【正文】 對(duì)設(shè)計(jì)有了一個(gè)初步的印象，對(duì)我以后的研究生學(xué)習(xí)以及走上工作崗位后的科學(xué)研究有很大的幫助。 則取塔頂高度 H1= 填料 高度 Hp= 塔的底部空間高度 對(duì)釜液流量大的塔，停留時(shí)間一般取 3—5 分鐘，取停留時(shí)間 4 分鐘計(jì)算。 除沫器 為了確保氣體的純度，減少液體的夾帶損失，選用除沫器。 30 分布點(diǎn)密度計(jì)算 按 Eckert 建議值， 1200D? 時(shí)，噴淋點(diǎn)密度為 42 點(diǎn) /m2，因該塔液相負(fù)荷較大， 布液點(diǎn)數(shù)為 [5]。 G——?dú)怏w密度， kg/m3 G = 標(biāo) kg/m3 [1] 操作氣速的校核 2 0 . 2 0 . 2 5 0 . 1 2 53l o g [ ( ) ] 1 . 7 5 ( ) ( )GGF LLLW LAgG??? ?? ? ??? 取瓷矩鞍填料，則 3 ?? ? ，公稱尺寸 DN=25 mm ， A= G= kg/m3，L= kg/m3， L=13 cP G= kg/h, L= kg/h, g= m/s2 代 入計(jì)算得： WF= m/s WF= m/s m/s 故取空塔操作氣速 u= m/s 符合要求 [1]。 4．抗污，抗堵的性能好。采用帶陽極保護(hù)的槽管式酸分布器，雖然一次性投資較大，但酸分布點(diǎn)多，分酸效果好，使用壽命長(zhǎng)，且節(jié)省了維護(hù)和維修的費(fèi)用。一般采用高鋁制耐酸瓷填料支撐結(jié)構(gòu)，有的采用大跨度、高開孔率的耐酸高鋁瓷條梁，也有的采用高開孔率的瓷球拱。 ) [3] Q 氧 = = kJ/h Q 氮 = = kJ/h Q 水 = = kJ/h 空氣帶入熱 Q 空入 = Q 氧 + Q 氮 + Q 水 = kJ/h 2） 酸帶入熱量 進(jìn)口溫度 40 ， 98%硫酸熱含量 :[1] Q 酸入 = = kJ/h 3） 酸稀釋熱 湯姆生式計(jì)算 H= [1] 其中： H 為硫酸的稀釋熱， n 為每克硫酸所加入的克分子水?dāng)?shù) n1= = n2= = 20 H1H2= = kcal/kmol 酸稀釋熱 Q 稀釋 = = kJ/h 4 熱損失：因干燥塔中溫度與外界溫度相差不大，故忽略不計(jì)。 年平均相對(duì)濕度 :%； 年平均大氣壓 :； 水飽和蒸汽壓 Ps= [2] 。尾氣中二氧化硫的含量與二氧化硫的轉(zhuǎn)化率直接有關(guān) ,但實(shí)際生產(chǎn)中 ,使總轉(zhuǎn)化率達(dá)到 99%以上 ,尾氣中二氧化硫含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)是有一定困難的 ,一般對(duì)尾氣進(jìn)行回收 ,尾氣回收的方法目前主要是氨 酸法和堿法。各種溫度下不同濃度硫酸的總蒸氣壓，可有下式計(jì)算： logp＝ A－ B/T 式中 p— 蒸氣壓， Pa T— 絕對(duì)溫度， K A、 B— 與酸濃度有關(guān)的常數(shù) 當(dāng)溫度一定時(shí)，硫酸液面上的總蒸氣壓隨硫酸濃度升高而降低，且在 %時(shí)總蒸氣壓最低。這說明在常壓下只能將稀硫酸濃縮到 %，成為理論上的濃縮濃度?？梢姴煌臏囟认掠胁煌臒崛?，為了使用上的方便，在工程計(jì)算中采用平均熱容。市場(chǎng)上幾種常見硫酸品種的結(jié)晶溫度如表 1－ 2 所示： 表 12 常用硫酸和發(fā)煙硫酸的結(jié)晶溫度 掌握了硫酸結(jié)晶溫度具有下述意義： 。當(dāng)固定硫酸濃 度，相對(duì)密度則隨溫度升高而下降。 硫酸的濃度通常用其中所含硫酸的重量百分?jǐn)?shù)來表示。有的可以達(dá)到或超過燃爆濃度 (常溫下為 %,但液硫貯槽溫度 132℃ 下為 %)。