【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （1）遵守法則，法規(guī)，貫徹黨的基本建設(shè)方針，實(shí)事求是，因地制宜（2）合理利用國(guó)家資源和財(cái)產(chǎn)，最大限度的發(fā)揮硬件設(shè)施的內(nèi)在潛力，節(jié)約土地，減少投資，降低成本；（3）采用成熟的、先進(jìn)的工藝流程，設(shè)備，學(xué)習(xí)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、現(xiàn)代化提高產(chǎn)品的科技含量；（4）盡可能使生產(chǎn)設(shè)備大型化和集中化，采用耐腐蝕材料，保證設(shè)備可靠運(yùn)轉(zhuǎn)；（5）盡可能創(chuàng)造良好的勞動(dòng)條件，以利于勞動(dòng)工人的身心健康； 設(shè)計(jì)任務(wù)包括硫鐵礦制酸的工藝流程設(shè)計(jì)，物料衡算及熱量衡算，主要設(shè)備的計(jì)算和選型，畫(huà)出工藝流程圖，全廠平面圖以及車間平面、立面布置圖。 工廠組織與勞動(dòng)定員1) 工廠體制及組織機(jī)構(gòu)工廠為股份所有制企業(yè)主要管理人員：總經(jīng)理（廠長(zhǎng)），副總經(jīng)理（副廠長(zhǎng)）（2名）下屬部門(mén)：生產(chǎn)部，后勤保障部（下屬倉(cāng)儲(chǔ)，能源保障，技術(shù)保障等多個(gè)單位），銷售部，財(cái)務(wù)部，行政人事部等。2) 生產(chǎn)班制及定員工廠生產(chǎn)車間將實(shí)行三班制，其他部門(mén)將實(shí)行一班制。年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸硫酸工廠設(shè)計(jì) 3工廠員工總數(shù)為 120 人，其中生產(chǎn)人員 60 人，生產(chǎn)人員當(dāng)中技術(shù)人員為 30 人，比例為 50%。同時(shí)還會(huì)不定期的雇傭一部分臨時(shí)工以應(yīng)付生產(chǎn)和出貨高峰期。3) 工作制度正常工作日采用四班三運(yùn)轉(zhuǎn)，法定假日和星期假日采用輪換倒班制度，連續(xù)工作制：工作日=365 —設(shè)備維修日 =365－ 65 =300(天)4) 人員的來(lái)源和培訓(xùn)人員主要在人才市場(chǎng)以及相關(guān)學(xué)校招聘．培訓(xùn)分兩部分，入廠培訓(xùn)由工廠行政人事部門(mén)組織培訓(xùn)，高級(jí)培訓(xùn)，如高等工藝培訓(xùn)，企業(yè)管理培訓(xùn)將與有關(guān)院校合作培訓(xùn)。 資金籌措本廠建立的資金籌備上，將采取三步分，一部分自籌，再吸引一部分投資，以及一部分銀行貸款，在工廠建成投產(chǎn)后，將發(fā)行一部分內(nèi)部股份吸收內(nèi)部員工入股，在快速還清銀行貸款的同時(shí)起到增加員工的歸屬感和提高員工的勞動(dòng)積極性的作用。 環(huán)境保護(hù)與綜合利用化工設(shè)計(jì)必須在全面規(guī)劃、合理布局、綜合利用、保護(hù)環(huán)境、防止污染反面全面考慮。根據(jù)國(guó)家經(jīng)委、國(guó)家計(jì)委頒發(fā)的《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理辦法》 ，從事對(duì)環(huán)境有影響的項(xiàng)目都必須執(zhí)行環(huán)境影響報(bào)告的審批制度，執(zhí)行防治污染及其它公害的設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)使用的“三同時(shí)”制度。化工設(shè)計(jì)應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。