【正文】 工藝可將濕氣體中的SO SO S 等硫化合物以及其它可燃性硫化物以50％ 一80％ 的武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計2硫酸形式回收，回收率可達95％ 。純硫酸是一種無色無味油狀液體。 加 熱 濃 縮 硫 酸 也 只 能 最 高 達 到 %的 濃 度 。鑒于硫酸的這個特性，H 2SO4可用于干燥很多的氣體，作為干燥劑使用。 　　 H2S + H2SO4(濃) = S↓ + SO2↑ + 2H2O 　 　2HBr + H 2SO4(濃) = Br2↑ + SO2↑ + 2H2O 　　 2HI + H2SO4(濃) = I2↑ + SO2↑ + 2H2O 硫酸的生產(chǎn)方法傳統(tǒng)的硫酸生產(chǎn)工藝是在焚硫爐內(nèi)用空氣作為氧化劑將硫磺轉(zhuǎn)化為SO 2，隨后在釩催化劑作用下SO 2被轉(zhuǎn)化為SO 3。將二氧化硫與氧化合成為三氧化硫的反應(yīng)式是：2SO 2＋O 2 = 2SO3＋Q，這個反應(yīng)在常溫下沒有觸媒存在時，實際上不能進行。我國于1966年在上海硫酸廠首次成功的應(yīng)用了“3+1”式兩次轉(zhuǎn)化技術(shù)，使最終轉(zhuǎn)化率從97%%。 礦石焙燒爐采用沸騰爐。換熱器采用碟環(huán)式帶孔折流板式管殼式換熱器。C～700186?？紤]各換熱器對轉(zhuǎn)化系統(tǒng)熱平衡的影響大小，Ⅰ、Ⅱ換熱器分別增大 10%左右， Ⅲ、Ⅳ換熱器分別增大 15%左右。s)；Go ——氣體的質(zhì)量速度，kg/(m 2hK)SO2 SO3 O2 N2 Σ 100 虛臨界溫度： KTci???對比溫度： 40R查《化工算圖集》第二集 19 頁，對比導(dǎo)熱系數(shù) ?P?武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計40)/(?????????????????????????????????????2313231(W/).4dGCda LmK???????????????????????????????????按管外徑計算： (/)05aWmK???2　管隙給熱系數(shù) a2 20().().63SAcPsDndm??????外折流板切去 25% 222 220.. m?????????器 外 21637gmm?.(/)20Gkgs????(/) kJgC????爐氣的平均溫度：℃表 爐氣成份粘度表爐氣成份 SO2 O2 N2V(%) μ 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計41.??)(?用虛臨界常數(shù)法求 SO3混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù) K，如表 所示表 第一換熱器 SO3側(cè)氣體導(dǎo)熱系數(shù)項目 Tc(K) Pc μc Kc V(%) miKi(W/(mh即將各段的觸媒層高度、布氣層高度（包括檢修空間高度）相加，即為轉(zhuǎn)化器總高度。為使計算準確性提高，擬將該段觸媒層按次分為 7 個階段。本次的設(shè)計涉及整過硫酸的生產(chǎn)過程，用此必須認真做好整個過程中的安全生產(chǎn)的預(yù)防與保障工作。蒸氣或霧可引起結(jié)膜炎、角膜混濁以致失明；引起呼吸道刺激，重者發(fā)生呼吸困難和肺水腫；高濃度吸人會引起喉痙攣或聲門水腫而窒息死亡。中國國家標準 GB5044–85 規(guī)定生產(chǎn)場所最高允許濃度為 [11]。（3）保持硫酸生產(chǎn)各工段的通風與氣流的流動。武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計60第 5 章 環(huán)境保護與治理建議進入 21 世紀，環(huán)境保護真正的走進了人們的視線與意識之中，越來越多的人逐漸認識到人與環(huán)境的關(guān)系必須做出改變，才能是我們的地球走出污染的困境。面對這些老廠，我們必須進行相應(yīng)的技術(shù)改造，同時還應(yīng)添加必要的尾氣凈化吸收裝置?，F(xiàn)階段大多數(shù)硫酸廠都采用了兩轉(zhuǎn)兩吸的生產(chǎn)工藝，使二氧化硫的轉(zhuǎn)化率以及三氧化硫的吸收率得到提高，從而減少了尾氣中二氧化硫及三氧化硫的含量，以致減少了污染。（2）防毒面具 由于生產(chǎn)過程中有有毒氣體產(chǎn)生，故需配置具有防二氧化硫等酸性氣體的防毒面具，并且放在工作工段附近，保證工作人員能在最短時間拿到。 建議的安全防護措施及防護用具 安全防護措施（1）強化培訓(xùn)教育，提高操作水平。長期吸入低濃度二氧化硫，有頭昏、頭痛、乏力等全身癥狀，并常有鼻炎、咽喉炎、嗅覺和味覺減退等癥狀。