【正文】 熱 ( 7 6 . 1 0 4 7 2 . 5 6 8 ) 9 9 7 0 5 . 6 3 5 2 5 5 9 . 0Q k J? ? ? ? 三 段出口溫度 03 5 2 5 5 9 .0 1 4 2 1 9 3 4 2 4 6 0 .13 1 6 6 8 .9 4tC??? (4)三 段出口氣體帶出熱量3 3 5 2 5 5 9 . 0 1 4 2 1 9 3 4 2 1 4 5 7 1 9 0 1Q k J? ? ? 轉(zhuǎn)化 四 段反應(yīng)熱量和出口溫度 (1)進(jìn)轉(zhuǎn)化器第 四 段氣體帶入熱量（以每小時(shí)氣量計(jì)算） 已知 進(jìn) 四 段觸媒層氣體溫度為 420℃ ， 所以可得各組分 氣體的平均摩爾熱容： SO2 的平均摩爾熱容： 2 7 3 4 2 0 2 6 2 8 32732( 2 5 . 7 4 5 . 8 1 0 3 8 . 1 1 0 0 . 8 6 1 1 0 )4 5 . 4 6 / ( )420P SOT T T d TC k J m o l K? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? 18 SO3 的平均摩爾熱容： 2 7 3 4 2 0 2 6 2 8 32733( 1 5 . 0 9 1 5 . 2 1 0 1 2 0 . 7 1 0 3 . 6 2 1 0 )6 3 . 4 2 / ( )420P SOT T T d TC k J m o l K? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? O2 的平均摩爾熱容： 2 7 3 4 2 0 2 6 22732( 2 5 . 7 4 1 . 3 0 1 0 3 . 8 6 1 0 )3 1 . 0 6 / ( )420P OT T d TC k J m o l K? ??? ? ? ?? ? ?? N2 的平均摩爾熱容： 22 7 0 4 2 0 2 6 2270( 2 7 . 1 8 0 . 5 9 1 1 0 0 . 3 3 8 1 0 )2 9 . 9 5 / ( )420P NT T d TC k J m o l K? ??? ? ? ?? ? ?? 故 進(jìn) 四 段氣體每升高 1℃ 所需熱量 為 ： SO2 所需熱量 ： 3 .8 9 6 4 5 .4 6 1 7 7 .1 1kJ?? SO3 所需熱量 ： 7 6 .1 0 4 6 3 .4 2 4 8 2 6 .8 0 kJ?? O2 所需熱量 ： 6 1 .9 4 8 3 1 .0 6 1 9 2 4 .2 1 4 kJ?? N2 所需熱量 ： 8 2 0 2 9 .9 5 2 4 5 5 9 .5 8 kJ?? ∑所需總熱量 ： 帶入熱量 = 3 1 4 8 7 .7 1 4 2 0 1 3 2 2 4 8 3 7 kJ?? (2)已知 出 四 段氣體溫度 426℃ ， 所以可得 各組分 氣體的平均摩爾熱容： SO2 的平均摩爾熱容2 7 3 4 2 6 2 6 2 8 32732( 2 5 . 7 4 5 . 8 1 0 3 8 . 1 1 0 0 . 8 6 1 1 0 )4 5 . 5 3 / ( )426P SOT T T d TC k J m o l K? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? SO3 的平均摩爾熱容： 2 7 3 4 2 6 2 6 2 8 32733( 1 5 . 0 9 1 5 . 2 1 0 1 2 0 . 7 1 0 3 . 6 2 1 0 )6 3 . 5 8 / ( )426P SOT T T d TC k J m o l K? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? O2 的平均摩爾熱容： 2 7 3 4 2 6 2 6 22732( 2 5 . 7 4 1 . 3 0 1 0 3 . 8 6 1 0 )3 1 . 0 9 / ( )426P OT T d TC k J m o l K? ??? ? ? ?? ? ?? 19 N2 的平均摩爾熱容： 22 7 0 4 2 6 2 6 2270( 2 7 . 1 8 0 . 5 9 1 1 0 0 . 3 3 8 1 0 )2 9 . 9 7 / ( )426P NT T d TC k J m o l K? ??? ? ? ?? ? ?? 