【正文】 ③ 廢酸熱解 再 生。 廢水 產(chǎn)生的 酸性污水 中 主要有害物 是硫酸 、亞硫酸、礦塵、砷及多種重 金屬離子 。鐵路非罐裝運(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。遠(yuǎn)離火種、熱源，工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。 二氧化硫和硫酸運(yùn)輸、使用等應(yīng)注意的事項(xiàng)以 及如何防護(hù) 生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用 二氧化硫 時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照 刺激性氣體有害作業(yè)要求操作和作好個(gè)人防護(hù)，可將數(shù)層紗布用飽和碳酸氫鈉溶液及 1%甘油濕潤(rùn)后夾在紗布口罩中，工作前后用 2%碳酸氫鈉溶液漱口。 6 第三章 轉(zhuǎn)化工序物料衡算與熱量衡算 轉(zhuǎn)化工序流程示意圖 圖 1 轉(zhuǎn)化工序流程示意圖 確定各段進(jìn)口溫度及轉(zhuǎn)化率 溫度與平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系 400～ 700℃ 時(shí)， 17PK T?? (《 化工工藝工程設(shè)計(jì) 》 鄒蘭，閻傳智 編 ) 公式（ ） 式中： Kp —— 平衡常數(shù) T—— 溫度 /K 平衡轉(zhuǎn)化率 TX? ?1 0 0 0 .50 .5 TTKpaXKpP b a X? ?? ? (《 化工工藝工程設(shè)計(jì) 》 鄒蘭，閻傳智 編 ) 公式（ ） 式中： a =8%——進(jìn)轉(zhuǎn)化器的爐氣中的 SO2 的濃度（ %） b =10%——進(jìn)轉(zhuǎn)化器的爐氣中的 O2 的濃度（ %） P =——系統(tǒng)總壓力 ∕ aKP 原料氣 第一換熱器 轉(zhuǎn)化爐一段 第二換熱器 轉(zhuǎn)化爐二段 第三換熱器 轉(zhuǎn)化爐三段 第四換熱器 轉(zhuǎn)化爐四段 7 取反應(yīng)溫度 T 由公式（ ） 計(jì)算 Kp ， 由公式（ ） 計(jì)算 TX 依此計(jì)算得平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系 列表： 表 1 平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系 T ∕℃ 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 XT∕％ 最適宜溫度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系 ? ?4905l g 4. 93 70. 5110 0 0. 5Txb axxax????????????適 (《 化工工藝工程 設(shè)計(jì) 》 鄒蘭，閻傳智 編 ) 公式（ ） 取不同 x 值，計(jì)算。 二氧化硫氧化反應(yīng)是一個(gè)可逆放熱反應(yīng)： 2 2 312 pc atSO O SO Q?????? ?? 33212SOpSO OpKpp???? 2 2 5( 2 3 8 9 7 0 . 7 2 0 . 1 8 6 1 0 1 . 1 8 1 0 / ) 4 . 1 8 6 8 /pQ T T T J m o l?? ? ? ? ? ? ? 5 工藝流程說明 用接觸法一轉(zhuǎn)一吸酸 洗封閉流程生產(chǎn)硫酸， 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。這項(xiàng)新技術(shù)開始時(shí)，著眼于充分利用硫的資源和減少 SO2排放量，保護(hù)環(huán)境 。該 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。 為減少污染、 降低生產(chǎn)成本改用 的 硫磺制硫酸 法 ， 在發(fā)達(dá)國(guó)家早就得到 了 普遍推廣， 現(xiàn)今大多 國(guó)內(nèi)硫酸生產(chǎn)廠家 也 轉(zhuǎn)向用硫磺法生產(chǎn)硫酸 [1]。 如果設(shè)定值和實(shí)際計(jì)算值相差太大， 則 需要用試差的方法重新設(shè)定操作曲線來計(jì)算，直到設(shè)計(jì)值和計(jì)算值差不多。完成工藝說明書，安全備忘錄， 給出建議， 即完成設(shè)計(jì)說明書。 制硫酸的關(guān)鍵是 將 二氧化硫氧化成三氧化硫 ，但 是 在通常情況下 此 反應(yīng) 很難進(jìn)行。 氣體在床層中進(jìn)行絕熱反應(yīng)，溫度升高到一定 程度后，離開催化床進(jìn)行降溫 后再進(jìn)入下一段床層進(jìn)行絕熱反應(yīng)。 這種方法的特點(diǎn)是： ； 高濃度的 SO2氣體； SO2排放量； ； 一吸增加 45kPa。這里主要介紹一下轉(zhuǎn)化系統(tǒng) ：它是 一轉(zhuǎn)一吸四段反應(yīng)裝置，因?yàn)槎趸蜣D(zhuǎn)化的過程是一個(gè)放熱過程，其 轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低， 故 采用多段反應(yīng)器，通過一段反應(yīng)器后物料溫度升高，經(jīng)冷卻 通入下一段反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)，使 整個(gè)反應(yīng)的操作曲線在最適溫度曲線附近，既保證了反應(yīng)的速度，又可達(dá)到較高 的 轉(zhuǎn)化率。 