【正文】 s 150th anniversary celebrations and will attend City39。 由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，專業(yè)水平有限且手里資料不夠的原因，所以在設(shè)計(jì)過程中難免存在一些紕漏，請(qǐng)老師和同學(xué)批評(píng)指正。K) Q（ SO2） =CP（ SO2） (519439)T= kJ 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 CP（ SO3） =+103T= J/(mol 熔硫階段熱量衡算 精硫消耗量： 32 kg 熔硫蒸汽壓力：一般為 ~ MPa（絕壓） 計(jì)算可取 MPa 液流溫度： 130~150，平均 140℃ 大氣溫度： 32℃ 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 正交晶硫變?yōu)閱涡本Я驕囟?： ℃ 轉(zhuǎn)變熱： kJ/kg 單晶硫熔點(diǎn)： ℃ 硫熔化熱： kJ/kg （ 1）熔硫槽所需總熱量 熔爐所需的總熱量 Q，一般包括不含水的固體硫磺所耗熱量 Q/及散熱損失 Q Q=Q/+Q A. 熔融不含水的固體硫磺所耗的熱量 Q/ 此系硫磺從 32℃ 到 140℃ 熔融過程（見圖 33）各個(gè)階段所需熱量的總和。 SO2 + 1/2 O2 = SO3 初始 1 kmol kmol 0 反應(yīng) 1 1/21 1 最終 表 43 為第一轉(zhuǎn)化階段物料衡算數(shù)據(jù)。催化劑加熱升溫期間，熱氣體需要全部走旁路時(shí)， 也會(huì)用手動(dòng) 蝶閥調(diào)節(jié)，此閥的閥桿處也通有儀表風(fēng)。濾餅靠風(fēng)動(dòng)裝置排出殼體回收。出焚硫爐的高溫爐氣人廢熱鍋爐，產(chǎn)生 MPa 蒸汽發(fā)電 。 d 為了縮短系統(tǒng)升溫時(shí)間， 廢熱鍋爐出口至轉(zhuǎn)化器的第四催化劑床層設(shè)置了一條副線， 使第四、五催化劑床層和第一、 二、 三催化劑床層能同時(shí)升溫。 3 工藝特點(diǎn) a ω 灰分 =%的硫磺， 通過液硫過濾器濾能夠使 ω 灰分 %灰分 ，這樣就省掉了熱氣體濾器 ,并且過濾效果更好，延長了催化劑的更換期。 ( 2) 硫磺制酸工藝能源利用更加合理。 由此可見，硫酸與國防工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)都有著密切的關(guān)系。此外，在尼龍、醋酸纖維、聚丙烯腈纖維等化學(xué)纖維生產(chǎn)中，也使用相當(dāng)數(shù)量的硫酸。 （ 6）強(qiáng)電解質(zhì) ,在水中發(fā)生 電離 H2SO4=2H+ + SO4 2 硫酸的用途 （ 1） 用于肥料的生產(chǎn) 硫酸銨（俗稱硫銨或肥田粉）和過磷酸鈣（俗稱過磷酸石灰或普鈣）這兩種化肥的生產(chǎn)都要消耗大量的硫酸。 分子量為 ，蒸汽壓是，閃點(diǎn)為 207℃，熔點(diǎn)為 119℃，沸點(diǎn)為 ℃，相對(duì)密度為 。其中轉(zhuǎn)化主要講述 “ 兩轉(zhuǎn)兩吸 ” 生產(chǎn)工序，其中 “ 兩吸 ” 指硫酸的干燥吸收工序，也是本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。硫磺的比重 。 C + 2H2SO4(濃 ) =(加熱 ) CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O S + 2H2SO4(濃 ) = 3SO2↑ + 2H2O 2P + 5H2SO4(濃 ) = 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O ⑶ 跟其他還原性物質(zhì)反應(yīng) 濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，實(shí)驗(yàn)室制取 H2S、 HBr、 HI 等還原性氣體不能選用濃硫酸。