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200kta硫磺制酸焚硫工段的工藝設(shè)計(jì)論文-文庫吧在線文庫

2024-11-25 23:24上一頁面

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【正文】 ........................... 27 廢熱回收工藝 ........................................................................................... 27 關(guān)于低溫位熱能回收工藝 ......................................................................... 28 原材料、輔助材料和動力消耗定額 .................................................................... 29 市場需求預(yù)測 .................................................................................................... 30 國內(nèi)外近期、遠(yuǎn)期需求量預(yù)測 ................................................................. 30 5 第三章 物料衡算 ........................................................................................................... 31 設(shè)計(jì)要求 ........................................................................................................... 31 焚硫爐主體計(jì)算 ................................................................................................. 31 硫磺焚燒的物料衡算 ................................................................................ 31 氣體流量及組成計(jì)算 ................................................................................ 32 氣體熱量衡算 ................................................................................................... 34 焚硫爐出口爐氣溫度計(jì)算 ......................................................................... 34 余熱鍋爐移走熱量 ................................................................................... 35 空氣預(yù)熱器空氣升溫計(jì)算 ......................................................................... 35 主要設(shè)備核算 .................................................................................................... 36 焚硫爐 .................................................................................................... 36 管道直徑核算 ........................................................................................... 37 第四章 主要設(shè)備 .......................................................................................................... 38 焚硫爐 ............................................................................................................... 38 轉(zhuǎn)化器 ............................................................................................................ 