計(jì)算得最適宜溫度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系 列表： 表 2 最適宜溫度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系 XT∕％ T適 ∕℃ 確定操作線 進(jìn)氣組成： SO2 占 8%， O2 占 10%， N2 占 82% 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 360℃ 氣體經(jīng)每層觸媒后溫度升高，計(jì)算式是： ? ?00t t x x?? ? ? (《 化工工藝工程設(shè)計(jì) 》 鄒蘭，閻傳智 編 ) 公式（ ） 8 表 3 二氧化硫的濃度與 λ 值的關(guān)系 SO2 濃度， % λ SO2 濃度， % λ SO2 濃度， % λ 2 59 6 173 10 278 3 88 7 200 11 303 4 117 8 226 12 328 5 145 9 252 13 506 由上表 查 得 ，濃度為 8%的 SO2 對(duì)應(yīng)的 λ 值為 226。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)。遠(yuǎn)離易燃、可燃物。起運(yùn)時(shí)包裝要完整，裝載應(yīng)穩(wěn)妥。 爐氣酸洗凈化排出 的稀酸（ 3%～ 20%），除含礦塵外 還有砷、氟等雜質(zhì)， 被稱為廢酸。 ④ 進(jìn)行濃縮處理制成濃硫酸。 ② 代替水補(bǔ)加到吸收塔循環(huán)酸槽內(nèi)，制成商品硫酸。 21 第五章 環(huán)保 與治理建議 三 廢主要來源 廢氣 一轉(zhuǎn)一吸工藝及尾氣回收后的主要廢氣為 SO2。 硫酸 運(yùn)輸注意事項(xiàng)： 本品鐵路運(yùn)輸時(shí)限使用鋼制企業(yè)自備罐車裝運(yùn)，裝運(yùn)前需報(bào)有關(guān)部門批準(zhǔn)。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具 （全面罩），穿橡膠耐酸堿服，戴橡膠耐酸堿手套。 而硫酸對(duì)皮膚、粘膜等組織有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用 ，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)行有效的防范。 化工原材料規(guī)格及用量 進(jìn)入轉(zhuǎn)化器氣體組成： SO2 占 8%， O2 占 10%， N2 占 82% 本設(shè)計(jì)采用的催化劑型號(hào)是 S1091， 起燃溫度為 360℃ ，使用溫 度為 400580℃ ，入口 SO2： %[2]。 裝置設(shè)計(jì) 工藝原理 二氧化硫轉(zhuǎn)化 為三氧化硫的反應(yīng)通常 在不高于 壓力下進(jìn)行，而且 SO SO3濃度又較低，體系可視為理想氣體。 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(jiǎn)稱為兩轉(zhuǎn)兩吸。 目前廣泛采用的 是 以硫鐵礦為原料的 接觸法 制硫酸 過程 ： SO2 在固體 觸媒表面跟氧反應(yīng)，結(jié)合成 SO3，然后用 ％的硫酸吸收為成品酸。 這種 工藝 比較 落后， 排放出大量廢水、廢氣，嚴(yán)重污染周圍環(huán)境。 先 畫出工藝 流程圖，再畫出 XT平衡曲線和最適溫度曲線，根據(jù)進(jìn)口原料氣的組成 ， 平衡曲線和最適溫度曲線以及催化劑的起燃溫度 、 使用溫度大 致估計(jì)四段轉(zhuǎn)化過程的操作線，根據(jù)操作線來進(jìn)行物料衡算和熱量衡算。 關(guān)鍵詞 ：催化劑，物料衡算，熱量衡算 2 Abstract: In this paper, the 120,000 tons of H2SO4 per year conversion system is designed. The transformation process flow diagram is drawn firstly, and then the equilibrium temperature curve and the optimum temperature curve. According to the position of materials gas and the properties of catalyst, we can set the import and export temperature, and the calculation of mass balance and heat balance will be done after drawing the operating line of four periods. The value of the actual exit temperature and set temperature should be closer to each other, otherwise we need return to set the temperature and calculate again. At last, I plete the process manual and memorandum, and make some remendations on environment protection. Key word: catalyst, operating line, mass balance, heat balance 3 第一章 相關(guān) 綜述 作為無機(jī)化學(xué)工業(yè)中最重要 產(chǎn)品之一的 硫酸 ， 其 產(chǎn)量常被用作衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。后來 發(fā)現(xiàn)借助于催化劑，可以使二氧化硫氧化成三氧化硫，再用水吸收即得 硫酸。每 進(jìn)行這樣一次絕熱反應(yīng)稱為一段。 4 第二章 工藝說明 概述 產(chǎn)品規(guī)模和規(guī)格 年操作日 300 天 /年 生產(chǎn)方式 連續(xù)生產(chǎn) 生產(chǎn)能力 二氧化硫 轉(zhuǎn)化率 ≥98% 產(chǎn)品規(guī)格 二氧化硫 轉(zhuǎn)化率 ≥98% 工藝方案 簡(jiǎn) 述 硝化法和接觸法是 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)硫酸的 主要 方法 。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括一個(gè)四段反應(yīng)器和四個(gè)換熱器。 操作線溫度的確定： 已知 催化劑的起燃溫度為 360℃，使用的溫度為 400580℃，考慮到 應(yīng)使 操作線盡量與最適溫度曲線靠近，且 出口