【正文】 最終 表 45 為第三轉(zhuǎn)化階段物料衡算數(shù)據(jù)。K） 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 Q1=32） = kJ 正交晶硫變?yōu)閱涡本Я虻霓D(zhuǎn)變熱為 Q2 Q2=32= kJ 正交晶硫變?yōu)閱涡本Я虻霓D(zhuǎn)變熱為放熱反應(yīng) 單斜晶硫從 ℃ 加熱到 ℃ 176。K) Q(SO2)=C P（ SO2） （ 463175)T= kJ CP(SO3)=+103T= J/(mol王老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖，完成設(shè)計(jì)計(jì)算等過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。 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，請老師和同學(xué)批評指正。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驕囟龋?℃ 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)， 也會用手動蝶閥調(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。 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)知識得到了鞏固和加強(qiáng)，使我的知識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，提高了自己分析問題解決問題的能力，這些對我今后的學(xué)習(xí)和工作都會有很大的幫助。他的循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路也給與我無盡的啟迪，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。K) Q(N2)=CP(N2)(463175)T= kJ Q15+Q30= Q（ SO2） +Q（ SO3） +Q(O2) +Q(O2)= kJ （ 4）低溫過熱器和省煤器 2回收的熱量 Q31+Q32： 溫度為 438℃ － 115℃ ， (438+115) ℃ /2=℃ T=273+= K CP（ SO2） =+103T= J/(molK） =32(－ )= kJ 單斜晶硫熔解熱 Q4： Q4=32= kJ 液硫從 ℃ 加熱到 140℃ 的顯熱 Q5: Tcp=+140/2=℃ 取液硫熱 容為 kJ/（ kg 表 46 第四轉(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 轉(zhuǎn)化階段：已知條件： SO2和 O2的量分別為 kmol、 kmol， SO2的轉(zhuǎn)化率為 %。中間吸收塔和最終吸收塔內(nèi)裝有 ES 型除沫器，干燥塔內(nèi)裝有雙層絲網(wǎng)除沫器。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 31 焚硫爐結(jié)構(gòu) 省煤器 兩臺省煤器均為立式碳鋼殼體，盤管為鑄鐵翅片管，水走管程。 設(shè)法疏通管道或找鉗工處理 酸泵振動大 泵軸套間隙或葉輪 腐蝕，找鉗工更換備用泵 循環(huán)酸和成品酸的濃度偏差很大 循環(huán)酸濃不穩(wěn)、忽高忽低； 酸濃度計(jì)失靈； 分析誤差 穩(wěn)定操作； 聯(lián)系儀表工處理； 重新分析。干吸塔均采用 SX 槽式合金鋼分酸器。一段轉(zhuǎn)化后的氣體經(jīng)過蒸汽過熱器后進(jìn)入二段轉(zhuǎn)化，出二段的氣體經(jīng)過熱換熱器后進(jìn)入三段轉(zhuǎn)化；出三段的氣體經(jīng)過冷換熱器和中間省煤器后去發(fā)煙硫酸吸收塔， 吸收后的貧氣再進(jìn)入中間吸收塔繼續(xù)吸收；出中間吸收塔的氣體，一部分經(jīng)過冷換熱器和熱換熱器后進(jìn)入四段轉(zhuǎn)化；四段出口氣體與從中間吸收塔來的另一部分冷氣體混合后進(jìn)入五段轉(zhuǎn)化；五段出口氣體經(jīng)過最終省煤器后進(jìn)入最終吸收塔。此工藝存在一定的局限性，因此 本設(shè)計(jì)采用硫磺制硫酸。同時(shí)能耗也高 , 環(huán)保費(fèi)用無法承受。塑料的增塑劑（如苯二甲酸酐和苯二甲酸酯）、賽璐珞制品所需的原料硝化棉，都需要硫酸來制濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 備。 (4)用于石油工業(yè)汽油、潤滑油等石油產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，都需要濃硫酸精煉，以除去其中的含硫化合物和不飽和碳?xì)浠衔铩? 濃硫酸 如 C12H22O11=12C + 11H2O (4)黑面包反應(yīng) 在 200mL 燒杯中放入 20g 蔗糖，加入幾滴水，攪拌均勻。但是，采用中間吸收的主要意義在于改善硫酸廠的環(huán)境。因此，足以抵償其增加的投資費(fèi)用。 ⑶ 可被濃硫酸脫水的物質(zhì)一般為含氫、氧元素的有機(jī)物，其中蔗糖、木屑、紙濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 屑和棉花等物質(zhì)中的有機(jī)物，被脫水后生成了黑色的炭（炭化）。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 （ 3） 用于冶金工業(yè)和金屬加 工在冶金工業(yè)部門，特別是有色金屬的生產(chǎn)過程需要使用硫酸。 (9)用于日用品的生產(chǎn)生產(chǎn)合成洗滌劑需要用發(fā)煙硫酸和濃硫酸。 另外操作環(huán)境惡劣、操作強(qiáng)度高。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 表 12 各種制酸方法消耗定額的比較 消 耗定額 硫磺法 硫鐵礦法 冶煉煙氣法 硫磺（ %） /（ t/t） 硫鐵礦（含硫 35%） /(t/t) 電 /kw h t1 綜上所述，硫鐵礦制酸生產(chǎn)工藝復(fù)雜、管理要求高、操作環(huán)境差及需要處理大量的固體和液體廢物。霧化后的硫磺與經(jīng) ω （ H2SO4） = 硫酸干燥的空氣反應(yīng)生成 ω （ SO2） =% 的 氣體， SO2 氣體經(jīng)過廢熱鍋爐后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器。 h 中間吸收塔和最終吸收塔內(nèi)裝有 , ES 型除霧器，干燥塔內(nèi)裝有雙層絲網(wǎng)除沫器。 工藝指標(biāo) 熔硫蒸氣壓力 — 保溫蒸氣壓力 — 3 、 液硫溫度 135℃ — 145℃ 4 、 過濾器操作壓力 ＜ 壓差 ＜ 5 、 液硫酸度 ≤20ppm 6 、 液硫灰份 ≤30ppm 各槽液硫液位 6080% 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 法 表 23 不正?，F(xiàn)象及處理方法 現(xiàn)象 原因 處理方法 干燥率低 噴酸不均； 淋酸濃度低； 進(jìn)氣水量高 上塔酸量小 檢查酸泵； 提酸濃； 分酸槽： 增加上塔量 吸收率低 淋灑酸量不夠； 進(jìn)塔氣溫高； 酸溫酸濃高； 氣速過快或過低有短路現(xiàn)象 檢查酸泵及分酸槽； 加大淋灑量； 加大冷卻水量增加串酸量； 降低氣速停車檢查 酸泵不上酸 或量小 管道有堵塞； 泵體故障。焚硫爐裝有開工煤氣燃燒器，該爐的設(shè)計(jì)功率 最大值為 5700KW ，提供的操作彈性為 5:1 ，主要包括爐前煤氣集合管總閥（控制進(jìn)入燃燒器煤氣與風(fēng)的比例）、火焰監(jiān)視系統(tǒng) 具有自動切斷煤氣進(jìn)料閥的功能）、電子打火器。干燥塔和中間吸收塔內(nèi)填料層高度為 2130 ㎜ 而最終吸收塔填料層高度為 2440 ㎜。 SO2 + 1/2 O2 = SO3 初始 kmol kmol 反應(yīng) 1/2 最終 表 46 為第四轉(zhuǎn)化階段物料衡算數(shù)據(jù)。K) Tcp=+℃ T=273+= K Cp=[++(－ )2]