38 干吸塔 ............................................................................................................... 40 循環(huán)吸泵 ......................................................................................................... 41 氣體換熱器 ........................................................................................................ 41 空氣鼓風(fēng)機(jī) ..................................................................................................... 44 廢熱鍋爐 ........................................................................................................... 45 第五章 設(shè)計(jì)總結(jié) ........................................................................................................... 47 6 總 論 概述 項(xiàng)目名稱 ( 1)項(xiàng)目名稱: 200Kt/a 硫磺制酸工程 設(shè)計(jì)概況 ( 1)大力加強(qiáng)工藝流程與設(shè)備配套開發(fā)的工作,在充分吸取國內(nèi)外科技成果的基礎(chǔ)上,通過設(shè)計(jì)方案的比較和選擇,提高裝置的技術(shù)水平,完全實(shí) 現(xiàn)設(shè)備國產(chǎn)化,以節(jié)約工程建設(shè)投資。 貫徹“安全生產(chǎn),預(yù)防為主”的方針,確保本工程投產(chǎn)后符合職業(yè)安全衛(wèi)生的要求,保證職工的安全和健康。 硫磺 進(jìn) 口 量的多少 受 多 種 因 素 影響 , 據(jù)最近國際 硫研究所和 加拿大棱鏡硫 磺 公 司的 資料 , 對世 紀(jì) 年代 以 來世 界 硫 磺 供應(yīng) 總量和 需 求 總量的 統(tǒng)計(jì) 和 未來的 預(yù)測至 年表 明 , 世 界 硫磺供需 總量 是 平 衡 的 , 并 且呈現(xiàn)不 同 程 度的 供 大于 求 , 多余 的 部分成為庫存在 不 同地 區(qū) 、 不同 時(shí) 期硫 的 供應(yīng)或硫 的需 求發(fā)生 著變化 , 但硫 的 供應(yīng) 總 量 和 需求總量基本 上 平緩地 上 升 , 即 使 年我國進(jìn) 口 硫磺達(dá) 占世 界 硫磺貿(mào) 易 量 的 , 也未出現(xiàn)總 體 上生 產(chǎn) 和 供應(yīng)小 于需 求 的態(tài)勢 。 如 果 我國 進(jìn) 口 硫磺 的增長 率 逐步 減小 , 上述 其 它 幾 項(xiàng)不 利 因 素逐步緩解 , 市場 供 應(yīng)量增 加 , 在市場 經(jīng) 濟(jì) 的環(huán)境 下價(jià)格 有 望 不再 增加而 有小 幅 度 回 落 , 但 不可 9 能再 回 到年 以 前 的 低價(jià)位 。 發(fā) 展 硫鐵 礦 制 酸生 產(chǎn)裝 置 包括 工 藝技術(shù) 和 裝備水平的 提高 、 減少環(huán) 境 污 染 、 解 決 礦渣 的綜合利 用 、 大型 化等 。由于發(fā)煙硫酸的 SO3 蒸氣壓較大,暴露在空氣中能釋放出 SO3,和空氣中的水蒸氣迅速結(jié)合并凝結(jié)成酸霧而得名。當(dāng)固定溫度,硫酸的相對密度隨濃度升高而升高。結(jié)晶溫度隨硫酸濃度不同而變化,其變化關(guān)系是不規(guī)則的 [4]。從實(shí)驗(yàn)上得知,將 同一種濃度的硫酸從 0 升高到 1 與從 99 升到 100 所需要的熱量是不同的。 常壓下加熱濃縮稀硫酸,當(dāng)酸濃達(dá)到 %時(shí),液面上的氣相組成與液相組成達(dá)到相同,即使繼續(xù)加熱蒸發(fā),液相組分不變,這時(shí)沸點(diǎn)( ℃)稱恒沸硫酸濃度 %(重量) 結(jié)晶溫度 ℃ 硫酸濃度 %(重量) 結(jié)晶溫度 ℃ - 100 + - 游離 SO310 - - 游離 SO320 + + 游離 SO365 - 12 點(diǎn)。而在常壓低溫范圍內(nèi),硫酸液面上氣相組分,則以 H2SO4 為主,其量用總蒸氣壓表示。 13 第二章 工藝部分 二氧化硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)的基本原理 二氧 化硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)的方程式 2SO2+O2 觸 媒 2SO3+Q 從上述反應(yīng)方程式可以看出 SO2 轉(zhuǎn)化反應(yīng)的特點(diǎn),這個(gè)反應(yīng)為可逆、體積縮小、放熱的反應(yīng) [13]。 