。二氧化硫氧化反應(yīng)是一個(gè)可逆放熱反應(yīng)： 工藝流程說(shuō)明現(xiàn)運(yùn)用接觸法一轉(zhuǎn)一吸酸洗封閉流程生產(chǎn)硫酸，其生產(chǎn)工藝大致有六大工序，即：原料預(yù)處理、SO2爐氣制取、SO2氣體凈化、二氧化硫轉(zhuǎn)化、三氧化硫吸收、“三廢”處理。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括一個(gè)四段反應(yīng)器和四個(gè)換熱器。換熱器考慮到氣體有一定腐蝕性，故選用列管式換熱器。%[5]。190。溫度/平衡轉(zhuǎn)化率 ()式中： 190。190。190。表32 最適宜溫度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系Xt/%T/℃Xt/%T/℃ 確定操作線進(jìn)氣組成：SO2占，%,%所選取釩催化劑的起燃溫度為360℃確定轉(zhuǎn)化器一段進(jìn)口溫度430℃氣體經(jīng)每層觸媒后溫度升高，計(jì)算式是：表33 二氧化硫的濃度與l值的關(guān)系SO2濃度，%λSO3濃度，%λSO4濃度，%λ26061731027838972001130341178226123285156925214378由表33查得，濃度為8%的SO2對(duì)應(yīng)的l值為226。O2的進(jìn)氣量及成分： SO2的進(jìn)氣量及成分：N2的進(jìn)氣量及成分： 出一段氣體量及成分 出二段氣體量及成分 出三段氣體量及成分 出四段氣體量及成分 由以上計(jì)算匯總轉(zhuǎn)化器物料衡算結(jié)果于表35。(4)三段出口氣帶出熱：Q3=+= 轉(zhuǎn)化四段反應(yīng)熱與出口溫度(1)進(jìn)轉(zhuǎn)化器第四段氣體帶入熱量（以每小時(shí)氣量計(jì)算）已知進(jìn)四段觸媒層氣體溫度為405℃，所以可得各組分氣體的平均摩爾熱熔：SO2的平均摩爾熱容： SO3的平均摩爾熱容： O2的平均摩爾熱容：N2的平均摩爾熱容：故進(jìn)四段氣體每升高1℃所需的熱量為：SO2所需的熱量：SO3所需的熱量：O2所需的熱量：N2所需的熱量：所需的總熱量：帶入熱量=405=(2)℃所以可得各組分氣體的平均摩爾熱容：SO2的平均摩爾熱容： SO3的平均摩爾熱容： O2的平均摩爾熱容：N2的平均摩爾熱容：故出四段氣體每升高1℃所需的熱量為：SO2所需的熱量：SO3所需的熱量：O2所需的熱量： N2所需的熱量：所需的總熱量：(3)反應(yīng)熱摩爾反應(yīng)熱：總反應(yīng)熱：四段出口溫度kJ與預(yù)計(jì)溫度相近，合理。轉(zhuǎn)化器氣速，~,~。轉(zhuǎn)化器操作壓力，一般也是取各段的總平均值，~。外部換熱式轉(zhuǎn)化器，布?xì)鈱臃诌M(jìn)和出兩個(gè)，即布?xì)鈱痈叨葹?h2。而硫酸對(duì)皮膚、粘膜等組織有強(qiáng)烈的刺激作用，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重危害，所以對(duì)這些物質(zhì)必須進(jìn)行有效地防范。但進(jìn)入血液的二氧化硫仍可通過(guò)血液循環(huán)抵達(dá)肺部產(chǎn)生刺激作用。濃度達(dá)20ppm時(shí)，引起咳嗽并刺激眼睛。若飄塵表面吸附金屬顆粒，在其催化作用下，使二氧化硫氧化為硫酸霧，其刺激作用比二氧化硫增強(qiáng)約一倍。據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，在二氧化硫作用下，動(dòng)物肺癌的發(fā)病率高于單個(gè)因子的發(fā)病率，在短期內(nèi)即可誘發(fā)肺部扁平細(xì)胞癌[8]。濺入眼內(nèi)可造成灼傷，甚至角膜穿孔、全眼炎以致失明。有明顯呼吸系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)疾病者，禁止從事與二氧化硫有關(guān)的作業(yè)。積極防治肺水腫，可早期、足量、短期應(yīng)用糖皮質(zhì)激素。操作人員必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。防止蒸汽泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。鐵路非灌裝運(yùn)輸時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照鐵道部《危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸規(guī)則》中的危險(xiǎn)貨物配裝表進(jìn)行配裝。運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸車輛應(yīng)配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。硫酸廢水通常具有色度大、酸度高的特點(diǎn)，其主要有害物質(zhì)是硫酸、亞硫酸、礦塵、砷、氟以及多種金屬離子等。 三廢處理方案 廢氣低濃度的SO2煙氣回收方法很多，主要有氨．酸法、鈉一酸法和活性炭法，其中以氨一酸法應(yīng)用最為廣泛。(2)代替水補(bǔ)加到吸收塔循環(huán)酸槽內(nèi)，制成商品硫酸。 廢渣硫鐵礦含有豐富的鐵盒其他金屬，因此采用磁選鐵精礦、礦渣制磚、氯化球團(tuán)煉鐵等方法將其綜合利用。其次，感謝同組合作伙伴，在他們的團(tuán)結(jié)協(xié)作下我們出色的
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