【正文】 貯存硫磺占地面積： 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 32 頁(yè) 10 26 ??? ? =2 庫(kù)面積利用率： 70% 則 倉(cāng)庫(kù)實(shí)際占地面積 為 ： %70 ?? m2 2. 熔硫過(guò)程 原料硫磺： 含 S 3 0 6 % 7 7 ?? t/h 含 H20 0 1 7 7 % 7 7 ?? t/h 含 A 0 5 3 1 % 7 7 ?? t/h 精硫量 1 9 6 0 6 ?? t/h 精硫后帶入水量： 汽化水量： ??? kg/h 渣料量： ? ? ???? kg/h 表 熔硫物料衡算表 進(jìn)項(xiàng) 量 /（ kg/h） 出項(xiàng) 量 /（ kg/h） 原料硫磺 精硫量 汽化水 渣 合計(jì) 合計(jì) 3. 熔硫熱量衡算 計(jì)算依據(jù) 如下 液硫消耗量 : 熔硫蒸汽壓力 : 6kg/cm3(絕壓 ) 液硫溫度 : 130150℃ 平均 140℃ 大氣溫度 : ℃ 正交晶硫變?yōu)閱涡本Я驕囟龋?℃ 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 33 頁(yè) 轉(zhuǎn)變熱： 硫融化熱： 熔融不含水的固體硫磺所消耗的熱量 Q′ ： 1 2 3 4 5Q 39。h) 噴淋酸量 : htMtD /9 063/8 792412 ???? ? 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 29 頁(yè) 其中 ， H2SO4 : 98%=H2 0： 2%=出塔酸量 : ht /49 810 0065 6 ??? 其中 ， H2SO4: t/h H2 0 : =出塔酸濃度 : %%10 049 8 85 6 ?? 9 8 % 9 7 .7 2 4 % = 0 .2 7 6 %98%%=% 干燥塔填料容積取 9 m3/(Nm3 系統(tǒng)物料衡算 【 11】 1. 轉(zhuǎn)化進(jìn)口氣量的確定 小時(shí)產(chǎn)酸所需要 SO3量 : ht / 8027 ?? 第一次轉(zhuǎn)化吸收 SO3的量 ： 設(shè)轉(zhuǎn)化進(jìn)氣量為 M tmol/h，則 吸收的 SO3的量 為 ： MM 7 2 3 %%)%%( ????? 同理， 第二次轉(zhuǎn)化 所吸收的 SO3量 ： ? ? MM 4 9 8 %%%)(%%)(%)%%( ??????????? htMM / 9 8 2 3 ?? 解得 : M== 1000 =60032Nm3/h 轉(zhuǎn)化進(jìn)口氣體組成： SO2 % SO3 % 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 26 頁(yè) N2 x% O2 %)%%( x??? 對(duì) O2作物料衡算： O2 %)%%(%% x?????? N2 x% 空氣中 : % %)%%(%% x xN ???????? 解得： X%=% O2=% 轉(zhuǎn)化進(jìn)氣組成（干基 ）如下表所示 : 表 組分 SO2 SO3 O2 N2 合計(jì) 量（ %） 100 轉(zhuǎn)化氣體中含 H2O(g)量： ? = Kg/h 2. 硫磺消耗量 : 每小時(shí)產(chǎn)酸量 : S → H 2SO4 32 98 X 解得： htX / ??? 原料硫磺含硫 %， 考慮硫處理過(guò)程中收率為 %， 則原料硫磺的實(shí)際消耗量： 247。 硫酸生產(chǎn)中的三廢治理 1. 廢氣中有害物質(zhì) 從吸收塔排出的尾氣中 ,仍還有少量的二氧化硫 ,一般含量在 %左右 (體積分?jǐn)?shù) ),尾氣中含有微量的三氧化硫和硫酸沫。 6．強(qiáng)度大，破損小。 以鋼材和少量耐熱不銹鋼材為主要材料的無(wú)立柱的結(jié)構(gòu) ,較適用于小型的轉(zhuǎn)化器。