此外煉焦化學(xué)工業(yè)（用硫酸來同焦?fàn)t氣中的氨起作用副產(chǎn)硫酸銨）、電鍍業(yè)、制革業(yè)、顏料工業(yè)、橡膠工業(yè)、造紙工業(yè)、油漆工業(yè)（有機(jī)溶劑的制備）、工業(yè)炸藥和鉛蓄電池制造業(yè)等等，都消耗相當(dāng)數(shù)量的硫酸。從硼砂制備硼烷的過程需要多量硫酸。礦石制酸電耗為 110 kWh/t, 硫磺制酸為 70 kW經(jīng)過濾后的液硫自流至熔硫儲(chǔ)槽。 工藝特點(diǎn) 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 a 焚硫爐裝有兩個(gè)高壓霧化噴嘴，根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷， 選擇投用一個(gè)或兩個(gè)，從而保證霧化效果。 l 充分利用系統(tǒng)的高、中溫廢熱。設(shè)計(jì)能力為：11000～ 16000 ㎏ /h。另外，旁路柱塞閥的填料箱上接有一條儀表風(fēng)管線，這樣便能在軸密封周圍形成一個(gè)平衡的壓力，有效地防止了硫酸鹽在軸密封上結(jié)晶，保證了柱塞閥的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。 2．轉(zhuǎn)化工段采用四段 “3+2”兩次轉(zhuǎn)化工藝，總轉(zhuǎn)化率達(dá) %，進(jìn)轉(zhuǎn)化器的二氧化硫摩爾分?jǐn)?shù)為 %，轉(zhuǎn)化器各段進(jìn)出口溫度及轉(zhuǎn)化率如表 41 所示。 （ 1）硫酸的計(jì)算 : SO3 的物質(zhì)的量為 1 kmol 由 SO3 的消耗量及化學(xué)式 31 可得。K) Q(SO3)= CP（ SO3） (609438)T= kJ CP(O2)=+103T= J/(mol一方面我所學(xué)的專業(yè)知識(shí)得到了鞏固和加強(qiáng)，使我的知識(shí)理性上升到理論與實(shí)踐結(jié)合，并且應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中，做到學(xué)以致用；另一方面培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新意識(shí)，提高了自己分析問題解決問題的能力，這些對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作都會(huì)有很大的幫助。t charge you more than 35% of your pensation if you win the case. you39。s 21 win. Michel Platini, president of European football39。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師王保玉老師。K) Q(N2)=CP(N2)(519439)T= kJ Q16= Q（ SO2） +Q（ SO3） +Q(O2) +Q(O2)= kJ （ 3）冷熱換熱器和省煤器回收的熱量 Q15+Q30： 由表 31得 ： 溫度為 463℃ － 175℃ ， (463+175) ℃ /2=319℃ T=273+319=592 K CP(SO2)=+103T= J/(mol105） = kJ/（ kg 表 44 第二轉(zhuǎn)化階段物料衡算數(shù)據(jù) 輸入組分 kmol 摩爾分?jǐn)?shù) /% 輸出組分 kmol 摩爾分?jǐn)?shù) /% SO2 SO2 O2 O2 N2 N2 SO3 SO3 總計(jì) 100 100 3． 第三轉(zhuǎn)化 階段物料衡算 已知條件： SO2 和 O2 的量分別為 kmol、 kmol， SO2 的轉(zhuǎn)化率為 88%。