【正文】 國 內(nèi)制造 ， 可 以 節(jié)省 不少 投資 。 以 熱水 形式 回 收這部 分 熱量 在技術 上 是 成熟的 ， 只是由 于 熱水 的用途非 常有限 ， 所 以 難 以 普 及 。 28 廢熱 回 收的 汽 水系統(tǒng) 流程 簡 述 如 下 溫 度約 104℃ 的合格的鍋 爐 給水 ， 經(jīng) 熱管省煤器（Ⅰ 、 Ⅱ） ， 加熱到約 250℃直接 送 人 中 壓 廢熱鍋 爐的汽 包 。這些材料的耐蝕性能在很大程度上取決于酸溫的高低。各塔噴淋用硫酸均由塔的上部進入，經(jīng)過噴淋裝置均勻分布在塔截面上，與來自塔下部的 轉(zhuǎn)化氣逆流接觸。轉(zhuǎn)化器一般控制在 120℃左右，而酸溫一般控制在 60～ 70℃。吸收酸的濃度低于 %H2SO4 時，酸液面上的 SO3 的平衡分壓較低，當氣體中 SO3 分子向酸液表面蒸發(fā)并擴散到氣相主體中與水分子相遇，形成硫酸蒸氣，然后在空間冷凝產(chǎn)生細小的硫酸溶滴。 硫酸吸收 SO3 氣體的過程大體按下述五個步驟進行： ； ； ，在液相主體中向反應區(qū)擴散； ； 。3 ,7 — 省煤器 。如果熔硫槽為多臺 ， 也可將過濾槽分為兩臺就近布置 ， 以增加整個熔硫裝置操作的靈活性。由泵將熔硫打入硫磺霧化噴嘴，與經(jīng)過干燥的空氣混合而入爐燃燒。 （ 8）采用新型不銹鋼轉(zhuǎn)化器，高溫下（≤ 620℃）不會發(fā)生蠕變，使用壽命長，維修量小。 工藝技術方案的選擇 本項目選擇工藝技術方案為：固體硫磺皮帶輸送，快速熔硫、液硫過濾器過濾精制液硫，機械霧化焚硫，“ 3+2”兩轉(zhuǎn)兩吸流程，其主要特點： （ 1）結(jié)合中國國情，采用引進技術消化吸收的國內(nèi)領先的硫磺制酸轉(zhuǎn)化、干吸技術，進行工程設計。 工藝技術方案 國內(nèi)外工藝技術概況 （ 1）國外工藝技術概況 （ a）國外硫酸生產(chǎn)的原料主要是硫磺，其生產(chǎn)規(guī)模正向大型化發(fā)展，最大單系列能力為美國 MEC 公司在澳大利亞 Murrin 承建的 4400 噸 /日，帶低溫余熱回收（ HRS）系統(tǒng)的硫酸裝置。得到調(diào)整后的操作參數(shù)的最終轉(zhuǎn)化率。由于各段的熱損失不同及副反應的存在情況下 21 不同，然后利用（式 27），在計算機上數(shù)值積分可得到各段反應床層的實際空時。 二氧化硫催化氧化生成三氧化硫為放熱反應且可逆，所以我們選定經(jīng)驗動力學方程式，如下 [15]： 20 R=? ?2122k 1 x a x xb1axa 1 0 . 2 x 2 K p 1 x b2?????? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ??? ? ? ????????? (25) 對于國產(chǎn) S101 型催化劑，當 t＜ 470℃或 x＞ 時， k1= 11015 273ee????????。 表 25 原料氣組成不變 (a=)時優(yōu)化結(jié)果 ti1 ti xi 588 564 501 519 461 451 根據(jù)以上情況和理由，我確定工藝流程操作參數(shù)二氧化硫濃度為 %，氧氣濃度為 %，最終轉(zhuǎn)化率 %左右。 對 SO2 進氣濃度的選擇，我們應綜合考慮。我們要在較低的溫度下以較高的反應速度進行，同時有較高的轉(zhuǎn)化率。反過來，我們知道轉(zhuǎn)化率就可以求出溫差。每段轉(zhuǎn)化后氣體溫度升高情況可以用下式計算： t＝ t0+λ(XTX0) 式中： t 出觸媒層的氣體溫度，℃ t0 進觸媒層的氣體溫度，℃ XT 出觸媒層的轉(zhuǎn)化率 X0 進觸媒層的轉(zhuǎn)化率 λ 絕熱系數(shù)，由轉(zhuǎn)化反應過程中初始反應的氣體濃度決定的，相當于轉(zhuǎn)化率從 0 增加到 100%的氣體溫度升高的度數(shù)。了解到這些特點我們可以確定一些具體的數(shù)學模型。各種溫度下不同濃度硫酸的總蒸氣壓，可 有下式計算： ㏒ p＝ A－ B/T 式中 p— 蒸氣壓， Pa T— 絕對溫度， K A、 B— 與酸濃度有關的常數(shù) 當溫度一定時，硫酸液面上的總蒸氣壓隨硫酸濃度升高而降低，且在 %時總蒸氣壓最低。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，在工程計算中采用平均熱容。 市場上幾種常見硫酸品種的結(jié)晶溫度如表 1－ 2 所示： 11 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： 。當固定硫酸濃度，相對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數(shù)來表示。 要 本著 節(jié)約 資 源 的觀點 ， 礦 山和 硫 酸廠 都 要 考 慮 在充分利 用 中 、 高 品 位 礦的 同 時 如何利 用 好低 品 位 礦 ，提高資 源的 綜合利 用 率 。 未 來 幾 年 我國 硫磺制 酸在現(xiàn) 有 生產(chǎn) 能力的 基礎上 保持平穩(wěn) 的增長 是恰當 的 。 上 述資 料可 能 有局限性 ， 不 夠全 面 ， 但 可 看 出 在世 界 范圍某 些 地 區(qū) 的變化 和 世 界總量的變化是 有區(qū) 別 的 。 （ 4）在確保工程質(zhì)量的前提下，盡量降低工程造價，使項目綜合技術經(jīng)濟指標達到先進水平。確保裝置技術先進、工程投資省、運行費用低，裝置運行可靠性高。 (2) 硫磺燃燒率為 100%。 (二 )設計任務及操作條件 設計任務 (1)以硫磺味原料，含 S 量為 S≥ %。 （四）參考資料 1． 物性數(shù)據(jù)的計算與圖表 2． 化工工藝設計手冊 3．化工過程及設備設計 4．化學工程手冊 5．化工原理 4 總 論 ........................................................................................................................ 6 概述 .................................................................................................................... 6 項目名稱 .................................................................................................... 