【正文】 平鼓風(fēng)機(jī)和 汽輪 發(fā)電機(jī)組的 裝 置 ， 不 噴水 也可 保 證 蒸汽 透 平 和汽 輪 機(jī)不 結(jié)垢 , 因 而 保證其 長 期 運(yùn) 行效 率 。 廢熱回收工藝 為 了 充分利用液硫燃 燒 熱 和 轉(zhuǎn) 化反應(yīng)熱生產(chǎn) 、 450℃ 中壓過熱 蒸 汽 ，在焚 硫 爐出 口 設(shè)置火 管式 廢 熱鍋 爐 生 產(chǎn) 中壓飽 和 蒸 汽 ， 在 轉(zhuǎn) 化器 第 一 段出 口 設(shè) 置一 臺高 溫過 熱 器 ， 在轉(zhuǎn)化 器 第 三 段之后 、 氣體 進(jìn) 第 一吸收 塔前設(shè) 置 省煤 器 ， 在 轉(zhuǎn)化 器 四 段后設(shè)置 低 溫過 熱 器 和 省煤 器 。 循環(huán)酸酸溫的影響 ： 硫酸對設(shè)備的腐蝕能力與硫酸的溫 度、濃度有很大的關(guān)系。 吸收工段的流程 轉(zhuǎn)化氣依次通過濃硫酸吸收塔，用 %H2SO4 濃硫酸吸收 SO3 后，氣相中SO3 含量為 ～ %。 此外，吸收酸溫度不能過高，若過高，酸溶液加劇蒸發(fā)，使液面上的總壓明顯增加，從而降低了吸收率。對濃硫酸而言，選擇 %的濃硫酸作為吸收酸時(shí)，盡可能使氣相中 SO3 的吸收率達(dá)到最完全的程度。若使 n＞ 1，生成發(fā)煙硫酸； n＝ 1， 生成無水硫酸； n＜ 1。 轉(zhuǎn)化工序流程如圖 21： 25 1 — 一段省煤器 。出熔硫槽的液體硫成直接進(jìn)人過濾槽 ， 由過濾泵送人葉片式液硫過濾器過濾。 快速熔硫與液硫過濾工段 熔硫工序一般采用快速熔硫和液硫機(jī)械過濾工藝 ， 其中關(guān)鍵設(shè)備一是快速熔硫槽 ， 二是液硫過濾器。 （ 6）采用高低溫交叉配酸吸收技術(shù)和干吸塔低位配置，減少酸冷卻器換熱面積，降低設(shè)備投資。熱力系統(tǒng)一般只回收利用高、中位熱能，副產(chǎn)中、低壓蒸汽自用或副產(chǎn)中 壓蒸汽用于發(fā)電或驅(qū)動(dòng)透平主風(fēng)機(jī)。在調(diào)整操作參數(shù)時(shí)，反應(yīng)速率以正值迅速下降至負(fù)值的方式，接近甚至超越平衡的限制，故在此時(shí)數(shù)值積分求取的 τ i 的迭加值會(huì)越來越小，而永遠(yuǎn)達(dá)不到各段有效催化劑空時(shí)限制，因此在數(shù)值積分時(shí)，反應(yīng)速率出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，就立即終止此段的計(jì)算是十分必要的。 操作參數(shù)在小范圍內(nèi)調(diào)整，可以為在使用上述模型時(shí)對下面幾個(gè)問題沒 有影響，流動(dòng)系統(tǒng)決定的總處理量，各段床層的熱損失，各段床層中副反應(yīng)的存在情況及各換熱情況等。 s D SO2 的有效擴(kuò)散系數(shù)， cm2/s ξ 內(nèi)擴(kuò)散效率因子 λ 床層絕熱溫升 τi i段 床層的空時(shí) ， s 對實(shí)際過程進(jìn)行評價(jià)時(shí)，首先采用各段進(jìn)出氣溫度及各段轉(zhuǎn)化率等現(xiàn)場操作參數(shù)，由式（ 28）確定存在熱損失及其他少量副作用反應(yīng)時(shí)的實(shí)際溫升λ若仍按絕熱過程考慮，可稱其為虛擬的絕熱溫升，將其帶入式（ 28），可客觀地求出實(shí)際反應(yīng)過程中各段反應(yīng)溫度隨轉(zhuǎn)化率的變化關(guān)系。 在優(yōu)化操作時(shí)，首先建立模擬真實(shí)過程的數(shù)學(xué)模型，利用現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)，對實(shí)際操作狀況做出評價(jià)，然后在評估基礎(chǔ)上以實(shí)際換熱條件作為約束，使用復(fù)合型優(yōu)化方法，以產(chǎn)量作為優(yōu)化目標(biāo)，尋求能使現(xiàn)存系統(tǒng)操作最優(yōu)的各主要操作系數(shù)。