【正文】 貯存硫磺占地面積： 10 26 ??? ? =2 庫面積利用率： 70% 則 倉庫實際占地面積 為 ： %70 ?? m2 2. 熔硫過程 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： 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 32 頁 ??? kg/h 渣料量： ? ? ???? kg/h 表 熔硫物料衡算表 進項 量 /（ kg/h） 出項 量 /（ kg/h） 原料硫磺 精硫量 汽化水 渣 合計 合計 3. 熔硫熱量衡算 計算依據(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?℃ 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 ???? ? 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 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 25 頁 系統(tǒng)物料衡算 【 11】 1. 轉(zhuǎn)化進口氣量的確定 小時產(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)化進口氣體組成： SO2 % SO3 % N2 x% O2 %)%%( x??? 對 O2作物料衡算： O2 %)%%(%% x?????? N2 x% 空氣中 : % %)%%(%% x xN ???????? 解得： X%=% O2=% 轉(zhuǎn)化進氣組成（干基 ）如下表所示 : 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 26 頁 表 轉(zhuǎn)化進氣組成表 組分 SO2 SO3 O2 N2 合計 量（ %） 100 轉(zhuǎn)化氣體中含 H2O(g)量： ?= Kg/h 2. 硫磺消耗量 : 每小時產(chǎn)酸量 : S → H 2SO4 32 98 X 解得： htX / ??? 原料硫磺含硫 %， 考慮硫處理過程中收率為 %， 則原料硫磺的實際消耗量： 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．強度大，破損小。 以鋼材和少量耐熱不銹鋼材為主要材料的無立柱的結(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 ,以加速傳熱過程 ,提高熔化速度。 固體硫磺進入熔硫槽中 ,被蒸汽盤中的飽和蒸汽加熱而熔化 ,同時硫磺中混入的 大多數(shù)雜質(zhì)也被分離出來。鍋爐全部重量由與下部爐體想界的兩個只座支撐于水泥墩上 ,其中的一個支座為活動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。具有較大的負荷適應(yīng)范圍。 缺點： 煙氣流速低 ， 傳熱系數(shù)小 ， 冷啟動升溫慢 。液硫通過過濾之后灰分含量降低到 %（當(dāng)液硫中的灰分含量為 %）。 但是在國外普遍將主鼓風(fēng)機設(shè)在干燥塔后，空氣通過空氣過濾器進入干燥塔，濃硫酸吸收水分后，再送入主鼓風(fēng)機。 因為本設(shè)計所選的催化劑為國產(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)濟指標(biāo)對比表 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)的進行，要采取相應(yīng)的方法來降低反應(yīng)的溫度。 3. 靠 SO2 反應(yīng)放出的熱量 ,應(yīng)能維持正常操作 ,不要從外界補充加熱 ,亦即要求達到 ” 自熱 ” 平衡。近年來 , 陽極保護技術(shù)在干吸工段得到了廣泛應(yīng)用 , 如陽極保護不銹鋼管殼式濃硫酸冷卻器、陽極保護不銹鋼濃硫酸管道、陽極保護不銹鋼槽管式分酸器、陽極保護不銹鋼混酸槽等 , 大大降低了設(shè)備腐蝕速率 , 延長了設(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 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 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 14 頁 圖 三塔一槽一泵流程示意 四種干吸流程的特點見下表： 表 四種干洗流程對比表 流程 特點 相對投資額 /1 流程一 流程長、設(shè)備多 ,控制點多 ,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 流程四 流程短 ,設(shè)備少 ,控制點少 ,無需串酸 ,裝置占地面積小 ,尾氣排放的 SO2 量略大 ,投資省 通過對上述四種干吸流程的分析比較 ,對于目前國內(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 ,控制點多 ,容易造成管道泄漏的點多 ,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 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 ,普通催化劑允許起始的∮ (SO2)在 10%以下 ,若能提高它們的耐熱性 ,在高溫下仍能長期的保持高活性 ,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)在我國廣為采用的是 S1012H 型、 S1071H 型貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 11 頁 和 S108H 型三種催化劑 ,它們?yōu)榄h(huán)狀釩催化劑 .比較先進的有 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 。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 ,過多的灰分將縮短熔硫槽和澄清槽的清理周期。 面對未來 , 我們充滿信心 ： 經(jīng)過入世風(fēng)雨的滌蕩之后 ， 中國必將躋身于世界硫酸強國之林 。 2020 年 利用廢熱能源，硫資源帶來的廢熱能源是硫酸行業(yè)得天獨厚的優(yōu)勢，石油、天然氣、煤等主要能源原料的供不應(yīng)求更加反映出硫酸行業(yè)廢熱能源的彌足珍貴。同時我國硫酸的產(chǎn)量也達到了 萬噸，增加 %，擺脫了長期以來位居次席的地位，超越了美國的 305