故 出 四 段氣體每升高 1℃ 所需熱量 為 ： SO2 所需熱量 ： 1 .7 6 8 4 5 .5 3 8 0 .5 0 kJ?? SO3 所需熱量 ： 7 8 .2 3 2 6 3 .5 8 4 9 7 4 .1 0 kJ?? O2 所需熱量 ： 6 0 .8 8 4 3 1 .0 9 1 8 9 2 .7 5 6 kJ?? N2 所需熱量 ： 8 2 0 2 9 .9 7 2 4 5 7 3 .2 kJ?? ∑所需總熱量 ： (3)反應(yīng)熱 摩爾反應(yīng)熱 1 0 1 3 1 4 . 4 8 2 . 2 1 ( 2 7 3 4 2 3 ) 9 9 7 7 6 . 3 2Q k J? ? ? ? ? 總反應(yīng)熱 ( 7 8 . 2 3 2 7 6 . 1 0 4 ) 9 9 7 7 6 . 3 2 2 1 2 3 2 4 . 0Q k J? ? ? ? 四 段出口溫度 13224837 ??? (4)四 段出口氣體帶出熱量4 2 1 2 3 2 4 . 0 1 3 2 2 4 8 3 7 1 3 4 3 7 1 6 1Q k J? ? ? 轉(zhuǎn)化器熱量衡算 見表 6： 表 6 轉(zhuǎn)化器熱量衡算結(jié) 果 段數(shù) 氣體進(jìn)口 反應(yīng)熱量 ﹙ KJ ﹚ 氣體出口 溫度﹙ ℃ ﹚ 熱量﹙ KJ ﹚ 溫度﹙ ℃ ﹚ 熱量﹙ KJ ﹚ 一段 360 24324016 14195964 545 38519960 二段 480 33105100 1533470 500 346385701 三段 450 30912850 766464 460 31679313 四段 420 28750796 426 29212388 ∑ 117092762 16957489 134050251 20 第四章 安全 注意事項(xiàng) 概述 本設(shè)計(jì)中 的主要危害物為 原料氣中二氧化硫， 以及 產(chǎn)物硫酸。 二氧化硫是大氣中主要污染 物之一，是衡量大氣是否遭到污染的重要標(biāo)志 ，其 危害較為普遍而又嚴(yán)重。 而硫酸對(duì)皮膚、粘膜等組織有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用 ，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重危害，所以對(duì)這些物質(zhì)必須進(jìn)行有效的防范。 二氧化硫和硫酸運(yùn)輸、使用等應(yīng)注意的事項(xiàng)以 及如何防護(hù) 生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用 二氧化硫 時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照 刺激性氣體有害作業(yè)要求操作和作好個(gè)人防護(hù)，可將數(shù)層紗布用飽和碳酸氫鈉溶液及 1%甘油濕潤后夾在紗布口罩中，工作前后用 2%碳酸氫鈉溶液漱口。有明顯呼吸系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)疾病者，禁止從事與二氧化硫有關(guān)的作業(yè)。 若有人中毒，應(yīng) 立即將患者移離有毒場(chǎng)所，呼吸新鮮空氣或氧氣、霧化吸入 2%～ 5%碳酸氫鈉 +氨茶堿 +地塞米松 +抗生素。用生理鹽水或清水徹底沖洗眼結(jié)膜囊及被液體二氧化硫污染的皮膚。 硫酸 操作處置 ： 密閉操作，注意通風(fēng)。操作盡可能機(jī)械化、自動(dòng)化。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具 （全面罩），穿橡膠耐酸堿服，戴橡膠耐酸堿手套。遠(yuǎn)離火種、熱源，工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。遠(yuǎn)離易燃、可燃物。防止泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與還原劑、 堿 類、堿金屬接觸。搬運(yùn)時(shí)要輕裝輕卸。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。稀釋或制備溶液時(shí)，應(yīng)把酸加入水中，避免沸騰和飛濺。 