【導(dǎo)讀】論文題目：年產(chǎn)25萬(wàn)噸硫酸轉(zhuǎn)化工藝設(shè)計(jì)。專業(yè)班級(jí)：09應(yīng)用化工03班

　　

【正文】 2732 7 . 1 8 0 . 5 9 1 1 0 0 . 3 3 8 1 02 9 . 9 7 / ( . )4 2 7 . 1 7 6NPT T d TC k J m o l K? ??? ? ? ???? 氣體每升高 1℃所需熱量為： 2SO 所需熱量： 2 .3 2 4 5 .5 4 1 0 5 .6 5kJ?? 3SO 所需熱量： 7 7 .6 8 6 3 .7 3 4 9 5 0 .5 5kJ?? 2O 所需熱量： 6 1 .1 6 3 1 .0 9 1 9 0 1 .4 6 kJ?? 2N 所需熱量： 8 2 0 2 9 .9 7 2 4 5 7 5 .4kJ?? 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 1 8 . 5 8 8 9 9 7 8 6 . 0 7 1Q k J? ? ? ? ? 總反應(yīng)熱 ? ?7 7 . 6 8 7 1 . 6 9 9 7 8 6 . 0 7 1 6 0 6 6 9 9 . 3 0 8 8Q k J? ? ? ? 三段出口溫度 6 0 6 6 9 9 .3 0 8 8 1 2 8 9 0 9 9 0 .4 4 2 8 .0 53 1 5 3 3 .0 6t ??? ℃ （ 4） 三段出口氣體帶出熱量 3 6 0 6 6 9 9 . 3 0 8 8 1 2 8 9 0 9 9 0 . 4 1 3 4 9 7 7 3 7 . 9 2Q 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） 21 已知進(jìn)四段觸媒層氣體溫度為 380℃ , 所以可得各組分的平均摩爾熱容： 2SO 的平均摩爾熱容： ? ?22 7 3 3 8 0 2 6 2 8 32732 5 . 7 4 5 . 8 1 0 3 8 . 1 1 0 0 . 8 6 1 1 04 4 . 9 7 / ( . )380SOPT T T d TC k J m o l K? ? ? ?? ? ? ? ? ???? 3SO 的平均摩爾熱容： ? ?32 7 3 3 8 0 2 6 2 8 32731 5 . 0 9 1 5 . 2 1 0 1 2 0 . 7 1 0 3 . 6 2 1 06 2 . 4 7 / ( . )380SOPT T T d TC k J m o l K? ? ? ?? ? ? ? ? ???? 2O 的平均摩爾熱 容 ： ? ?22 7 3 3 8 0 2 6 22732 5 . 7 4 1 . 3 0 1 0 3 . 8 6 1 03 0 . 8 9 / ( . )380oPT T d TC k J m o l K? ??? ? ? ???? 2N 的平均摩爾熱容： ? ?22 7 3 3 8 0 2 6 22732 7 . 1 8 0 . 5 9 1 1 0 0 . 3 3 8 1 02 9 . 8 4 / ( . )380NPT 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： 2SO 所需熱量： 2 .3 2 4 4 .9 7 1 0 4 .3 3kJ?? 3SO 所需熱量： 7 7 .6 8 6 2 .4 7 4 8 5 2 .6 7 kJ?? 2O 所需熱量： 6 1 .1 6 3 0 .8 9 1 8 8 9 .2 3kJ?? 2N 所需熱量： 8 2 0 2 9 .8 4 2 4 4 6 8 .8kJ?? 所需總熱量： 帶入熱量 = 3 1 3 1 5 .0 3 3 8 0 1 1 8 9 9 7 1 2 .3 1 kJ?? 22 （ 2） 已知出轉(zhuǎn)化器第四段氣體溫度 ℃ , 所以可得各組分按氣體的平均摩爾熱容： 2SO 的平均摩爾熱容： ? ?22 7 3 3 8 4 . 2 9 4 2 6 2 8 32732 5 . 7 4 5 . 8 1 0 3 8 . 1 1 0 0 . 8 6 1 1 04 5 . 0 2 / ( . )3 8 4 . 2 9 4SOPT T T d TC k J m o l K? ? ? ?? ? ? ? ? ???? 3SO 的平均摩爾熱容： ? ?32 7 3 3 8 4 . 2 9 4 2 6 2 8 32731 5 . 0 9 1 5 . 2 1 0 1 2 0 . 7 1 0 3 . 6 2 1 06 2 . 5 9 / ( . )3 8 4 . 2 9 4SOPT T T d TC k J m o l K? ? ? ?? ? ? ? ? ???? 2O 的平均摩爾熱 容 ： ? ?22 7 3 3 8 4 . 2 9 4 2 6 22732 5 . 7 4 1 . 3 0 1 0 3 . 8 6 1 03 0 . 9 0 / ( . )3 8 4 . 2 9 4oPT T d TC k J m o l K? ??? ? ? ???? 2N 的平均摩爾熱容： ? ?22 7 3 3 8 4 . 2 9 4 2 6 22732 7 . 1 8 0 . 5 9 1 1 0 0 . 3 3 8 1 02 9 . 8 5 / ( . )3 8 4 . 2 9 4NPT T d TC k J m o l K? ??? ? ? ???? 故出四段氣體每升高 1℃所需熱量為： 2SO 所需熱量： 0 .8 4 5 .0 2 3 6 .0 1 6kJ?? 3SO 所需熱量： 7 9 .2 6 2 .5 9 4 9 5 7 .1 2 8kJ?? 2O 所需 熱量： 6 0 .4 3 0 .9 0 1 8 6 6 .3 6kJ?? 2N 所需熱量： 8 2 0 2 9 .8 5 2 4 4 7 7kJ?? 所需總熱量： 23 （ 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 3 8 2 . 1 4 7 9 9 8 6 6 . 6 0 5Q k J? ? ? ? ? 