有關(guān)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有：（1）地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB383888 ；（2）環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB309596 ；（3）城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)GB309693 ；（4）工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)GB1234890 ；（5）車間空氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度；（6）居民區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度；（7）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB897896 ；（8）鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB1327191 ；（9）大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB162971996 。經(jīng)處理過(guò)的排入城鎮(zhèn)排水管道的工業(yè)廢水和生活廢水，應(yīng)符合：（1）水文不高于 40℃；陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4（2）不產(chǎn)生易燃易爆和有毒氣體；（3）不傷害養(yǎng)護(hù)人員；（4）對(duì)病原體必須嚴(yán)格消毒滅菌；（5）有毒物質(zhì)最高容許濃度應(yīng)符合《工業(yè)“三廢”排放試行規(guī)定》 。 對(duì)于廢渣一般采用填埋、焚化、堆肥前應(yīng)取得衛(wèi)生部門(mén)的同意，不允許污染水源土壤。局部派出的有害氣體應(yīng)凈化回收后再向大氣排放。 勞動(dòng)安全衛(wèi)生工業(yè)衛(wèi)生包括防塵防毒、防暑降溫、防寒防濕、防噪音、振動(dòng)控制等，對(duì)于一般化工廠有一定的規(guī)定。根據(jù)車間對(duì)勞動(dòng)保護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)范《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》—TJ3679 規(guī)定：（1） 浴室：衛(wèi)生等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)的車間應(yīng)設(shè)車間浴室，三級(jí)在車間附近貨場(chǎng)去附近設(shè)集中浴室，四季可在居住區(qū)設(shè)集中浴室?？赡芤鸾?jīng)皮膚吸收急性中毒的車間一設(shè)事故淋浴。（2） 更衣室：一級(jí)車間的存衣室，便服、工作服應(yīng)分別存放。二級(jí)車間的存衣室，便服、工作服可同室存放。三級(jí)車間的存衣室，便服、工作服可同室存放，存放室和休息室和并設(shè)置。四級(jí)車間的存衣室和休息室和并設(shè)置，可在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)存放工作服。易沾染經(jīng)皮膚吸收的有毒氣體的車間，設(shè)置洗衣房。年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸硫酸工廠設(shè)計(jì) 52 廠址選擇 建廠依據(jù)根據(jù)各行業(yè)發(fā)展的需求，以及國(guó)際市場(chǎng)的需求，經(jīng)省政府有關(guān)部門(mén)的批準(zhǔn)，新建廠的廠址擬選在陜西鎮(zhèn)安。 