【正文】 信息工程學院課程設計說明書 7 第三章 轉化工序物料衡算與熱量衡算 圖 轉化工序流程示意圖 圖 是硫酸轉化工藝的流程，原料氣由干燥器進入換熱器，再進入轉化爐一段，再進入到第一換熱器，以此類推，直到從第四換熱器出來降溫至吸收塔。考慮到原料氣的預熱過程是依次經(jīng)歷第一、第二、第三、第四換熱器，對應于第四、第一、第二、第三段反應器的冷卻，所以如果考慮每個換熱器的換熱面積相當，則出口氣體冷卻降溫的溫差應為第一段大于第二段，第二段大于第三段，按照這個 原則，分別取第一段的降溫的溫差為 65，第二段的降溫的溫差為 50，第三段的降溫溫差為 40，并且每一段轉化器的出口溫度和轉化率對應的點都在平武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設計說明書 10 衡曲線和最佳溫度曲線之間，由此估算得到四段反應器的操作曲線。 表 31 平衡轉化率與溫 度的關系 T/℃ 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 Kp Xt/% T/℃ 500 510 520 530 540 550 560 570 580 Kp Xt/% 最適宜溫度與轉化率關系 4905l g 4. 93 70. 5(1 )10 0 0. 5Txb axxax?????????????適 取不同 x 值，計算。故考慮使用外部換熱型轉化器。 裝置設計說明 工藝原理 二氧化硫轉化通常是在不高于 壓力下進行，而且 SO SO3 濃度又較低，體系可視為理想氣體。實現(xiàn)這一過程需將轉化所得三氧化硫氣體用硫武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設計說明書 4 酸吸收，工業(yè)上稱之為“吸收”。在 60 年代以前，我國硫酸廠大多數(shù)采用這種流程。接觸法中二氧化硫在固體觸媒表面跟氧反應，結合成三氧化硫，然后用 %的硫酸吸收為成品酸。因此，次發(fā)的發(fā)展受到限制 [2]。后來人們發(fā)現(xiàn)，借助于催化劑的作用，可以使二氧化硫氧化成三氧化硫，然后用水吸收，即制成硫酸。 Paracelsus 記述了用綠礬（ FeSO4這種工藝落后，不但廠區(qū)內粉塵飛揚，礦渣如山，而且排放出大量廢水、廢氣，嚴重污染周圍環(huán)境，每年僅向農戶支付的賠償金和上繳的排污費占據(jù)了不少生產成本。在農藥、除草劑、殺蟲劑的生產中亦需要硫酸。 關鍵詞 ：硫酸；轉化工藝；設計 武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設計說明書 II Abstract The design of 250,000 tons H2SO4 of every year conversion system is in process design, according to the position of feed gas imports, balance curve , the optimum temperature curve ,catalyst lightoff temperature and the temperature generally estimated using four paragraphs into the operation of the process line, then draw XT equilibrium curve and the optimal temperature curve, depending on the operating line to plete the material balance and heat balance, if the calculated value is too large different between the value and the actual,you need to reset curve operations with the method of the variance ,and than calculate until that the Design values and calculated values is similar , draw the flow chart of sulfuric acid and a conversion section in flow chart. Key word: H2SO4； conversion process； design 武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設計說明書 1 第一章 文獻綜述 硫酸， H2SO4，相對分子質量 ，是指 SO3與 H2O 摩爾比等于 1 的化合物，或指 100﹪ H2SO4，外觀為無色透明油狀液體，密度（ 20℃ ）為 。硫酸最重要的用途是生產化學肥料，用于生產磷銨、重過磷酸鈣、硫胺等。運載火箭所用染料亦離不了硫酸。用它生產的硫酸占硫酸總產量的 80﹪以上，其它原料在 20﹪以下，其中冶煉煙氣占 16﹪左右。 實驗室硫酸制法 ： 可以用 加強熱，用冰水混合物 +U 型管冷凝即可，用 NaOH 吸收 SO2，理論可得 %的 H2SO4 關鍵在于 尾氣 吸收。塔式法制出的硫酸濃度可達 76%左右。到 20 年代后，由于釩觸媒的制造技術和催化效能不斷提高，已逐步取代價格昂貴和易中毒的鉑觸媒。為了達到較高的最終轉化率，必須采取多段催化轉化 [3]。實現(xiàn)這一過程 需將寒流原料焙燒，故工業(yè)上稱之為“焙燒”。理論上催化氧化操作過程的段數(shù)越多，最終轉化率越高，而且過程更接近于最佳溫度曲線，催化劑的 利用率越高。轉化系統(tǒng)包括一個四段反應器和四個換熱器。 溫度與平衡轉化率的關系 [6] 在 400~700℃時， 5 1 4 0 .6lg 4 .8 8 1 7PK T?? （ ） 式中： PK —— 平衡常數(shù) T—— 溫度 /K 平衡轉化率100 ( )PTTPTKXaXKP b aX? ?? ? （ ） 式中： a =8%—— 進轉化器的爐氣中 2SO