總反應(yīng)熱 ? ?7 9 . 2 7 7 . 6 8 9 9 8 6 6 . 6 0 5 1 5 1 7 9 4 . 3 7Q k J? ? ? ? 四段出口溫度 1 5 1 7 9 4 .3 7 1 1 8 9 9 7 1 2 .3 1 3 8 4 .5 83 1 3 3 6 .5 0 4t ???℃ （ 4） 四段出口氣體帶 出熱量 4 1 5 1 7 9 4 . 3 7 1 1 8 9 9 7 1 2 . 3 1 1 2 0 5 1 5 0 9 . 5 5Q k J? ? ? 轉(zhuǎn)化器熱量平衡見(jiàn)表 36 表 36 轉(zhuǎn)化器熱量衡算結(jié)果 段數(shù) 氣體進(jìn)口 反應(yīng)熱量 氣體出口 溫度（℃） 熱量（ KJ） （ KJ） 溫度（℃） 熱量（ KJ） 一段 380 550 二段 455 487 三段 410 427 四 段 380 384 ? 24 第四章 環(huán)境保護(hù)與治理建議 三廢主要來(lái)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 硫酸制備工藝主要采用硫鐵礦，故總有酸性污水排出。硫酸廢水通常具有色度大、酸度高的特點(diǎn)，其主要有害物質(zhì)是硫酸、亞硫酸、礦塵、砷、氟以及多種金屬離子等 。 爐氣酸洗凈化流程排除的烯酸，濃度一般在 3%~20%之間，除含有礦塵外，還有砷、氟等雜質(zhì)，通常被稱為廢酸。 礦渣 礦渣是硫酸生產(chǎn)過(guò)程中排除的廢渣，主要為硫鐵礦渣。我國(guó)硫鐵礦都含砷，焙燒過(guò)程中砷的燒出率只有約 40%，大部分仍留在礦渣中，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 低濃度的 SO2 煙氣回收方法很多，主要有氨 酸法、鈉 酸法和活性炭法，其中以氨 酸法應(yīng)用最為廣泛。除能消除 SO2 污染，保護(hù)環(huán)境外，還可綜合利用生產(chǎn)處 有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的固體亞硫酸鈉、亞硫酸氨、固體亞硫酸鈉等延伸產(chǎn)品。 25 廢水 硫酸工業(yè)污水的處理，通常采用石灰石中和的方法，此外還有電石渣 鐵屑處理法。 廢酸的利用：（ 1）把層降分離后的烯酸直接與 98%的濃硫酸參合，配成 72%的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。用硫化法處理污酸回收金屬。 廢渣 硫鐵礦含有豐富的鐵盒其他金屬，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。 26 設(shè)計(jì)小結(jié) 在這一周的學(xué)習(xí)中，我們學(xué)到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，獲益匪淺。除了學(xué)習(xí)到了有關(guān)專業(yè)的知識(shí)以外，也學(xué)到了一些對(duì)于人員組織及文檔的書(shū)寫(xiě)等非專業(yè)的實(shí)踐類知識(shí)。我們花了大量時(shí)間在數(shù)據(jù)計(jì)算上，這里也是令人最頭疼的地方，在這里要童老師，感謝她多次給出的寶貴的意見(jiàn)。我們對(duì) Word排版掌握的并不很好，在這里還要特別感謝其它小組成員，分擔(dān)了一部分的排版工作。在一起做設(shè)計(jì)時(shí)，各人有個(gè)人的主見(jiàn)與思想，如何整合這些也是另外一大難題。此次設(shè)計(jì)讓我們明白了人際的一些東西，如何當(dāng)一個(gè) 組織者和參與者，特別是做一個(gè)見(jiàn)成效的學(xué)生仍有待學(xué)習(xí)與提高。 在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們經(jīng)歷了感動(dòng)，經(jīng)歷了一起奮斗的酸甜苦辣。也一起分享了成功的喜悅。這次的課程設(shè)計(jì)對(duì)我們每個(gè)人來(lái)說(shuō)都是一個(gè)挑戰(zhàn)。做設(shè)計(jì)講究協(xié)同工作，如果靠自己獨(dú)自做，既費(fèi)時(shí)間效果又不好。以前的我很傾向于自己做東西。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，明白理解了合作的重要性。課程設(shè)計(jì)這樣集體的任務(wù)光靠團(tuán)隊(duì)里的一個(gè)人是不可能完成好的，合作的原則就是要利益均沾，責(zé)任公擔(dān)。 27 參考文獻(xiàn) [1]湯桂華，趙增泰、鄭沖副 .化肥工業(yè)叢 書(shū)硫酸 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版 社， 1999. [2]陳五平主編，硫酸與硝酸 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1996. [3]楊基和，蔣培華．化工工程設(shè)計(jì)概論 [M]．北京：中國(guó)石化出版社， 2020. [4]婁愛(ài)娟，吳志泉，吳敘美．化工設(shè)計(jì) [M]．上海：華東理工大學(xué)出版社， 2020. [5]劉少武，齊焉，劉東，劉翼鵬等編 .硫酸工作手冊(cè) [M].南京：東南大學(xué)出 版社， 2020. [6]葛婉華，陳鳴德．化工計(jì)算 [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1997. [7]Ⅵ . 赫著 李紹芬等譯．硫酸工藝學(xué) [M]．北京：高等教育出版 社， 1958. 28 工藝流程圖 見(jiàn)設(shè)計(jì)書(shū)末 29