新建廠的主要原料，由安徽省池州市金森礦業(yè)有限公司長(zhǎng)期提供,該公司是中型硫鐵礦山企業(yè)，公司地處 安徽省池州市劉街鄉(xiāng) ，距長(zhǎng)江碼頭 20 公里，距銅陵火車站 65 公里，水路、鐵路運(yùn)輸方便。硫鐵礦資源豐富，已探明地質(zhì)儲(chǔ)量 320 萬(wàn)噸，工業(yè)儲(chǔ)量 280 萬(wàn)噸。 指導(dǎo)方針 （1）遵守國(guó)家的政策規(guī)定；（2）符合城市規(guī)劃和工業(yè)布局；（3）利于生產(chǎn)，便于生活；（4）對(duì)環(huán)境不會(huì)造成威脅；（5）合理利用資源；（6）節(jié)約投資，留有余地。 選廠經(jīng)過(guò)廠址選擇工作組（又設(shè)計(jì)部門(mén)與工業(yè)局主管組成）依據(jù)省市委指示，經(jīng)過(guò)多方磋商，考慮到地勢(shì)、交通、協(xié)作等問(wèn)題，作為大型的化工原料生產(chǎn)基地，廠址定在陜西鎮(zhèn)安。主要理由如下：（1）本化工廠是危險(xiǎn)系數(shù)較大的化工廠，必須要遠(yuǎn)離城市，以免有產(chǎn)品外泄，給環(huán)境造成不可挽回的破壞，且本廠對(duì)環(huán)境有一定的污染，主要為空氣污染，在廠的周圍有大面積的森林，防止酸雨產(chǎn)生。（2）工業(yè)布局符合安全環(huán)境保護(hù)要求，地勢(shì)平整，減少了三通一平的工作量，且排水良好；（3）有可靠的供電網(wǎng)，輸、供電系統(tǒng)；（4）廠址附近有豐富的勞動(dòng)力資源，有充足的施工力量、建筑材料供應(yīng)，有充陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6足的施工、設(shè)備組裝、堆放場(chǎng)地。 （5）廠址周圍交通便利，靠近鐵路，有利于原料的運(yùn)輸。 環(huán)境保護(hù)及廢物處理隨著世界特別是我國(guó)環(huán)境的明顯惡化，國(guó)民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)逐步提高，為了我們生存環(huán)境，為了我們自己，為了我們的子孫后代，必須保護(hù)環(huán)境。對(duì)污染源、廢水、廢氣、廢渣、噪音粉塵煙等的具體防止和處理方法主要依據(jù)《環(huán)境保護(hù)法》及相應(yīng)的可行性研究、環(huán)保報(bào)告和初審意見(jiàn)來(lái)確定。年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸硫酸工廠設(shè)計(jì) 73 工藝流程的選擇和簡(jiǎn)介 硫酸生產(chǎn)的原料 生產(chǎn)硫酸的原料主要有硫磺、硫鐵礦、硫酸鹽及含硫工業(yè)廢物。 硫磺是理想原料(含硫 %)，原料純，流程簡(jiǎn)單、投資少、成本低。世界上天然硫礦主要分布在美、日、意、墨西哥等國(guó)。石油化工的發(fā)展，可從石油、天然氣中回收硫。 硫鐵礦是世界上大多數(shù)國(guó)家生產(chǎn)硫酸的主要原料。分有普通硫鐵礦、浮選硫鐵礦和含煤硫鐵礦。普通硫鐵礦有金屬光澤，呈金黃色，又稱黃鐵礦，是硫化物中分布最普遍的礦物，含硫 25%52%，含鐵 35%44%。浮選硫鐵礦是浮選銅或鋅、錫的廢礦，又稱尾砂，其含硫量一般為 35%；煤硫鐵礦一般含硫 35％40%，含碳 10％20% 。 硫酸鹽有石膏(CaSO 4)芒硝(Na 2SO4)和明礬石[KA1 3(OH)6(SO4)2]等，這些原料生產(chǎn)硫酸，還可生產(chǎn)其它產(chǎn)品。如用石膏生產(chǎn)硫酸和水泥，芒硝生產(chǎn)硫酸、純堿,明礬石生產(chǎn)硫酸和鉀肥。 含硫廢物指冶金廠、石油煉制副產(chǎn)氣及低品位燃料燃燒廢氣中的 S02，煉焦的焦?fàn)t氣和合成氨廠半水煤氣中的 H2S，及金屬加工的酸洗液、煉廠的廢酸與廢渣。 采用哪種原料生產(chǎn)硫酸，取決于原料的來(lái)源和價(jià)格。我國(guó) 1997 年硫酸，以硫鐵礦制酸占 %，冶煉煙氣占 %，硫磺占 %，石膏占 %。 