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 32 第一廢熱鍋爐（水管廢熱鍋爐）結(jié)構(gòu)圖 圖 33 第二廢熱鍋爐（低溫過熱器）結(jié)構(gòu)圖 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 34 第三廢熱鍋爐（高溫過熱器）結(jié)構(gòu)圖 干吸工段 干吸工段的主要設(shè)備有干燥塔、第一吸收塔、槽、酸冷卻器、硫酸泵等，酸管為不銹鋼管道，一般需帶陽極保護(hù)。該工段的焚硫爐要砌耐火磚，熱力設(shè)備、轉(zhuǎn)化器、換熱器和管道均需保溫。除用于發(fā)電及熔濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 硫的蒸汽外， 尚有少量低壓蒸汽供附近廠外用戶使用。其它四層的布置既考慮管道布置的經(jīng)濟(jì)性，又要使隔板的溫差降至最小。 d 熔硫槽和帶液下泵的熔硫儲(chǔ)槽設(shè)有混凝頂，并且在設(shè)備和管線上方開口處裝有可移動(dòng)的鋼頂蓋，環(huán)境清潔，安全可靠。 4. 工藝改造前后的效果 表 11 礦石工藝與硫磺工藝比較 懸浮物 (噸 /年） 砷 (噸 /年 ) 氟 (噸 /年 ) 污水量 (萬噸 /年 ) 排污費(fèi) (萬元 /年 ) 礦石工藝 670 12 430 87 硫磺工藝 116 0 0 168 27 綜上所述硫磺制酸工藝相對(duì)礦石制酸工藝有許多的改進(jìn)之處 , 它是一條清潔生產(chǎn)的工藝，更節(jié)能環(huán)保 , 只有這樣的生產(chǎn)工藝才能使化工企業(yè)生存和發(fā)展得更好。 硫磺與硫鐵礦的工藝比較 采用礦石制酸工藝 , 若 裝置生產(chǎn)能力為年產(chǎn) 15萬 t硫酸。 (8)用于染料工業(yè)幾乎沒有一種染料（或其中間體）的制備不需使用硫酸。最普通的殺蟲劑，如 1059 乳劑 (45%)和 1605 乳劑 (45%)的生產(chǎn)都需用硫酸。 稀硫酸化學(xué)性質(zhì) （ 1） 可與多數(shù)金屬（比銅活潑）氧化物反應(yīng)，生成相應(yīng)的硫酸鹽和水； （ 2） 可與所含酸根離子對(duì)應(yīng)酸酸性比 硫酸根 離子弱的鹽反應(yīng)，生成相應(yīng)的硫酸鹽和弱酸； （ 3） 可與堿反應(yīng)生成相應(yīng)的硫酸鹽和水； （ 4） 可與氫前金屬在一定條件下反應(yīng)，生成相應(yīng)的硫酸鹽和氫氣； （ 5） 加熱條件下可催化蛋白質(zhì)、二糖和多糖的水解。操作時(shí)不得超過 99%以上的濃度。 關(guān)鍵詞 硫磺、空氣、吸收、填料塔、設(shè)計(jì) 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第一章 綜述 物質(zhì)的性質(zhì) 硫磺的性質(zhì) 硫磺一般呈塊狀或粉末狀，淺黃色，帶雜質(zhì)者為灰綠色。 強(qiáng)氧化性 ⑴ 跟金屬反應(yīng) ① 常溫下，濃硫酸能使鐵、鋁等 金屬鈍化； ② 加熱時(shí)，濃硫酸可以與除金、鉑之外的所有金屬反應(yīng)，生成高價(jià)金屬硫酸鹽，本身一般被還原成 SO2 ； Cu + 2H2SO4(濃 ) =加熱 )=CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 2Fe + 6H2SO4(濃 ) = Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O 在上述反應(yīng)中，硫酸表現(xiàn)出了強(qiáng)氧化性和酸性。 (5)在濃縮硝酸中，以濃硫酸為脫水劑；氯堿工業(yè)中，以濃硫酸來干燥氯氣、氯化氫氣等；無機(jī)鹽工業(yè)中，如冰晶石 (Na3AlF6)、硼砂 (Na2B4O7 (10)用于制藥工業(yè)磺胺藥物的制備過程中的磺化反應(yīng)，強(qiáng)力殺菌劑呋喃西林的制備過程中的硝化反應(yīng)，都需用硫酸。