6 設計概況 .................................................................................................... 6 可研的簡要綜合結(jié)論 ............................................................................................ 6 硫酸幾種不同的生產(chǎn)工藝 ..................................................................................... 8 以硫磺為原料 ............................................................................................. 8 以硫鐵礦含伴生硫鐵礦為原料 .................................................................... 9 冶煉 煙氣和其它原料 .................................................................................. 9 硫酸的性質(zhì) ......................................................................................................... 9 相對密度 .................................................................................................. 10 硫酸的結(jié)晶溫度 ....................................................................................... 10 硫酸的熱容、熱焓 .....................................................................................11 硫酸的沸點蒸氣壓和蒸氣組成 ...................................................................11 硫酸的粘度 .............................................................................................. 12 第二章 工藝部分 ........................................................................................................... 13 二氧化硫轉(zhuǎn)化反應的基本原理 ............................................................................ 13 二氧化硫轉(zhuǎn)化三氧化硫工藝操作條件選擇和選定理由 ......................................... 14 轉(zhuǎn)化反應的溫度 ....................................................................................... 14 轉(zhuǎn)化反應的進氣濃度 ................................................................................ 17 轉(zhuǎn)化器的通氣量 ....................................................................................... 19 工藝參數(shù)確定 .................................................................................................... 19 工藝技術方案 ................................................................................................... 21 國內(nèi)外工藝技術概況 ................................................................................ 21 工藝技術方案的選擇 ............................................................................... 22 工藝設計部分 .................................................................................................... 23 快速熔硫與液硫過濾工段 ......................................................................... 23 轉(zhuǎn)化工段 .................................................................................................. 24 吸收工段 .................................................................................................. 25 吸收流程配置的方式 .............................................................................. 26 吸收工段的流程 ..................................................................................... 26 吸收工段主要工藝指標分析 ........................................