【正文】 又 則 焚硫爐的凈內(nèi)長度L和內(nèi)直徑D的比值為而 帶入數(shù)據(jù)計算得：D= L= 一次轉(zhuǎn)化 計算并繪制平衡曲線已知平衡轉(zhuǎn)化率 式中：P為操作壓力（絕壓）；a%：原始?xì)怏w混合物中二氧化硫的濃度；b%：原始?xì)怏w混合物中氧氣的濃度；Kp：平衡常數(shù)；（） ； XT：平衡轉(zhuǎn)化率；其中： 帶入計算結(jié)果如下表,根據(jù)催化劑的適用范圍，設(shè)初始溫度為380℃，由試差法可計算出如下所示關(guān)于轉(zhuǎn)化率溫度數(shù)據(jù)，再由數(shù)據(jù)繪制出平衡曲線圖（圖一）：溫度（℃）平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率XT溫度（℃）平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率XT380530390540（續(xù)）400550410560420570430580440590450600460610470620480630490640500650510660520 繪制最適宜溫度曲線設(shè)：操作總壓：P（atm）,原始?xì)怏w混合物中二氧化硫濃度為a% ，原始?xì)怏w混合物中氧氣濃度為b%。確定各段間換熱過程。按照所計算的結(jié)果，當(dāng)X= 溫度T=、在圖十四中對曲線上此點做切線，求出該切線的斜率，即為，依次類推，并做—X圖，如圖二十五所示。⑶ 將前面算出的各段對應(yīng)的a,b,K,Kp分別帶入向德輝經(jīng)驗?zāi)Ｐ蛣恿W(xué)方程： 求出各轉(zhuǎn)化率下的的值數(shù)據(jù)列于下表: 一段催化劑對應(yīng)轉(zhuǎn)化率下的的值數(shù)表X 二段催化劑對應(yīng)轉(zhuǎn)化率下的的值數(shù)表X 三段催化劑對應(yīng)轉(zhuǎn)化率下的的值數(shù)表Xx0x 五段催化劑對應(yīng)轉(zhuǎn)化率下的的值數(shù)表X⑷ 利用上面的數(shù)據(jù)，以轉(zhuǎn)化率為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)作圖（圖二十六至圖三十一）?！妫?jīng)第Ⅱ換熱器和第一省煤器換熱后的氣體溫度降至160℃后進(jìn)入第一吸收塔進(jìn)行吸收。C4 — 氣流不均勻系數(shù)， 其中：D是反應(yīng)器直徑，m；H是絕熱段催化劑層高，m.A是該絕熱段的分層數(shù)，通常情況下是1，某些情況下是2.入轉(zhuǎn)化的氣量為：,這里取，由此得出轉(zhuǎn)化器的截面積 轉(zhuǎn)化器的直徑為 ,因此求出 分別假設(shè)催化床層高度 各段用量： 各段催化劑層高度為：第一段：第二段：第三段：第四段：第五段： 換熱器及換熱面積的計算本設(shè)計采用“3+2”五段轉(zhuǎn)化工藝。s) 操作氣速的校核取瓷矩鞍填料 則 公稱尺寸=25mm A= 酸溫 密度 則，一吸塔的出氣量及組成如下表： 一吸塔出口氣體組成表組成SO2SO3O2N2合計Kmol/hKg/h% 二次轉(zhuǎn)化 繪制平衡曲線% ，同一轉(zhuǎn)計算方法一樣，由一吸塔出口氣體組成得出 取不同的溫度帶入平衡轉(zhuǎn)化率公式，平衡常數(shù)公式可求出關(guān)于溫度和轉(zhuǎn)化率的數(shù)據(jù)（見下表），然后數(shù)據(jù)繪制出平衡曲線圖（二十五） 二轉(zhuǎn)平衡曲線數(shù)據(jù)表 溫度（℃）平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率XT溫度（℃）平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率XT350360370380390400410420430490500510520530540550560570（續(xù)）440450580590460600470610480620 繪制最適宜溫度曲線與一轉(zhuǎn)的計算方法一樣平衡溫度：最佳溫度 ： 帶入a、b、P、： 最適宜溫度曲線數(shù)據(jù)表XTm/℃XTm/℃通過以上數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，以溫度為橫坐標(biāo)，平衡轉(zhuǎn)化率XT為縱坐標(biāo)繪出最適宜溫度曲線（圖二十五） 絕熱操作線 同一轉(zhuǎn)計算方法一樣，第五段出口SO2含量：第五段出口O2含量：第五段出口SO3含量：第五段出口N2含量： 第五段出口SO2 SO3 O2 N2的Cpm為(溫度取平均溫度t=450℃）(kcal/kmol.