但二氧化硫濃度在 1%內(nèi)變動(dòng)對生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)并無多大的影響。 .進(jìn)氣的 SO2 濃度同生產(chǎn)能力的關(guān)系見表 24 表 24 進(jìn)氣的 SO2 濃度與產(chǎn)酸量轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系 二氧化硫濃度 % 產(chǎn)酸量的增加 % 總轉(zhuǎn)化率 % 0 SO2 濃度的適宜范圍：在生產(chǎn)中控制的 SO2 的指標(biāo)，除應(yīng)考慮上述幾個(gè)關(guān)系外，還要考慮環(huán)境保護(hù)和排放標(biāo)準(zhǔn)，另外還要考慮生產(chǎn)系 統(tǒng)的可能性，觸媒用量， 設(shè)備的費(fèi)用?，F(xiàn)在我們可以看一下進(jìn)氣組分在某種觸媒下溫度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖，如圖 22： 1400 440 480 520 560 600 640溫度，℃轉(zhuǎn)化率，x 圖 22 溫度轉(zhuǎn)化率圖 從圖中看出，平衡溫度較適宜溫度高。知道這些值可以幫我們判斷轉(zhuǎn)化率和溫度的數(shù)值是否正確。這就是轉(zhuǎn)化操作的 “ 三要素 ” ，下面我們分述各個(gè)條件的選擇理由。在一定溫度條件下加入填加劑（凝固作用）可制的固體硫酸（膠體狀）。上述的加熱濃縮稀硫酸及加熱蒸發(fā)游離 SO3，相應(yīng)的氣相成分以 H2O 和 SO2 為主。發(fā)煙硫酸的沸點(diǎn)，則隨 SO3（游離）百分含量的增大而下降，直降至 ℃ [6]。K） ]。 硫酸的結(jié)晶溫度 液體硫酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w硫酸時(shí)的溫度稱為結(jié)晶溫度。 硫酸相對密度是溫度與酸濃度的函數(shù)。工業(yè)生產(chǎn)的硫酸是指 SO3 和 H2O 以一定的比例混合的溶液，而發(fā)煙硫酸是其中 SO3 和 H2O 摩爾比大于 1 的溶液。 發(fā) 展 硫鐵 礦礦源包 括 后 備 資 源的 勘探 、 資 源開發(fā) 利 用的 規(guī) 劃和 評價(jià) 、 資 源 合理利 用的 研究 、 技術(shù) 開 發(fā) 、 礦山 建設(shè) 、提高 生 產(chǎn)能 力和 技術(shù)水平等 。 目 前 的 高 價(jià)位 應(yīng) 該能 促使 我國 硫 磺 制酸增長的勢 頭下 降 。 附：主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 序號 指標(biāo)名稱 單位 數(shù)量 備注 一 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案 1 硫酸 100% kt/a 200 折 100%為 200 kt/a 2 蒸汽 kt/a 240 噸蒸汽 /噸酸 二 年操作日 天 333 8000 小時(shí) 1 日產(chǎn)量 噸 600 2 小時(shí)產(chǎn)量 噸 25 三 主要原材料、燃料用量 1 硫磺 kt/a 2 釩觸媒 噸 新工廠一次添加468 噸，之后每年消耗 56 噸 . 720 3 柴油 t/a 176 開車升溫用 五 公用工程消耗量 1 供水（補(bǔ)充新鮮水） m3/h 500 100 5 噸水 /噸酸 2 用電負(fù)荷 380V（總裝機(jī)容量） KW 3825 85 度 /噸 100 噸 45% 10KV（總裝機(jī)容量） KW 4675 85 度 /噸 100 噸 55% 年用電量（上透平風(fēng)機(jī)） 萬 1840 80萬噸 23 度 /噸 3 供汽 低壓蒸汽（≤ ） t/h 120 100 噸 8 硫酸幾種不同的生產(chǎn)工藝 以硫磺為原料 進(jìn) 口 硫磺 可 充分利 用 世 界 硫資 源 ， 以 補(bǔ) 充 我 國 硫資 源的不足 ， 其前提 是 世 界上要 有 多 余 的 硫磺供應(yīng) 。 （ 3）認(rèn)真貫徹“五化”的設(shè)計(jì)原則，盡量提高“工廠布置一體化、生產(chǎn)裝置露天化、（建）構(gòu)筑物輕型化、公用工程社會(huì)化 、引進(jìn)技術(shù)國產(chǎn)化”的程度。 設(shè)計(jì)圖紙要求： 1) 繪制生產(chǎn)工藝流程圖（ A2 號圖紙）； 2) 繪制 焚硫爐 設(shè)計(jì)條件圖（ A2 號圖紙）。 設(shè)計(jì)（論文）的基本要求和內(nèi)容 硫磺制酸裝置的物料衡算和熱量衡算，及主要設(shè)備的尺寸計(jì)算、定型型號的選擇，原輔材料的消耗計(jì)算，和帶工藝控制點(diǎn)的工藝流程圖和設(shè)備裝備圖的繪制，設(shè)計(jì)說明書的編制。 (3)年產(chǎn)純硫酸 200kt 操作條件 (1)硫磺以液 態(tài)形式進(jìn)入焚硫爐 。做出高水平、高質(zhì)量、高效益的“三高”設(shè)計(jì)。 可研的簡要綜合結(jié)論 （ 1）本項(xiàng)目所產(chǎn)硫酸，作為 其它 化工產(chǎn)品的原料，符合企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的需要，裝置建成后具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 拿 我國的 情況看 ， 年硫鐵 礦 制酸 ， 硫 磺 制酸僅幾十 萬噸 年 礦 制酸減 少 到 ， 硫磺制 酸 升 至 其中 礦 制酸改為硫磺制 酸的 量凈 增 加 了 世 界 硫 的 消費(fèi) ， 而其 余增加 的 硫磺制 酸 大部分 用于 增產(chǎn)磷 肥 ， 并 且主要 是 以 產(chǎn)抵進(jìn) ， 這樣就 減少了國 外磷肥 的生 產(chǎn) ， 即 減 少了國 外硫 的 消費(fèi) 量 。 以硫鐵礦含伴生硫鐵礦為原料 硫鐵 礦是我國的 自 有 資 源 ， 從 我國這 個(gè) 人 口 ， 大 國的安 全 和 經(jīng)濟(jì)發(fā) 展 考慮 ，保持一定規(guī)模 的 硫鐵 礦 采選能力 和 硫鐵 礦 制 酸 能力 是需要 的 。 冶煉煙氣和其它原料 冶煉 煙 氣主 要 是有色 金屬 硫化 礦 物冶煉 時(shí) 產(chǎn) 生的含 二 氧 化硫 煙 氣 ， 冶煉煙氣制酸實(shí) 際 是 冶 煉 廠 的副產(chǎn) 品 ， 是 隨 著冶金 工 業(yè) 的 發(fā)展 而發(fā)展 。如 98%硫酸，就是指其中含有 98%重量的硫酸和 2%重量的水。此屬于一般的變化規(guī)律。 。熱焓是指某一單位重量（ kg）的硫酸在某一溫度下含有的熱量。但在生產(chǎn)操作中為了經(jīng)濟(jì)性和減少硫酸損失，通常只是將稀硫酸濃縮至 92%～ 95%。當(dāng)酸濃超過 %時(shí)，總蒸氣壓隨濃度 的 升高（游離 SO3%增加）而增大 [7]。 平衡轉(zhuǎn)化率：根據(jù)定義可以用下式表示： XT= 323SO TSO T SO TPPP? (21) 反應(yīng)平衡常數(shù) Kp= 332SO TSO T O TPPP (22) 將（ 21）和（ 22）合并，便可以得到平衡轉(zhuǎn) 化率與平衡常數(shù)的關(guān)系式。 λ＝ 式中： a SO2 的初始濃度， % Cv 平均溫度下與轉(zhuǎn)化率 XT＝ 時(shí)的氣體平均熱容量，卡 /米 3運(yùn)用這種方法，在一段出口溫度不準(zhǔn)超過 600℃情況下，不同二氧化硫的進(jìn)氣 濃度，以平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率算出一段進(jìn)口的最高允許溫度見列表 22： 表 22 不同二氧化硫濃度下轉(zhuǎn)化器一段進(jìn)口的最高允許溫度 進(jìn)氣濃度 SO2% 5 6 7 8 9 10 一段進(jìn)口最高允許溫度℃ 499 470 453 445 441 428 421 根據(jù)前面我們所述的轉(zhuǎn)化反應(yīng)和觸媒的特性，選擇轉(zhuǎn)化操作的溫度，應(yīng)考慮以下幾個(gè)要求： ，以盡量減少觸媒用量，或在一定量的觸媒下能獲得最大的生產(chǎn)能力。