在槽頂蓋板中心設(shè)置攪拌器 ,通過(guò)攪拌漿的均勻旋轉(zhuǎn) ,使固體和液體充分混 合 ,以加速傳熱過(guò)程 ,提高熔化速度。 固體硫磺進(jìn)入熔硫槽中 ,被蒸汽盤中的飽和蒸汽加熱而熔化 ,同時(shí)硫磺中混入的 大多數(shù)雜質(zhì)也被分離出來(lái)。鍋爐全部重量由與下部爐體想界的兩個(gè)只座支撐于水泥墩上 ,其中的一個(gè)支座為活動(dòng)支座以滿足爐體膨脹量的要求。 20世紀(jì) 90年代中期建成的中小型硫磺制酸裝置大多采用水管鍋爐。具有較大的負(fù)荷適應(yīng)范圍。 缺點(diǎn)： 煙氣流速低 ， 傳熱系數(shù)小 ， 冷啟動(dòng)升溫慢 。液硫通過(guò)過(guò)濾之后灰分含量降低到 %（當(dāng)液硫中的灰分含量為 %）。 但是在國(guó)外普遍將主鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在干燥塔后，空氣通過(guò)空氣過(guò)濾器進(jìn)入干燥塔，濃硫酸吸收水分后，再送入主鼓 風(fēng)機(jī)。 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)所選的催化劑為國(guó)產(chǎn)的 S107 催化劑， 故將采用“ 3+2”五段轉(zhuǎn)化的 轉(zhuǎn)化流程。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下表所示： 表 四段轉(zhuǎn)化和五段轉(zhuǎn)化主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比表 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 18 頁(yè) 指標(biāo)名稱 轉(zhuǎn)化工藝 兩次轉(zhuǎn)化 一次轉(zhuǎn)化 最終轉(zhuǎn)化率 /l 催化劑用量 / 硫磺制酸 %～ % 170～ 190 %～ % 190～ 210 爐氣中∮（ SO2） /l 硫磺制酸 鼓風(fēng)機(jī)出口壓力 /kPa 尾氣中∮（ SO2）/ 裝置建設(shè)投資 /l %～ % 25～ 40 200～ 300 ～ %～ % 20～ 30 3500～ 4500 注 :表內(nèi)所列的催化劑用量系列采用進(jìn)口催化劑的數(shù)據(jù)；裝置建設(shè)投資以一次轉(zhuǎn)化工藝為基準(zhǔn)。因此隨著反應(yīng)的進(jìn)行，要采取相應(yīng)的方法來(lái)降低反應(yīng)的溫度。 3. 靠 SO2 反應(yīng)放出的熱量 ,應(yīng)能維持正常操作 ,不要從外 界補(bǔ)充加熱 ,亦即要求達(dá)到 ” 自熱 ” 平衡。近年 來(lái) , 陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)在干吸工段得到了廣泛應(yīng)用 , 如陽(yáng)極保護(hù)不銹鋼管殼式濃硫酸冷卻器、陽(yáng)極保護(hù)不銹鋼濃硫酸管道、陽(yáng)極保護(hù)不銹鋼槽管式分酸器、陽(yáng)極保護(hù)不銹鋼混酸槽等 , 大大降低了設(shè)備腐蝕速率 , 延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命 , 提高了濃硫酸 的質(zhì)量 , 提高了系統(tǒng)的開(kāi)車率 , 值得推廣。但 相信隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展 ,今后 ,此流程將會(huì)被逐步采用。 