第二大類是中毒危險，吸入或食入硫酸物會引起中毒。由公式﹙29﹚計算擴散效率因子 ﹙29﹚??Dt/40x+.01ξ=?式中： ——SO2或 SO3氣體的相擴散系數(shù)，一般為 2cm/s ——反應(yīng)溫度﹙℃﹚ k——反應(yīng)速度常數(shù) ——轉(zhuǎn)化率t x由公式﹙29 ﹚計算得結(jié)果，列于表 至表 表 一段觸媒擴散效率因子轉(zhuǎn)化率 x反應(yīng)速度常數(shù) k反應(yīng)溫度 ℃t擴散效率因子 ?0 430 平均 表 二段觸媒擴散效率因子轉(zhuǎn)化率 x反應(yīng)速度常數(shù) k反應(yīng)溫度 ℃t擴散效率因子 ? 480 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計49 平均 表 三段觸媒擴散效率因子轉(zhuǎn)化率 x反應(yīng)速度常數(shù) k反應(yīng)溫度 ℃t擴散效率因子 ? 440 平均 表 四段觸媒擴散效率因子轉(zhuǎn)化率 x反應(yīng)速度常數(shù) k反應(yīng)溫度 ℃t擴散效率因子 ?0 420 423 426 429 432 435 438 441 444 平均 （5）各段觸媒的使用效率總系數(shù)使用效率總系數(shù) ,采用計算式 ﹙210﹚C123=+C式中： ——熱衰退校正系數(shù) ——慢性中毒校正系數(shù) 1 ——氣流不勻校正系數(shù)31　熱衰退校正系數(shù) 1C武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計50 ﹙211﹚1GC=式中： ——某一觸媒層最高溫度﹙ ℃﹚t ——線性函數(shù)方程截距﹙即調(diào)節(jié)參數(shù)﹚ 取 ?一段觸媒熱衰退校正系數(shù)：一段最高溫度是 620℃ 由公式﹙212﹚有＝620－＝二段觸媒熱衰退校正系數(shù)：二段最高溫度是 540℃ 由公式﹙211﹚有＝540－＝三段觸媒熱衰退校正系數(shù)：三段最高溫度是 480℃ 由公式﹙211﹚有＝480－＝四段觸媒熱衰退校正系數(shù)：四段最高溫度是 450℃ 由公式﹙211﹚有＝450－＝2　慢性中毒校正系數(shù) 2C ﹙212﹚2=AG+B??水 霧 塵——進轉(zhuǎn)化器氣體實際含量 ( ) 取 ＝ 3g/m標 G水 3g/m標——進轉(zhuǎn)化器氣體實際酸霧含量 ( ) 取 = 標 霧 標 ——氣體進轉(zhuǎn)化器實際礦塵含量( ) 取 = 3/標 塵 3/標 、 、 ——毒物影響系數(shù) 、 各為 1 為 50ABCABC一段觸媒： ＝1＋1＋50 ＝二段觸媒： ＝ ﹙1－﹚ ＝ ＝三段觸媒： ＝ ﹙1－﹚ ＝ ＝四段觸媒： ＝ ﹙1－﹚ ＝ ＝3　氣流不勻校正系數(shù) 3 ﹙213﹚3D=?武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計51式中： ——轉(zhuǎn)化器直徑(m) ——每段觸媒層高度(m)??（6）各段接觸時間 ?各段氣流與觸媒的接觸時間按公式﹙214﹚ 進行計算 ﹙214﹚???123dxτ=+Cfξ??將前面所算出的數(shù)字代入公式﹙214﹚ 計算出各段接觸時間一段所需接觸時間 ????（ ）二段所需接觸時間 41489（ ）三段所需接觸時間 ..17?（ ）四段所需接觸時間 ???）（（7）各段觸媒需用量 、觸媒層高度KVH ﹙215﹚K0=τ?式中： ——氣體流量（通過每層觸媒的容積） ﹙ ﹚3m/s標 ﹙216）22()????一段需觸媒量 、高度 ：()360KVm??? ?17..()24H二段需觸媒量 、高度 ：()Vm???? ?.4.()H三段需觸媒量 、高度 ：K33武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計52()360KVm???? ?.()H四段需觸媒量 、高度 ：()Vm???? ?41..5()7H1～4 段觸媒總需用量 、高度 ：()KVVm???95H合日產(chǎn) 100％H 2SO4每噸用觸媒量： ()81Ltd???表 各段觸媒填裝量段數(shù) 1 2 3 4 合計占總量比，％ 100觸媒量， 觸媒層高度， 706 392 采用經(jīng)驗公式 ﹙217﹚=56γω?H式中： ——在平均溫度下氣體密度﹙ ﹚ 560——阻力系數(shù)γ3kg/m ——平均溫度下轉(zhuǎn)化器截面氣速﹙ ﹚ωs混合氣體重度 ﹙218﹚222NSOaγ+bcγ7=P103+t??式中： ——SO2密度﹙ ﹚， ——O2密度﹙ ）——N2密度 ﹙ ﹚， ——氣體壓力﹙ ﹚，（1）第一段觸媒層壓力降武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計53第一段假想線速度 ℃???