這就要求我們在反應(yīng)時(shí)移走能量。我根據(jù)硫酸的原料來源等情況選擇二氧化硫的進(jìn)氣濃度為 9%。 19 轉(zhuǎn)化器的通氣量 通氣量主要由硫酸的產(chǎn)量來決定的，其他還有阻層阻力、吸收率等因素的影響，我們可以由公式計(jì)算而得： V 標(biāo) = G 酸 (98當(dāng) t＜ 470℃且 x＞ 時(shí)，我們?nèi)?k1= 273ee????????。在處理總氣量基本不變的情況下，也就相當(dāng)于求出各段床層填充的催化劑體積 。一段從 ti xi1 出發(fā) ， 對式（ 27）進(jìn)行數(shù)值積分，直到空時(shí)達(dá)到τi=Vi/(V0一般新建裝置規(guī)?！?3000 噸 /日，由于裝置大型 22 化，對節(jié)約投資，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本等方面效果顯著。具有技術(shù)先進(jìn)，操作穩(wěn)妥可靠，投資合理，綜合經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。觸媒 層設(shè)置從上至下依次為 1， 便于 更換觸媒，減少煙氣管長度，消除熱應(yīng)力。燃燒的空氣是由鼓風(fēng)機(jī)送入硫酸干燥塔，使水分含量降低到 ，再經(jīng)過除沫后送至焚硫爐和轉(zhuǎn)化器。為節(jié)約用地 ， 過濾槽、助濾槽和中間槽可以采用方形平底結(jié)構(gòu) ， 并設(shè)計(jì)成一個(gè)整體 ， 將葉片式過濾器布置在平臺上 ， 下部留有足夠空間 ， 以方便出渣和液硫排放。4 — 轉(zhuǎn)化器 。 事實(shí)上氣體 中的三氧化硫不可能百分之百被吸收，只吸收氣體中超過與硫酸相平衡的那一部分三氧化硫，超過的越多，吸收過程的推動(dòng)力越大，吸收速度就越快。溶滴酸霧很難完全分離，通常隨尾氣帶走或排入大氣。 吸收流程配置的方式 濃硫酸吸收三氧化硫氣體一般在塔設(shè)備中進(jìn)行。吸收 SO3 的硫酸從塔底引出時(shí)，其濃度可以提高了。酸泵的使用壽命的影響因素有：一是硫酸對酸泵金屬材料的腐蝕，二是硫酸粘度對酸泵運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)系 ， 而這兩個(gè)關(guān)系與酸溫有直接的影響和聯(lián)系。 爐 水從 汽 包引 出 ， 沿下 降 管 流人 鍋殼 ， 經(jīng) 鍋殼中的列 管 加 熱 后 產(chǎn) 生 汽水 混 合物 , 再由鍋殼 頂 部 上 升管 送 回 汽包 ， 經(jīng) 汽水分離 后的爐 水 繼 續(xù)循 環(huán) ， 飽 和 蒸 汽 則從 汽 包 頂 部 引出 ， 先 后經(jīng) 低 溫過 熱 器和 高 溫過 熱 器 加熱到 450℃ 后送往用 戶 。 低 溫 位熱 能 回 收技 術(shù)在 國 際上已 開發(fā)應(yīng)用 多年 。 就我 國目 前的技術(shù)水平 和 制造水平 ， 開 發(fā)我 國 自 己 的 HRS 技術(shù) 的 時(shí) 機(jī) 已 經(jīng) 成熟 。 A、年平均溫度 ℃ B、最熱月平均溫度 ℃ C、最冷月平均溫度 ℃ D、風(fēng)壓值 34N/m2 E、年平均風(fēng)速 （ 2）濕度： A、年平均相對濕度 79% B、最熱月平均相對濕度 79% C、最冷月平均相對濕度 78% （ 3）大氣壓： 32 當(dāng)?shù)仄骄髿鈮? 669mmHg（合 ） （ 4）、地震烈度： 6度 主要技術(shù)參數(shù) （ 1）、焚硫爐出口爐氣濃度 SO2+SO3=% （ 2）、總轉(zhuǎn)化率 % 公用工程條件 （ 1）、新鮮水： 按平均 20℃ （ 2）、循環(huán)水： A、水溫： t1=40℃ t2=30℃ △ t=10℃ B、水壓： 供水壓