轉(zhuǎn)化反應(yīng)的溫度 轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中放出的熱量,使氣體溫度升高,它與氣體中二氧化硫含量有關(guān)。 我們知道了已知溫差如何求轉(zhuǎn)化率的方法。但在溫度越高低平衡轉(zhuǎn)化率和實(shí)際轉(zhuǎn)化率差數(shù)愈小,這主要是因?yàn)楦邷叵碌姆磻?yīng)速度較低溫時(shí)快,靠近平衡時(shí)反應(yīng)速度變慢直到平衡時(shí)速度等于零。因此控制二氧化硫濃度指標(biāo)是一個(gè)極其重要的綜合性的技術(shù)。 3. 最終轉(zhuǎn)化率同相對成本的關(guān)系:我們用硫磺制得二氧化硫最終轉(zhuǎn)化率~ 98%時(shí),生產(chǎn)成本較低,有尾氣回收裝置,轉(zhuǎn)化率可以減小到 96~ %。當(dāng)然這項(xiàng)工作應(yīng)該是經(jīng)常性的,這樣才能使反應(yīng)系統(tǒng)始終處于最優(yōu)的操作狀態(tài)。如果熱損失為 5%,此時(shí)絕熱模擬溫升值應(yīng)比正常值低 5%。這些問題可以看成與調(diào)整參數(shù)前相似,這樣就可以將一定總處理氣量下的最終轉(zhuǎn)化率與原料氣中二氧化硫含量乘積作為優(yōu)化目標(biāo),將各段進(jìn)氣溫度作為優(yōu)化參數(shù),使用上述模擬真實(shí)過程的數(shù)學(xué)模型,同樣使用式( 28)及式( 27),計(jì)算各段有效催化劑 能夠?qū)崿F(xiàn)的任務(wù)。因此實(shí)際過程中反應(yīng)只要能越來越慢地接近平衡,而不會超越它。與國外相比存在單系列能力小、設(shè)計(jì)余量偏大、熱利用水平偏低等缺點(diǎn)。 ( 7)干吸塔上、下酸管采用陽極保護(hù) 304L 不銹鋼管,安裝維修方便,使用壽命長 ,減少酸的跑冒滴漏。 固體硫磺經(jīng)熔融,濾去固體雜質(zhì)后 ,存于熔硫槽,維持熔硫溫度在 130~145℃之間,熔硫貯槽的空間溫度在 115℃ 以上。為了防止停泵時(shí)液硫過濾器出口管道內(nèi)的液硫返流人液硫過濾器 , 破壞過濾器內(nèi)的 濾餅 , 同時(shí)也為了操作工人的安全 ,過濾后的液硫最好不要直接送人液硫儲雄 , 而是先流人一低位中間槽 , 再由液硫泵送人液硫儲旅儲存。2 — 五段省煤器 。則生 成含水硫酸。濃度過高、過低均不適宜。轉(zhuǎn)化后的氣體溫度也應(yīng)低一點(diǎn)好,否則易形成酸霧。然后由濃硫酸的吸收塔出口引至尾氣處理部分或直接 27 經(jīng)過捕沫后放空。在干吸工段所選用的酸泵大多數(shù)是國內(nèi)生產(chǎn)的鑄鐵或不銹鋼泵。 對 于 “ 兩 次轉(zhuǎn)化 工 藝 , 一 般在 第 四 段出 口增設(shè) 一 臺中 溫 過熱 器 。 關(guān)于低溫位熱能回收工藝 大 多數(shù)硫 酸 廠 的 SO3吸收反 應(yīng)熱由冷 卻 水帶走 而損失掉 , 少數(shù) 硫 酸 廠 用 于 加熱鍋 爐 給水 、 工業(yè)用水 、 生活用 水 。 另 外安裝 了 腐 蝕 監(jiān)測 儀 , 以 測量酸 循 環(huán) 系統(tǒng)中 不 銹鋼試件電化學(xué) 腐 蝕 產(chǎn) 生的 電流 。2020 年中央緊抓三農(nóng)問題,出臺一系列對化肥企業(yè)的利好政策,促進(jìn)了磷復(fù)肥特別是高濃度磷復(fù)肥生產(chǎn),磷復(fù)肥每月以同比 20%以上的速度增長;二是國民經(jīng)濟(jì)的 快速增長,增加對硫酸的需求。 采 用HRS 技術(shù) , 每 生 產(chǎn) 1t 硫 酸可 回 收約 低 壓 蒸 汽 , 并 相應(yīng)減少 70%左 右 的干吸部分 循環(huán) 水 量 , 從 而相 應(yīng)減少循 環(huán) 水 站的投 資費(fèi) 用和運(yùn) 行費(fèi) 用 。 將 熱 回 收 塔作 為 兩 轉(zhuǎn) 兩吸流程的 第 一吸收塔 , 塔底部 流出的 ?( H2SO4) %~%、 溫度 200~220℃ (視鍋 爐 壓力而 定 )的 硫 酸經(jīng) 換熱稀釋 , 將 ?( H2SO4) 控制在 %后回 流 至 熱 回 收塔下 部第 二段 。 其實(shí)高 、 低 溫過 熱 器可設(shè) 蒸 汽 旁 通 管 , 進(jìn) 二段的爐 氣 溫 度由高 溫過 熱 器 蒸汽旁 通 閥自動 調(diào)節(jié) , 而 高 溫過 熱 器出 口 過 熱蒸 汽溫 度 由 低 溫過 熱器蒸 汽 旁 通調(diào) 節(jié)閥自 動 調(diào)節(jié) 。 總之,硫酸的酸溫 升高 會使硫酸的腐蝕能力增強(qiáng),還會使硫酸的粘度下降,造成酸泵潤滑不良,因此控制干吸工序循環(huán)槽內(nèi)的酸溫在 40℃ 以下,對酸泵的使用壽命有很重要的影響。 吸收工段主要工藝指標(biāo)分析 吸收塔的操作氣速問題 : 填料塔的空塔氣流速度設(shè)計(jì)通常取 ~ 。為使循環(huán)酸的溫度保持一定,必須使之通過冷卻設(shè)備,以除去
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