流程三：三塔兩槽三泵干燥酸與一吸酸混合流程 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 14 頁(yè) 圖 三塔兩槽三泵干燥酸與一吸酸混合流程示意 流程四：三塔一槽一泵流程 圖 三塔一槽一泵流程示意 四種干吸流程的特點(diǎn)見(jiàn)下表： 表 四種干洗流程對(duì)比表 流程 特點(diǎn) 相對(duì)投資額 /1 流程一 流程長(zhǎng)、設(shè)備多 ,控制點(diǎn)多 ,串酸量大 ,酸泵及酸冷卻器材料的耐腐蝕要求高 ,裝置占地面積大 ,尾氣排放的 SO2量小 ,投資額高 流程二 控制點(diǎn)略少 ,串酸量大 ,酸泵及酸冷卻器材料的耐腐蝕要求略高 ,尾氣排放的 量略大 ,硫的損失略高 ,投資額中等 流程三 控制點(diǎn)略少 ,串酸量小 ,酸泵及酸冷卻器材料的耐腐蝕要求略低 ,尾氣排放的 SO2量小 ,投資額中等 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 15 頁(yè) 流程四 流程短 ,設(shè)備少 ,控制點(diǎn)少 ,無(wú)需串酸 ,裝置占地面積小 ,尾氣排放的 SO2 量略大 ,投資省 通過(guò)對(duì)上述四種干吸流程的分析比較 ,對(duì)于目前國(guó)內(nèi)大、中型硫磺制酸裝置 ,認(rèn)為干吸流程宜采用流程三（三塔兩槽三泵干燥酸與一吸酸混合 流程），理由如下： 1. 流程一所使用的管線復(fù)雜 ,設(shè)備多 ,控制點(diǎn)多 ,容易造成管道泄漏的點(diǎn)多 ,控制麻煩。 S1071H 型和 S1071H（ Y）型催化劑的起燃溫度為 360℃ 370℃，正常使用溫度為 480℃ 580℃，適合作“引燃層”催化劑（低溫釩 催化劑）。產(chǎn)品一般為圓柱形，直徑 410mm,長(zhǎng) 615mm。（ SO2， O2的起始濃度 a，b以及轉(zhuǎn)化率 X ） )1( 232 22 ????? SOSO SOo pp ppkr 223OSOPSO ppk p?? SO2的摩爾分率 )1(100 ??? ay ?? ddaddyr ????? 100 PaabPO ??? ??? PaaPSO ??? ??? )1(2 PaaPSO ??? ?? 將此三式代入動(dòng)力學(xué)方程式便可得： ?? ddxaddyr 100??? ? ? ? ? ??????????? ??? 22 1100 xK xaxaxbpxxa kddx P? 催化劑的選擇 在硫酸生產(chǎn)過(guò)程中 ,研制耐高溫高活性催化劑相當(dāng)重要 ,普通催化劑允許起貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 11 頁(yè) 始的∮ (SO2)在 10%以下 ,若能提高它們的耐熱性 ,在高溫下仍能長(zhǎng)期的保持高活性 ,就可以允許大大提高起始的∮ (SO2),不但能增加生產(chǎn)能力 ,降低生產(chǎn)成本 ,而且能獲得滿意的 SO2轉(zhuǎn)化率 .現(xiàn)在我國(guó)廣為采用的是 S1012H 型、 S1071H 型和 S108H 型三種催化劑 ,它們?yōu)榄h(huán)狀釩催化劑 .比較先進(jìn)的有 S1012H(Y)型、S1071H(Y)型 ,它們是菊花環(huán)狀釩催化劑 ,床層阻力降比 上述二系列催化劑基本相同 ,催化劑化學(xué)成分同上述二系列相同，主催化劑為 V2O5,助催化劑為 K2O、K2SO、 MO3等 .將 SO2 氧化 SO3 的催化劑主要有三種：金屬鉑、金屬氧化物（主要是氧化鐵）和釩催化劑。但要是增加 SO2的濃度，又必須要增加催化劑的填裝量。從平衡轉(zhuǎn)化率的角度，溫度低，平衡轉(zhuǎn)化率就高，操作溫度低有利；從反應(yīng)速率的角度，溫度高，反應(yīng)速率就快，操作溫度高有利，但是催化劑有活性范圍，太高太低都不行。 ，有利于環(huán)境的保護(hù) 。溫 度降低也有分解出 H2S的傾向。這些酸是在潮濕的環(huán)境和在細(xì)菌的作用下 ,硫被空氣緩慢氧化而形成的。硫磺中灰分能污染加熱表面而降低它的傳熱系數(shù) ,部分灰分在熔硫槽、澄清槽中沉降 ,過(guò)多的灰分將縮短熔硫槽和澄清槽的清理周期。 面對(duì)未來(lái) , 我們充滿信心 ： 經(jīng)過(guò)入世風(fēng)雨的滌蕩之后