與完全沒有水分時(shí)比較 ,每含 1%水分 ,熔硫蒸汽的理論消耗量 (指完全沒有熱損失時(shí) )增加 %。硫磺制酸基本上是為磷肥企業(yè)配套建設(shè)的，因此我國(guó)磷肥生產(chǎn)嚴(yán)重地受控于國(guó)際硫磺市場(chǎng)。 由于我國(guó)硫鐵礦資源較豐富 ,國(guó)內(nèi)的硫酸企業(yè)基本采用礦石制酸工藝。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的變化，硫磺制酸體現(xiàn)了越來越多的優(yōu)點(diǎn)： 4 450550 元 /噸，國(guó)內(nèi)硫鐵礦到廠價(jià)格為 200 220 元/噸（折 35%S）。 發(fā) 展 硫鐵 礦礦源包 括 后 備 資 源的 勘 探 、 資 源開發(fā) 利 用的 規(guī) 劃和 評(píng)價(jià) 、 資 源 合理利 用的 研 究 、 技術(shù) 開 發(fā) 、 礦山 建設(shè) 、 提高 生 產(chǎn)能 力和 技術(shù)水平等 。 目 前 的 高 價(jià)位 應(yīng) 該 3 能促使 我國(guó) 硫 磺 制酸增長(zhǎng)的勢(shì) 頭下 降 。 硫酸幾種不同的生產(chǎn)工藝 以 硫磺 為原 料 進(jìn) 口 硫磺 可 充分利 用 世 界 硫資 源 ， 以 補(bǔ) 充 我 國(guó) 硫資 源的不足 ， 其前提 是 世 界上要有 多 余 的 硫磺供應(yīng) 。這些措施大大改善了工藝和裝備狀態(tài) ， 延長(zhǎng)了裝備的使用壽命 ， 減少了維修。對(duì)重有色金屬冶煉工業(yè)的硫酸工程 , 硫酸裝置的規(guī)模大小取決于冶煉的金屬和所選用的冶煉工藝。我國(guó)自行設(shè)計(jì)、自己建設(shè)的中、小型硫酸工程遍及全國(guó) , 還承擔(dān)了許多大型硫酸工程設(shè)計(jì)。一般情況下 ， 以硫鐵礦制酸工藝較復(fù)雜些 ， 硫磺制酸過程簡(jiǎn)便些。硫鐵礦制酸的南化、開封、云峰、銅陵、黃麥嶺、大峪口等大型硫酸工程和冶煉煙氣制酸的貴溪、白銀、葫蘆島、韶關(guān)、株洲、金川、金隆等大型硫酸工程的設(shè)計(jì)都在不同程度上考慮了其配套的地位。 工程設(shè)計(jì)的組織體制逐步與國(guó)際接軌 ， 推廣了以項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制為中心的新體制 ， 提高了管理水平 ， 適應(yīng)了進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的需要。 總 體 上 世 界 硫磺 供 應(yīng) 略有富 余 ， 但年 以 來世 界 硫 磺 的 價(jià)格逐漸抬高 ， 原因 何 在目前硫 磺 生 產(chǎn) 主要地區(qū) 是美 國(guó) 、 加拿大 、 中東 、 前蘇聯(lián) ， 世界硫磺貿(mào)易 最 大進(jìn) 口 國(guó)是 中國(guó) 占 最 大 出 口 地 區(qū) 是 加拿大 和 中東總 和 。 我國(guó) 已 是國(guó)際 市場(chǎng)中 重 要的 一員 ， 因 而 特別 需要 研 究和 把握好 國(guó)際 市場(chǎng) ， 為硫 酸的長(zhǎng) 期 發(fā)展 爭(zhēng)取 有 利條件 ， 硫鐵 礦制酸 可 以 起 到重 要 的調(diào) 節(jié) 、 平衡 作 用 。 石 膏 、 磷 石 膏是我 國(guó) 硫 酸原 料潛在的硫 資 源 ,目 前 已 有 口 以 上的工業(yè)生 產(chǎn)能力 ， 但 近期 大規(guī)模發(fā)展 的 條件還不夠成熟 。 ，硫磺雜質(zhì)少，產(chǎn)品質(zhì)量好，單位產(chǎn)品能耗低，熱能利用效率高。隨著硫需求的不斷上升，供應(yīng)價(jià)格不斷上漲，企業(yè)生產(chǎn)成不也不斷提高，這些都促使我們改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高硫磺利用效率。原料硫磺 (固態(tài) )灰分含量一般不宜超過%。在熔硫時(shí) ,它積聚在液硫表面而被分離出來 ,不會(huì)影響焚 6 硫和轉(zhuǎn)化工序操作。 硫酸的性質(zhì) 純硫酸 （ H2SO4） 是一種無色透明的油狀液體，相對(duì)密度為 ，幾乎比水重一倍。但對(duì)于同一條件下的同一硫酸的相對(duì)密度與密度在數(shù)值上是同一的。游離 SO3%高于此區(qū)域，相對(duì)密度隨游離 SO3 量增加而下降。K） ]，以質(zhì)量千克為單位即為比熱 [KJ/（ mol當(dāng)濃度達(dá)到 %時(shí)達(dá)最大值 （ ℃ ） ，此后則下降，至 100%H2SO4 時(shí)為 ℃ 。 根據(jù)相平衡原理，硫酸液面上應(yīng)有相應(yīng)的氣體成分。由于粘度比較大，故硫酸外觀是無色透明似油狀的液體。 2 物料衡算 設(shè)計(jì)依據(jù) 《年產(chǎn) 30 萬噸硫酸干燥焚燒工段工藝初步設(shè)計(jì)及干燥塔設(shè)計(jì)任務(wù)書》 10 設(shè)計(jì)條件 2 . 年產(chǎn)量 設(shè)計(jì)規(guī)模 :30 萬噸 /年 產(chǎn)品： 98%的濃硫酸 產(chǎn)品規(guī)格：產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行中華人民共和國(guó)工業(yè)硫酸標(biāo)準(zhǔn) （ GB / T 5342021） 一等品規(guī)格，硫酸質(zhì)量符合下表要求。= + 2 7 3 . 1 5 = 4 0 2 . 6 K2 取液硫熱容為 ()【 1】 () Q5=()=6） 熔融不含水的固體硫磺所消耗的熱量 Q′ Q′=Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5= 硫磺中水分所消耗熱量 Q? 1） 水從 加熱到 100℃ 的顯熱 : Q1=()=2） 水在 100 下蒸發(fā)潛熱為 [3] 水蒸發(fā)的潛熱 : Q2== kJ/h 3） 硫磺中水分所消耗熱量 : Q? =Q1+Q2=+= kJ/h 熱損失 及硫磺熔融所需總熱量 Q 18 取熔硫槽散熱損失為 5%，則硫磺熔融所需總熱量 Q Q 總 = = = kJ/h Q 損 =5%= kJ/h 液硫帶出熱量 Q=（ 15%） = kJ/h 熱量衡算表 熔硫槽熱量衡算（ kJ/h） 精 S H20 熱損失（ 5%） 總量 液硫帶出總量 空氣鼓風(fēng)機(jī) T2=T1 , 取 k= 已知：空氣進(jìn)口溫度 T1= 解得： T2= 干燥塔的熱量衡算 流程示意圖 干燥塔的物料衡算表 干燥塔的物料衡算 進(jìn)組分 N2 O2 H2 O 98%H2 SO4 質(zhì)量流量 kg/h 19 料 摩爾流量 kmol/h 體積流量 Nm3/h 出料 組分 N2 O2 H2 O %H2SO4 質(zhì)量流量 kg/h 摩爾流量 kmol/h 體積流量 Nm3/h 計(jì)算 1） 空氣帶入熱 空氣進(jìn)口溫度： ； O2 C P=++ 108 2= kcal/(kmol SO3 燃燒熱： 經(jīng)過推算得： 930 時(shí)， SO2 燃燒熱： 。該分酸器的降酸管填埋與階梯環(huán)墳料之中，酸液由酸泵打入主管，再分配至各分酸槽，由槽體上各降液管流出。 填料的選擇 硫酸工業(yè)用的填料 ,除了要考慮適用于在較高的溫度下具有耐腐蝕的性