℃) kcal/kmol.℃) (kcal/kmol.℃)(kcal/kmol.℃)(kcal/kmol.℃)℃其四段入口溫度460℃ X= ℃ 五段入口溫度436℃ X= ℃ ，繪制絕熱操作線(如圖二十五)。—X圖，如圖十三所示。可假設(shè)過程在溫度T0下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)熱使氣體混合物的溫度由T0升至T，由熱量衡算可得絕熱操作線方程如下：式中：T0 氣體混合物在催化床入口以及某截面處的溫度，K； T 催化床層某截面處的溫度，K；X0–進(jìn)入催化床時二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；X–催化床層某截面處的二氧化硫轉(zhuǎn)化率；λ 絕熱溫升，即二氧化硫在絕熱狀態(tài)下完全轉(zhuǎn)化時，氣體混合物溫度升高的數(shù)值；數(shù)值以第三段出口計算。貯存硫磺占地面積：=庫面積利用率：70%則倉庫實際占地面積為： m22. 熔硫過程 原料硫磺：含S t/h含H20 t/h含A t/h精硫量 t/h精硫后帶入水量：汽化水量：kg/h渣料量：kg/h 熔硫物料衡算表進(jìn)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驕囟龋骸孓D(zhuǎn)變熱： 硫融化熱： 熔融不含水的固體硫磺所消耗的熱量Q′：式中， Q1—℃℃時的顯熱Q2—℃時轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡本Я虻霓D(zhuǎn)變熱Q3—℃℃Q4—℃時的溶解熱Q5—℃加熱到140℃時的顯熱正交晶硫:=Cp = ++105(T)2 =247。h)噴淋酸量:其中， H2SO4 : 98%=H2 0： 2%=出塔酸量: 其中， H2SO4: t/hH2 0 : =出塔酸濃度: 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 小時產(chǎn)酸所需要SO3量: 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：同理，第二次轉(zhuǎn)化所吸收的SO3量： 解得: M==1000=60032Nm3/h 轉(zhuǎn)化進(jìn)口氣體組成： SO2 %SO3 %N2 x%O2 對O2作物料衡算： O2 N2 x%空氣中: 解得：X%=% O2=%轉(zhuǎn)化進(jìn)氣組成（干基）如下表所示: 組分SO2SO3O2N2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 → H2SO432 98 X 解得：原料硫磺含硫 %，%，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,%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(jìn)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(fù)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。%（%）。但是在國外普遍將主鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在干燥塔后，空氣通過空氣過濾器進(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(jì)指標(biāo)如下表所示： 四段轉(zhuǎn)化和五段轉(zhuǎn)化主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jī)出口壓力/kPa尾氣中∮（SO2）/裝置建設(shè)投資/l%～%25～40200～300～%～%20～303500～4500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(dá)到”自熱”平衡。近年來, 陽極保護(hù)技術(shù)在干吸工段得到了廣泛應(yīng)用, 如陽極保護(hù)不銹鋼管殼式濃硫酸冷卻器、陽極保護(hù)不銹鋼濃硫酸管道、陽極保護(hù)不銹鋼槽管式分酸器、陽極保護(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流程四：三塔一槽一泵流程 　三塔一槽一泵流程示意