硫酸生產(chǎn)的方法硫酸的制造始于 10 世紀(jì)的阿拉伯煉金術(shù)者，方法是干餾綠礬(FeSO 47H2O)，得到的硫酸稱為礬油。15 世紀(jì)，用硫磺和硝石混合燃燒，借助氮氧化物的作用將二氧化硫氧化成酸(硝化法)出現(xiàn)。18 世紀(jì)，英國(guó)在玻璃容器中實(shí)現(xiàn)間歇批量生產(chǎn)；推出鉛室取代玻璃瓶的(鉛室法) 。20 世紀(jì)，瓷環(huán)填料塔的開(kāi)發(fā)成功(塔式法)，使該法生產(chǎn)能力大大提高，成為硫酸生產(chǎn)的里程碑。 借助固體催化劑的表面活性將二氧化硫氧化生產(chǎn)硫酸的接觸法制硫酸的方法，于1831 年提出，在 20 世紀(jì)初，隨二氧化硫凈化工藝開(kāi)發(fā)成功，形成了工業(yè)規(guī)模。20 世紀(jì) 40 年代，釩催化劑的出現(xiàn)，促進(jìn)了接觸法的發(fā)展。接觸法產(chǎn)品質(zhì)量純，取代了硝化法?，F(xiàn)在世界上 98％以上的硫酸由該法生產(chǎn)。陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8硫鐵礦 硫鐵礦的破碎與篩分硫鐵礦的焙燒二氧化硫爐氣的凈化二氧化硫的催化氧化三氧化硫的吸收尾氣制酸 工藝流程的選擇（1）原料：普通硫鐵礦，部分制氨工藝副產(chǎn)品（2）生產(chǎn)方法：采用接觸法，可制得任意濃度的硫酸，不同濃度的發(fā)煙酸。該法操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、熱能利用率高、生產(chǎn)的硫酸質(zhì)量純。（3）基本原理：在催化劑存在下，以空氣中的氧氣氧化二氧化硫，反應(yīng)方程如下： 4FeS2+1O22FeO3+8S222+2S3SO3+H2 H2SO4 反應(yīng)用 V2O5作催化劑 （4）生產(chǎn)流程： 工藝流程的簡(jiǎn)介 硫鐵礦的預(yù)處理硫鐵礦主要成分 FeS2，還含有銅、鋅、鉛、砷、鎳、鉆、硒等的硫化物和氟、鈣、鎂的碳酸鹽和硫酸鹽及少量的銀、金等。硫鐵礦含硫量為 3050%，25％以下則為貧礦。含硫越高，焙燒時(shí)放出熱量越大。硫鐵礦的粒度影響焙燒反應(yīng)速率和脫硫程度，還關(guān)系到焙燒的操作狀態(tài)。塊狀硫鐵礦和含煤硫鐵礦需破碎和篩分。大礦石破碎至 35—45mm 以下，再細(xì)碎，使碎粒小于 3—6mm，送入料倉(cāng)或焙燒爐。 硫鐵礦的焙燒①焙燒原理 硫鐵礦在焙燒中發(fā)生化學(xué)反應(yīng),主要生成 爐氣,過(guò)程分為兩步：首先2SO分解 2FeS年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸硫酸工廠設(shè)計(jì) 922FeSQ????然后是分解物氧化 22O34e7e4S總的反應(yīng)方程式： 2232FS1F81kJ???焙燒過(guò)程的副反應(yīng)：部分 SO2 與爐渣(Fe 2O3)被氧化為 SO3；鈣、鎂的碳酸鹽分解為相應(yīng)的氧化物，與 SO3 作用生成硫酸鹽；銅、鋅、硒、砷等的硫化物生成相應(yīng)的氧化物，SeO 2)和 As2O3；氟則生成氟化物。焙燒時(shí)放出大量熱，除設(shè)備的熱損失，加熱爐氣和礦渣及蒸發(fā)礦石中的水消耗熱。②焙燒操作條件 a．溫度 提高溫度有利于增大 O2 通過(guò)氧化層的擴(kuò)散速率，可加快 FeS 焙燒速率，提高 FeS2 分解速率。但溫度太高，使礦料熔融，引起爐內(nèi)結(jié)疤，破壞了爐內(nèi)正常操作。焙燒溫度控制在 850—950℃。 b．礦粒度 礦粒度決定氣固相接觸表面積和 O2 通過(guò)氧化鐵層的擴(kuò)散阻力。礦粒度小，接觸面積越大，O 2 易擴(kuò)散到礦粒內(nèi)部，提高焙燒反應(yīng)速率。礦粒度小會(huì)導(dǎo)致?tīng)t氣含礦塵多，給凈化帶來(lái)困難。 c．