【正文】 狀液體，密度（ 20℃ ）為 。工業(yè)上使用的硫酸是硫酸的水溶液，即 SO3與 H2O 摩爾比≤ 1 的物質(zhì)。硫酸最重要的用途是生產(chǎn)化學肥料，用于生產(chǎn)磷銨、重過磷酸鈣、硫胺等。在石油工業(yè)中，石油精煉需要使用大量硫酸作為洗滌劑，以除去石油產(chǎn)品中的不飽和烴的硫化物等雜質(zhì)。運載火箭所用染料亦離不了硫酸。為了減少污染，降低生 產(chǎn)成本改用硫磺制硫酸。用它生產(chǎn)的硫酸占硫酸總產(chǎn)量的 80﹪以上，其它原料在 20﹪以下，其中冶煉煙氣占 16﹪左右。 7H2O)為原料，放在蒸餾釜中煅燒而制得硫酸的方法。 實驗室硫酸制法 ： 可以用 加強熱，用冰水混合物 +U 型管冷凝即可，用 NaOH 吸收 SO2，理論可得 %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 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雜。為了達到較高的最終轉(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，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，簡稱為兩轉(zhuǎn)兩吸。實現(xiàn)這一過程 需將寒流原料焙燒，故工業(yè)上稱之為“焙燒”。這樣，在三個基本工序之外，再加上原料的貯存與加工，含二氧化硫氣體的凈化，成品酸的貯存與計量，三廢處理等工序才構(gòu)成一個接觸法硫酸生產(chǎn)的完整系統(tǒng)。理論上催化氧化操作過程的段數(shù)越多，最終轉(zhuǎn)化率越高，而且過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)是一個可逆放熱反應(yīng)： 2 2 3cat12 pS O O S O Q?????? ?? 3 1232*p **SOSO OPKPP? 武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設(shè)計說明書 6 p ? ? ? 工藝流程說明 現(xiàn)運用接觸法一轉(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)包括一個四段反應(yīng)器和四個換熱器。換熱器考慮到 氣體有一定腐蝕性，故選用列管式換熱器。 溫度與平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系 [6] 在 400~700℃時， 5 1 4 0 .6lg 4 .8 8 1 7PK T?? （ ） 式中： PK —— 平衡常數(shù) T—— 溫度 /K 平衡轉(zhuǎn)化率100 ( )PTTPTKXaXKP b aX? ?? ? （ ） 式中： a =8%—— 進轉(zhuǎn)化器的爐氣中 2SO 的濃度（ %） b=10%—— 進轉(zhuǎn)化器的爐氣中的 2O 的濃度（ %） 第四換熱器 降溫去吸塔 第三轉(zhuǎn)化爐 第三換熱器 第四轉(zhuǎn)換爐 原 料 氣 第四換熱器 鼓風機 第 三換熱器 第二換熱器 第一換熱器 第一轉(zhuǎn)化爐 第一換熱器 第二轉(zhuǎn)化爐 第二換熱器 武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設(shè)計說明書 8 P=—— 系統(tǒng)總壓力 /Kpa 取反應(yīng)溫度 T 由公式（ ）計算 PK 由公式（ ）計算 TX 試差過程： 400T? ℃ 時，由公式 5 1 0 4 .6lg 4 .8 8 1 7PK T??得 pK =， 由公式100 ( )PTTPTKXaXKP b aX? ?? ?，設(shè)等式右邊 tX =，得 tX =； 同上：設(shè) tX = 得 tX =,； tX = 得 tX =； tX =得 tX =； tX = 得 tX =.； tX = 得 tX =。 武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設(shè)計說明書 9 計算得最適宜溫度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系列表 32。 各段進口溫度及轉(zhuǎn)化率 表 34 一次轉(zhuǎn)化分段轉(zhuǎn)化率和溫度 段數(shù) 一 二 三 四 轉(zhuǎn)化率 /% 99 進口溫度 /℃ 380 455 410 380 由圖 以及表 34 的數(shù)據(jù)可得： 轉(zhuǎn)化器第一段操作線方程： t=380+226(x0) 第二段操作線方程： t=455+226() 第三段操作線方程： t=410+226() 第四段操作線方程： t=380+226() 圖 四段反應(yīng)過程的 XT 關(guān)系圖 本設(shè)計為 25 萬噸 /年硫酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)工藝設(shè)計（以每小時計算），由 72 2 5 1 0 1 1 3 5 7 . 93 0 0 2 4 9 8 0 . 9 9S O K m o l?? ? ? ?? 武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設(shè)計說明書 11 可得實際進氣總量為 13 5 7 .9 4 4 7 3 .7 50 .0 8 K m o l?? 為方便計算，本設(shè)計假設(shè)進氣總量為 1000Kmol,故在最后的計算結(jié)果上需乘上系數(shù) 1000 ? 進轉(zhuǎn)化器一段氣體量及成分 以 1000Kmol 的進氣量為標準進行計算，已知 2SO 占 8%， 2O 占 10%， 2N 占82%. O2的進氣量及成分： 2 100 0 100O km ol? ? ? 2() 10 0 32 32 00Om kg? ? ? 2 3() 10 0 22 .4 22 40OVm? ? ? SO2的進氣量及成分： 2 100 0 80SO km ol? ? ? 2() 80 64 51 20SOm kg? ? ? 2 3() 80 22 .4 17 92SOVm? ? ? N2的進氣量及成分： 2 100 0 820N km ol? ? ? 2() 82 0 28 22 96 0Nm kg? ? ? 2 3() 820 1836 8NVm? ? ? 出一段氣體量及成分 2 80 (1 ) k m ol? ? ? ? 3 80 2 6SO k mol? ? ? 2 11 0 0 6 0 . 1 6 6 9 . 9 22O k m o l? ? ? ? 2 820N kmol? 武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設(shè)計說明書 12 出二段氣體量及成分 2 80 ( 1 95 ) k m ol? ? ? ? 3 80 5