【正文】 綜上取tX =。本設計的生產(chǎn)過程采用一轉(zhuǎn)一吸的工藝流程，即將二氧化硫經(jīng)過多段轉(zhuǎn)化后只經(jīng)過一個或串聯(lián)兩個吸收塔，吸收其中 SO2后就排放。 一次轉(zhuǎn)化、一次吸收流程：所謂一次轉(zhuǎn)化、一次吸收是指 SO2經(jīng)過多段轉(zhuǎn)化以后只經(jīng)過一個或串聯(lián)兩個吸收塔，吸收其中 SO2后就排放。目前，我國仍有少數(shù)工廠用塔式法生產(chǎn)硫酸。根據(jù)中國硫資源的特點，今后中國的制酸原料仍以硫鐵礦為主，同時大力發(fā)武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設計說明書 2 展冶煉煙氣制酸，穩(wěn)健的發(fā)展硫磺制酸、石膏制酸 [1]。在中國，硫酸產(chǎn)量的 60％以上用于生產(chǎn)磷肥和復肥。在化學工業(yè)中，硫酸是生產(chǎn)各種硫酸鹽的主要原料，是塑料、人造纖維、染料、油漆、藥物等生產(chǎn)中不可缺少的原料。 早在 8 世紀就有硝石與綠礬在一起蒸餾得到硫酸的 方法。硝化法制得的硫酸， H2SO4 含量低（ 78﹪ H2SO4），雜質(zhì)含量高（主要含有塵及氮氧化物），且需耗用大量硝酸或硝武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設計說明書 3 酸鹽，遠遠滿足不了染料、化纖、有機合成、石油化工部門的要求。這種流程比較簡單，但轉(zhuǎn)化率相對較 低，一般不超過 97%。轉(zhuǎn)化流程為 4 段間接換熱式。 依次計算得平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關系列表 31。 溫度與平衡轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率100 ( )PTTPTKXaXKP b aX? ?? ? （ ） 式中： a =8%—— 進轉(zhuǎn)化器的爐氣中 2SO 的濃度（ %） b=10%—— 進轉(zhuǎn)化器的爐氣中的 2O 的濃度（ %） 第四換熱器 降溫去吸塔 第三轉(zhuǎn)化爐 第三換熱器 第四轉(zhuǎn)換爐 原 料 氣 第四換熱器 鼓風機 第 三換熱器 第二換熱器 第一換熱器 第一轉(zhuǎn)化爐 第一換熱器 第二轉(zhuǎn)化爐 第二換熱器 武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設計說明書 8 P=—— 系統(tǒng)總壓力 /Kpa 取反應溫度 T 由公式（ ）計算 PK 由公式（ ）計算 TX 試差過程： 400T? ℃ 時，由公式 5 1 0 4 .6lg 4 .8 8 1 7PK T??得 pK =， 由公式100 ( )PTTPTKXaXKP b aX? ?? ?，設等式右邊 tX =，得 tX =； 同上：設 tX = 得 tX =,； tX = 得 tX =； tX =得 tX =； tX = 得 tX =.； tX = 得 tX =。理論上催化氧化操作過程的段數(shù)越多，最終轉(zhuǎn)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。為了達到較高的最終轉(zhuǎn)化率，必須采取多段催化轉(zhuǎn)化 [3]。塔式法制出的硫酸濃度可達 76%左右。用它生產(chǎn)的硫酸占硫酸總產(chǎn)量的 80﹪以上，其它原料在 20﹪以下，其中冶煉煙氣占 16﹪左右。硫酸最重要的用途是生產(chǎn)化學肥料，用于生產(chǎn)磷銨、重過磷酸鈣、硫胺等。在農(nóng)藥、除草劑、殺蟲劑的生產(chǎn)中亦需要硫酸。 Paracelsus 記述了用綠礬（ FeSO4因此，次發(fā)的發(fā)展受到限制 [2]。在 60 年代以前，我國硫酸廠大多數(shù)采用這種流程。 裝置設計說明 工藝原理 二氧化硫轉(zhuǎn)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。 表 31 平衡轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率關系 4905l g 4. 93 70. 5(1 )10 0 0. 5Txb axxax?????????????適 取不同 x 值，計算。 武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設計說明書 7 第三章 轉(zhuǎn)化工序物料衡算與熱量衡算 圖 轉(zhuǎn)化工序流程示意圖 圖 是硫酸轉(zhuǎn)化工藝的流程，原料氣由干燥器進入換熱器，再進入轉(zhuǎn)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。 武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設計說明書 5 第二章 工藝說明書 概述 產(chǎn)品規(guī)模和規(guī)格 （ 1）年操作日 300 天 /年 （ 2）生產(chǎn)方式 連續(xù)生產(chǎn) （ 3）生產(chǎn)能力 二氧化硫 轉(zhuǎn)化率≥ 98% （ 4）產(chǎn)品規(guī)格 二氧化硫 轉(zhuǎn)化率≥ 98% 工藝方案敘述 國內(nèi)生產(chǎn)硫酸的方法主要是用硝化法和接觸法，考慮到硝化法所需設備龐大，用鉛很多，檢修麻煩，腐蝕設備，反應緩慢，本設計采用的是接觸法，該方法制得的成品酸濃度高，純度較高。每進行這樣一次絕熱反應成為一段。在鉛室法的基礎上發(fā)展起來的塔式法，開始于本世紀初期。相對而言，天然和再生硫磺要少的多，因此硫鐵礦是中國硫酸生產(chǎn)的主要原料。硫酸在大宗生產(chǎn)的化學品中產(chǎn)量居于前列，是最重要的化工原料之一。在石油工業(yè)中，石油精煉需要使用大量硫酸作為洗滌劑，以除去石油產(chǎn)品中的不飽和烴的硫化物等雜質(zhì)。 7H2O)為原料，放在蒸餾釜中煅燒而制得硫酸的方法。 接觸法制酸幾乎是世界上硫酸工業(yè)的唯一生產(chǎn)方法。 兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收流程： 60 年代以來，轉(zhuǎn)化工藝流程最大的變化就是采用了兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收新流程，簡稱為兩轉(zhuǎn)兩吸。 二氧化硫氧化反應是一個可逆放熱反應： 2 2 3cat12 pS O O S O Q?????? ?? 3 1232*p **SOSO OPKPP? 武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設計說明書 6 p ? ? ? 工藝流程說明 現(xiàn)運用接觸法一轉(zhuǎn)一吸酸洗封閉流程生產(chǎn)硫酸，其生產(chǎn)工藝大致有六大工序，即：原料預處理、 SO2 爐氣制取、 SO2 氣體凈化、二氧化硫轉(zhuǎn)化、三氧化硫吸收、“三廢”處理。 武漢工程大學郵電與信息工程學院課程設計說明書