硫酸 運(yùn)輸注意事項(xiàng)： 本品鐵路運(yùn)輸時(shí)限使用鋼制企業(yè)自備罐車裝運(yùn)，裝運(yùn)前需報(bào)有關(guān)部門批準(zhǔn)。鐵路非罐裝運(yùn)輸時(shí) 應(yīng)嚴(yán)格按照鐵道部《 危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸 規(guī)則》中的危險(xiǎn)貨物配裝表進(jìn)行配裝。起運(yùn)時(shí)包裝要完整，裝載應(yīng)穩(wěn)妥。運(yùn)輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴(yán)禁與易燃物或可燃物、還原劑、堿類、堿金屬、食用化學(xué)品等混裝混運(yùn)。運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸車輛應(yīng)配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。運(yùn)輸途中應(yīng)防曝曬、雨淋，防高溫。公路運(yùn)輸時(shí)要按規(guī)定路線行駛，勿在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。 21 第五章 環(huán)保 與治理建議 三 廢主要來源 廢氣 一轉(zhuǎn)一吸工藝及尾氣回收后的主要廢氣為 SO2。 廢水 產(chǎn)生的 酸性污水 中 主要有害物 是硫酸 、亞硫酸、礦塵、砷及多種重 金屬離子 。 爐氣酸洗凈化排出 的稀酸（ 3%～ 20%），除含礦塵外 還有砷、氟等雜質(zhì)， 被稱為廢酸。 礦渣 礦渣是硫酸生產(chǎn)過程中排除的廢渣，主要為硫鐵礦渣。我國 的 硫鐵礦都含砷， 而 經(jīng)焙燒后的砷大部分是水溶性的，遇雨水浸泡后會(huì)被溶出，最終流入江河，污染水體。 三廢處理方案 廢氣 回收方法主要有氨 酸法、鈉 酸法和活性炭法，其中以氨 酸法 除 SO2 應(yīng)用最廣 ，且還可綜合利用產(chǎn) 出 有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的固體亞硫酸鈉、亞硫酸氫銨、固體亞硫酸鈉等延伸產(chǎn)品。 廢水 污水的處理 通常采用石灰中和的方法，此外還有電石渣 鐵屑處理法。 廢酸的利用：① 沉降分離后的 稀 酸 與 98%濃硫酸 摻 合 配成 72%硫酸用于制造普通磷酸鈣。 ② 代替水補(bǔ)加到吸收塔循環(huán)酸槽內(nèi)，制成商品硫酸。 ③ 廢酸熱解 再 生。 ④ 進(jìn)行濃縮處理制成濃硫酸。 廢渣 硫鐵礦渣含有豐富的鐵和其他金屬，因此采用磁選鐵精礦、礦渣制磚、氯化球團(tuán)煉鐵等方法將其綜合利用。 22 參考文獻(xiàn) [1] 湯桂華等 . 化肥工學(xué)叢書之硫酸 [M] . 北京 : 化學(xué)化工出版社， 1995 [2] 周學(xué)良等 . 催化劑 [M] . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社， [3] 劉少武，劉東等 . 硫酸工作手冊(cè) [M] . 南京 : 東南大學(xué)出版社， [4] 南京化工研究院 . 硫酸生產(chǎn)分析方法 [M] . 北京 : 燃料化學(xué)工業(yè)出版社， [5] 李紹芬 . 硫酸工藝學(xué) [M] . 北京 : 高等教育出版社， [6] 陳五平等 . 硫酸與硝酸 [M] . 北京 : 化學(xué)化工出版社， [7] 婁愛娟，吳志泉，吳敘美 . 化工設(shè)計(jì) [M] . 華東理 工大學(xué)出版社， [8] W?雷斯尼克 . 化工過程分析與設(shè)計(jì) [M] . 北京 : 化工工業(yè)出版社， [9] 蘇元復(fù) . 常用物料物性參數(shù) 第一冊(cè) [M] . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社， [10] K?M?馬林等 . 硫酸工學(xué) [M] . 北京 : 高等教育出版社， 23 致 謝 在 本系詹益民老師的 悉心 指導(dǎo) 和幫助 下 ， 本 設(shè)計(jì) 得以順利 完成 。自始至終他 都給 以細(xì)心指導(dǎo)和不懈的支持 ， 在此謹(jǐn) 表達(dá)我 誠摯的謝意和崇高的敬意 ！