使上硫廠從沉重的環(huán)保困境中得以解脫 , 使生產(chǎn)經(jīng)營濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 步入良性循環(huán)。 表 21 硫磺的成分及其含量 含 S ≥ % 含灰分 ≤ % 酸度（以 H2SO4） ≤ % 含 As ≤ % 含有機(jī)物 ≤ % 含水分 ≤ % 機(jī)械雜質(zhì) 無 表 22 空氣成分 氮?dú)? 氧氣 反應(yīng)原理 將硫磺經(jīng)熔融、焚燒產(chǎn)生二氧化硫氣體，經(jīng)廢熱鍋爐、過濾器，再通入空氣氧化轉(zhuǎn)化成三氧化硫，再經(jīng)冷卻、酸吸收，制得成品硫酸。 b 鍋爐汽包液位太低、 干吸塔流量太小、 儀表風(fēng)壓力太低、 透平和風(fēng)機(jī)的安全條件不滿足 → 風(fēng)機(jī)停車。 j 采用 Alfa Laval 板式酸冷卻器、 Lewis 液下泵。 熔硫槽為襯有耐 酸磚的圓柱形混凝土槽， 設(shè)有 6 組雙螺旋同心加熱蛇管和攪拌器，換熱面積 ㎡。省煤器底部殼體有耐酸襯 里并帶一密封罐， 防止由于煙氣冷凝而引起的腐蝕。 2404，立式 /液 F， Q=35 m3/h 焚硫爐進(jìn)料泵 立式 /液下， KestnerZFAP4S, Q=干吸塔循環(huán)酸泵 立式 /液下 , Q=350m3/h LEWISTHR/MSHR2467 最終吸收塔循環(huán)酸泵 立式 /液下 ,Q=350m3/h LEWIS6HMSH1876 ω（ SO3 游離） 30%發(fā)煙硫酸循環(huán)泵 立式 /液下 ,Q=540m3/h LEWIS6HMSH2278 尾氣放空稀酸循環(huán)泵 立式 /液下 ,Q=濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第四章 物料衡算和能量衡算 物料衡算 原料的選取 天然硫磺和回收硫磺的純度很高，可達(dá) %以上，有害雜質(zhì)的含量很少，作為生產(chǎn)硫酸的原料，不需要復(fù)雜的爐氣凈制工序，還可以省掉排渣設(shè)備、工藝流程生產(chǎn)短，生產(chǎn)費(fèi)用低，生產(chǎn)中熱能可合理利用，對(duì)環(huán)境污染少。 SO3+H2O=H2SO4 31 由 SO3 的消耗量及化學(xué)方程式 31 可得： SO3 吸水后可得硫酸的量為： 981000 =242942 g 消耗水的量為： 2. 479181000=44622 g 所需 98% H2SO4 的質(zhì)量為 : 44622g247。K ） Q=K) Q(O2)=CP(O2)(438115)T= kJ CP(N2)=+103T= J/(mol在此，我再說一次感謝大家，你們幸苦了！ 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 參考文獻(xiàn) [1] 孫正東，張一麟．我國硫磺和硫鐵礦制酸大型裝置綜述 [J]．硫酸工業(yè)， 2022（ 2）： 512 [2] 張龍銀． 150kt／ a 硫磺制酸裝置的幾個(gè)特點(diǎn) [J]． 2022(1)： 3034 [3] 魏而宏．我國硫酸原料路線狀況和展望 [J]．硫酸工業(yè)， 2022(1)： 14 [4] 葉樹 滋．銅陵有色 400kt／ a 硫鐵礦制酸生產(chǎn)實(shí)踐 [J]．硫酸工業(yè)， 2022(1)： 2426 [5] 孫正東．硫磺制酸裝置的設(shè)計(jì) [J]．硫酸工業(yè)， 2022（ 6）： 2432 [6] 劉振河．化工生產(chǎn)技術(shù)［ M］．高等教育出版社， 2022（ 3）： [7] 孫正東．超大型硫磺制酸裝置的設(shè)計(jì) [J]．硫酸工業(yè)， 2022（ 2）： 1520 [8] 袁亞飛．硫磺制酸裝置關(guān)鍵設(shè)備的選型 [J]．硫酸工業(yè)， 2022(4)： 18 [9] 楊斌．硫磺硫酸生