氧濃度 O2 濃度增加，可加快 O2 通過(guò)礦粒表面氧化鐵層的擴(kuò)散速度，提高硫鐵礦焙燒速率。氧濃度過(guò)高，生成的 SO2 在 Fe2O3 的催化作用下變?yōu)?SO3，生成的酸霧多，加重凈化負(fù)荷。 爐氣凈化凈化的目的和指標(biāo) 硫鐵礦中 As、Se 、F 等元素在焙燒過(guò)程中以 As2O3 、 SeO2 、 HF 的形態(tài)存在。 As2O3 和 SeO2 使催化劑中毒而失活； HF 腐蝕設(shè)備襯里和瓷環(huán)，造成催化劑粉化。爐氣夾帶的細(xì)小礦塵會(huì)堵塞孔道，增大阻力，降低催化劑活性。高溫時(shí)以氣體的金屬氧化物存在的礦塵，在降溫后凝固于除塵器上形成結(jié)瘤，難清除。爐氣中的水蒸氣與 SO2 形成酸霧，腐蝕管道和設(shè)備，難吸收，產(chǎn)酸率下降，污染大氣。工藝流程不同，凈化指標(biāo)有所差別，我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)(mgm 3)如下：水分＜100；塵＜2；砷＜5；氟＜10；酸霧：一級(jí)降霧＜35，二級(jí)電降霧＜5。 催化氧化SO主要在轉(zhuǎn)化器中，以 S101 為催化劑，將 轉(zhuǎn)化為 ，主要采用二轉(zhuǎn)二吸流程，2SO3爐氣經(jīng) 3 熱交換器預(yù)熱到 430℃左右，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器第 1 段催化劑層，轉(zhuǎn)化后氣體經(jīng) I 換熱器冷卻后進(jìn)第 II 段轉(zhuǎn)化，依次類推。通過(guò) Ill 段轉(zhuǎn)化后，轉(zhuǎn)化率達(dá) 95％，經(jīng) 3 換熱陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10器冷卻后送去第一吸收塔吸收。吸收后的氣體經(jīng)除沫器，再送到 2 換熱器加熱后，到 420℃左右進(jìn)入第 IV 段催化劑進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化后的氣體經(jīng) 4 換熱器冷卻后，送去第二吸收塔吸收。該流程的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)化率高 (達(dá) 99．5％)，減少了污染，缺點(diǎn)是兩次預(yù)熱爐氣，需傳熱面積大；不適于 SO2 濃度低的爐氣，因?yàn)檗D(zhuǎn)化時(shí)放熱量太少，難于保持熱平衡。 的吸收3SO的吸收收成酸是用硫酸水溶液吸收 SO3。SO 3 溶解在溶液中，與所含的水化合生成硫酸： nSO3＋H 2O＝H 2SO4＋(nl)SO 3＋Q 當(dāng) n＞1 時(shí)，生成發(fā)煙硫酸；n —1 時(shí)，生成無(wú)水硫酸；n＜1 時(shí)生成含水硫酸。生產(chǎn)中用濃度為 ％的酸來(lái)吸收，效果最好，過(guò)低過(guò)高都會(huì)使操作惡化。 濃度低于 ％的硫酸，液面上水蒸氣分壓大。濃度越低，水蒸氣分壓越大。SO 3氣體和水蒸氣迅速結(jié)合成硫酸分子，生成的硫酸分子來(lái)不及溶解于水中，絕大部分隨不溶性氣體(占轉(zhuǎn)化氣約 90％)一起逸出。不能用水或稀硫酸來(lái)吸收。 濃度高于 ％的硫酸，SO 3 蒸氣壓較大。濃度越高， SO3 蒸氣壓越大，吸收推動(dòng)力越小。吸收速率低。只有濃度為 ％的硫酸，在任何溫度下，總蒸氣壓最小，是理想的吸收劑。吸收 SO3 所用的硫酸，須嚴(yán)格控制濃度和溫度。溫度太高，硫酸中水分蒸發(fā)，與SO3 氣體形成酸霧，吸收率降低；溫度過(guò)低，粘度增大，降低傳質(zhì)系數(shù)和吸收速率，吸收酸溫以 40—50℃為宜。吸收塔用的是 ％的硫酸，吸收 SO3 后濃度越來(lái)越高。為了維持酸的濃度不變，向 93％的酸槽中添加 ％的硫酸；向 ％的酸槽中添加 93％的硫酸。 硫酸生產(chǎn)三廢治理、能量回收利用 三廢治理廢渣主要是硫鐵礦焙燒后的礦渣，含有氧化鐵和殘余