進 出平 均由公式﹙516 ﹚有： ????? ????.6Hm由公式﹙217 ﹚有 ()??????（2）第二段觸媒層壓力降℃53..2t?進 出平 均 ????? ????()??????（3）第三段觸媒層壓力降℃?進 出平 均 ????? ???? ().PmHOkPa??????（4）第四段觸媒層壓力降℃?進 出平 均武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計54????? ???? ()??????總壓降： 123..56P???武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計55武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計56第 3 章 主要設(shè)備一覽表表 主要設(shè)備一覽表序號 設(shè)備位號 設(shè)備名稱 型號規(guī)格 數(shù)量 材質(zhì)1 J204001a/b 二氧化硫鼓風機 1 組合件2 L204001 預(yù)熱電爐Ⅰ 1 20R3 L204002 預(yù)熱電爐Ⅱ 1 20R4 D204001 轉(zhuǎn)化器 Φ520010800 1 16MnR5 C204004 第Ⅰ換熱器 A=640 m2 1 20R6 C204003 第Ⅱ換熱器 A=922 m2 1 20R 7 C204001 第Ⅲa 換熱器 A=985 m2 1 20R8 C204002 第Ⅲb 換熱器 A=985 m2 1 20R9 C204005 第Ⅳ換熱器 A=781 m2 1 20R 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計57武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計58第 4 章 安全備忘錄 硫酸生產(chǎn)中的危害硫酸生產(chǎn)過程具有高度的連續(xù)性，流程長，工藝過程復(fù)雜，對工藝參數(shù)的控制要求嚴格等特點。（2）反應(yīng)平衡常數(shù) Kp武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計45溫度在 380～610℃范圍內(nèi)的 Kp 值可由《硫酸工作手冊》第 582 頁表 1244 查出。轉(zhuǎn)化器操作溫度，一般取各段的總平均值，即為 C??????轉(zhuǎn)化器操作壓力，一般也是取各段的總平均值，根據(jù)生產(chǎn)實際一般取～，這時取 。hK)SO2 O2 N2 Σ 100 虛臨界溫度： ??武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計38對比溫度： 14.?RT查《化工算圖集》 ，對比導(dǎo)熱系數(shù) 51.?P?)/(???.???????????????..?? .(/)5gmdCa WmK????????????????3　總 K 值： . aa RR????總 K 值與污垢系數(shù)的關(guān)系如表 所示表 K值與污垢系數(shù)關(guān)系表?aR K 4　管內(nèi)壓降 1P????5　總壓降 ?????6　管隙壓降 ?(6)第四換熱器管內(nèi)：℃→℃，管外：60℃ →℃選用換熱列管 φ 51，管子 d=44mm，n 根 =1083，L=，Pt=75mm，m=41武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計39F 傳 =1083=≈781m 3管子總截面積 F=1083= 1　管內(nèi)給熱系數(shù) a1的計算 (/)Gkgms???內(nèi)，取 D= 513D???器 （ ）..(/)()c kJgC? ????爐氣的平均溫度：350℃表 爐氣成份 SO2 SO3 O2 N2V(%) μ ???????)(?用虛臨界常數(shù)法求 SO3混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù) K，如表 所示表 第一換熱器 SO3側(cè)氣體導(dǎo)熱系數(shù)項目 Tc(K) Pc μc Kc V(%) miKi(W/(mh aR1　管內(nèi)傳熱系數(shù) ：1 （24） ?????????????????????????????????3231321 ????2　管隙傳熱系數(shù) ：2 （25）. ?????????????dagm（2）換熱器的壓降 21P??①管內(nèi)壓降: （26）???式中：G i——氣體的質(zhì)量速度，kg/(m 2氣 體 帶 入 熱 反 應(yīng) 熱出 口 氣 體 平 均 熱 容（4）三段出口氣體帶出熱量＝