【文章內(nèi)容簡介】 logp＝ A－ B/T 式中 p— 蒸氣壓， Pa T— 絕對溫度， K A、 B— 與酸濃度有關(guān)的常數(shù) 當溫度一定時，硫酸液面上的總蒸氣壓隨硫酸濃度升高而降低，且在 %時總蒸氣壓最低。當酸濃超過 %時，總蒸氣壓隨濃度 的 升高（游離 SO3%增加）而增大。 如表 13 所示： 表 1—3 各種濃度硫酸的 A、 B 常數(shù)值 H2SO4% 20 40 60 80 90 100 A B 2268 2299 2458 3040 3390 4211 3914 9 硫酸的粘度 硫酸粘度是表示流體硫酸內(nèi)部阻礙其相對流動的一種特性。粘度的大小不僅對輸送管路的阻力和泵的動力消耗有很大影響，而且對傳熱、硫酸溶解度和金屬溶解速度等也有較明顯的影響。硫酸的粘度隨酸濃度增高而增大，隨酸溫增高而減少。由于粘度比較大，故硫酸外觀是無色透明似油狀的液體。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）。 硫酸生產(chǎn)中的三廢治理 廢氣中有害物質(zhì) 從 吸收塔排出的尾氣中 ,仍還有少量的二氧化硫 ,一般含量在 %左右 (體積分數(shù) ),尾氣中含有微量的三氧化硫和硫酸沫。尾氣中二氧化硫的含量與二氧化硫的轉(zhuǎn)化率直接有關(guān) ,但實際生產(chǎn)中 ,使總轉(zhuǎn)化率達到 99%以上 ,尾氣中二氧化硫含量達到排放標準是有一定困難的 ,一般對尾氣進行回收 ,尾氣回收的方法目前主要是氨 酸法和堿法。 廢水處理 硫酸生產(chǎn)中排出大量污水和污酸 ,其量與爐氣凈化流程有關(guān) ,酸洗法流程排出含酸污水較少 ,而水洗法流程污水排放量則很大 ,每生產(chǎn) 1t 硫酸要排出 1015t 污水 ,污水中除含有硫酸外 ,還含有砷 220mg/L,含氟 10100mg/L,以及鐵 ,硒 ,礦塵等。目前 ,對于硫酸工業(yè)的污水處理 ,普遍采用電石渣中和法或石灰中和法。 廢渣處理 硫磺含硫量為 25%35%時 ,每生產(chǎn) 1t 硫酸副產(chǎn) 燒渣，燒渣中含較少的鐵和一定數(shù)量的銅、鉛、鋅、鈷等有色金屬。 廢渣在水泥生產(chǎn)中也可以作為鐵助溶劑、煉鐵原料和氯化劑 (如 CaCl2)進行氯化熔燒處理回收澆渣中大部分有色金屬和貴金屬，回收后燒渣還可煉鐵；燒渣還可用于制造鐵紅，液體三氧化鐵，以及 Fe(OH)3,作凈水劑等。 2 物料衡算 設(shè)計依據(jù) 《年產(chǎn) 30 萬噸硫酸干燥焚燒工段工藝初步設(shè)計及干燥塔設(shè)計任務(wù)書》 10 設(shè)計條件 2 . 年產(chǎn)量 設(shè)計規(guī)模 :30 萬噸 /年 產(chǎn)品： 98%的濃硫酸 產(chǎn)品規(guī)格：產(chǎn)品質(zhì)量標準執(zhí)行中華人民共和國工業(yè)硫酸標準 （ GB / T 5342021） 一等品規(guī)格，硫酸質(zhì)量符合下表要求。 表 硫酸質(zhì)量指標表 【 1】 指標名稱 硫 酸 % 1 硫酸（ H2so4） ≥ 2 灰 分 %≤ 3 鐵（ Fe）含量 ≤ 4 砷 (As)含量 %≤ 年工作日 : 300 天 小時產(chǎn)量： 其中含 H2SO4 kmol/h 氣象條件及空氣組成 氣象條件：取 株洲 地區(qū)年平均氣溫作為設(shè)計溫度 : ； 空氣平均相對濕度 :%； 年平均大氣壓 : kPa。 反應(yīng)方程式 S+O2 =SO2 S+ O2 =SO3 SO3 +H2 O=H2 SO4 硫磺轉(zhuǎn)化率與吸收率 11 設(shè)計 采用 塔前流程，兩轉(zhuǎn)兩吸 “3+1”流程 轉(zhuǎn)化進口 SO2 濃度 % 轉(zhuǎn)化進口 SO3 濃度 % 其中： x x2—分別表示第一、二轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)化率； x—總轉(zhuǎn)化率 取 X1=% ， X2=% ， 吸收率 : % 總轉(zhuǎn)化率： x=x1+(1x1)x2=% 原料硫磺組成 原料硫磺： 含 S % 含 H20 % 含 灰分 % 得到利用的 S 量 = = kg/h 原料含精 S 量 = = kg/h 精 S 量 = kmol/h 原料硫磺 = = kg/h 原料含水量 =% = kg/h 原料含灰分量 =% = kg/h S ～ 02 氧氣消耗量 n= = kmol/h V=n Vm = = Nm3/h 干空氣消耗量 =V/21%= Nm3/h 為確保 S 被完全燃燒，轉(zhuǎn)化進口 SO2 濃度 %，實際干空氣消耗量取理論干空氣消耗量的 倍 12 實際干空氣消耗量 V= = Nm3/h m=ρV= = kg/h 實際干空氣中 N2 量 V= = Nm3/h 實際干空氣中 O2 量 V= = Nm3/h 熔硫槽 的物料衡算 流程示意圖 已知條件 熔硫溫度 130～ 150 ，取 140 原料硫磺帶入水量 = kg/h 給定條件 熔硫過程中原料硫磺帶入的水分蒸發(fā)掉 % 熔融后的液硫中帶出水量 = = kg/h 物料衡算表 熔硫槽的物料衡算 質(zhì)量流量 kg/h 組分 S H2 O 灰分 總量 進料 出料 過濾機 的物料衡算 流程示意圖 13 已知條件 液硫經(jīng)過過濾機，灰分全部 被過濾掉 物料衡算 過濾機的物料衡算 質(zhì)量流量 kg/h 組分 S H2 O 灰分 總量 進料 出料 干燥塔 的物料衡算 流程示意圖 已知條件 年平均氣溫 : 。 年平均相對濕度 :%； 年平均大氣壓 :； 水飽和蒸汽壓 Ps= [2] 。 計算 空氣中濕含量 Ｈ＝ ＝ (kg/kg) [4] 空氣帶入水量＝ Ｈ 絕干空氣量 ＝ = kg/h [4] 由于 98%H2 SO4 吸水性很強，故取它吸收空氣中 %的水分 。 14 干燥塔吸水量 ＝ %＝ kg/h 干空氣中帶出水量 = (%)= kg/h 設(shè) 98%H2 SO4 每小時進入干燥塔的量為 X，則： 98％ H2 SO4 ～ ％ H2 SO4 （ 198%） X＋ ＝ (%) X 解得： X＝ kg/h 出干燥塔的 % H2 SO4 量 =+= kg/h 物料衡算 表 干燥塔的物料衡算 進料 組分 N2 O2 H2 O 98%H2 SO4 質(zhì)量流量 kg/h 摩爾流量 kmol/h 體積流量 Nm3/h 出料 組分 N2 O2 H2 O %H2 SO4 質(zhì)量流量 kg/h 摩爾流量 kmol/h 體積流量 Nm3/h 焚硫爐 的物料衡算 流程示意圖 反應(yīng)方程 S+O2 =SO2 SO2+ O2 =SO3 已知條件 15 A 進口：液流中含 S 量： kg/h 液硫帶入水量 : kg/h 干空氣帶入水量： kg/h 干空氣中含 O2: Nm3/h 干空氣中含 N2 ： Nm3/h 進料中總水量 m=+= kg/h n=m/M= kmol/h B 出口：轉(zhuǎn)化進口 SO2 =%，轉(zhuǎn)化進口 SO3 =% 計算 SO2 量： V= Nm3/h SO3 量： V= Nm3/h O2 剩余量： V= = Nm3/h 物料衡算表 焚硫爐物料衡算 進料 組分 摩爾流量 kmol/h 體積流量 Nm3/h 質(zhì)量流量 kg/h 硫酸產(chǎn)量 kg/h 硫磺用量 kg/h N2 O2 理論氧氣量 理論氮氣量 S H2O 實際氧氣與理論氧氣比 出料 組分 摩爾流量 kmol/h 體積流量 Nm3/h 體積百分含量 質(zhì)量流量 kg/h N2 O2 H2O SO2 SO3 3 熱量衡算 16 熔硫槽的熱 料衡算 流程示意圖 計算依據(jù) 液硫中精 S 量 : kg/h 液硫中水量 : kg/h 液硫溫度 : 130150 平均 140 大氣溫度 : 正交晶硫變?yōu)閱涡本Я驕囟龋? 轉(zhuǎn)變熱： kcal/kg 硫融化熱： kcal/kg[1] 熔融不含水的固體硫磺所消耗的熱量 Q′： 1 2 3 4 5Q 39。= Q + Q + Q + Q + Q 式中， Q1—正交晶 硫從 加熱到 時的顯熱 ； Q2—正交晶硫在 時轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡本Я虻霓D(zhuǎn)變熱 ； Q3—單斜晶硫 加熱到 ； Q4—單斜晶硫在 時的溶解熱 ； Q5—液硫從 加熱到 140 時的顯熱 。 1） 正交晶硫加熱到 所需的顯熱 Q1： 1Q =mCp T? Cp = ++105T 2 =（ ） Q1 = ()= kJ/h