【正文】 體每升高1℃所需熱量:SO2所需熱量: = KJ/℃SO3所需熱量: =℃ O2所需熱量: =℃N2所需熱量: =℃所需總熱量: =+++= KJ/℃摩爾反應(yīng)熱Q1= =(273+)= KJ/mol總反應(yīng)熱Q1反== KJ一段出口溫度t===℃一段出口氣體帶出熱量為: Q1出==因為一段出口的熱量較多,是壓力為次中壓可進(jìn)入3 .400℃過熱蒸汽將經(jīng)過3過熱器組的爐氣降溫至430℃進(jìn)入二段。2)二段進(jìn)口0430℃時的平均摩爾熱容為SO2 KJ/Kmol O2 KJ/KmolSO3 KJ/Kmol N2 KJ/Kmol進(jìn)二段氣體每升高1℃所需熱量:SO2 : =℃SO3 : =℃O2 : =℃N2 : = KJ/℃Q2進(jìn) = (+++)430= KJ/h二段出口:t2出=430+308()=℃反應(yīng)時的平均溫度t4M=(430+)/2=℃Kmol反應(yīng)熱Q=(273+)=總反應(yīng)熱Q2反=()=Q2出 =Q2進(jìn) + Q2反=+= KJ/h出二段的爐氣經(jīng)過熱換熱器后進(jìn)三段3)三段進(jìn)口溫度為430℃,進(jìn)三段氣體每升高1℃所需熱量:SO2 : = KJ/℃SO3 : 223=℃O2 : = KJ/℃N2 : = KJ/℃Q3進(jìn)=(+++)430=三段出口:t3=430+308()=℃t3M=(430+)/2=℃Kmol反應(yīng)熱Q=(273+)= KJ/h總反應(yīng)熱Q3=()= KJ/hQ3出 =Q3進(jìn) + Q3反=+= KJ/h出三段爐氣經(jīng)冷換熱器和預(yù)熱器及省煤器后進(jìn)入一吸收塔進(jìn)一吸前0180℃時的平均摩爾熱容為SO2 KJ/Kmol O2 KJ/KmolSO3 KJ/Kmol N2 KJ/Kmol進(jìn)第一吸收塔的氣體每升高1℃所需熱量:SO2 : =℃SO3 : = KJ/℃O2 : = KJ/℃N2 : = KJ/℃Q1吸進(jìn)=(+++)180=13866282KJ/h 在預(yù)熱器中空氣由39℃預(yù)熱到130℃,則空氣在預(yù)熱過程中吸收的熱量為:0 39℃時的O2 , N2的平均摩爾熱容為:O2 KJ/Kmol N2 KJ/Kmol則空氣帶入預(yù)熱器的熱量是Q預(yù)進(jìn)=((+)+)39= KJ/h0 130℃時的O2 , N2的平均摩爾熱容為:O2 KJ/Kmol N2 KJ/Kmol空氣帶出預(yù)熱器的熱量是Q預(yù)出=((+)+)130= KJ/hQ空吸= Q預(yù)出Q預(yù)進(jìn)= =4)四段進(jìn)冷換熱器入口氣體帶入熱量為0 80℃時的平均摩爾熱容CPM SO2 : KJ/Kmol O2 : KJ/KmolN2 : KJ/Kmol經(jīng)一吸收塔后進(jìn)冷換熱器氣體每升高1℃所需熱量:SO2 : = KJ/℃O2 : = KJ/℃N2 : = KJ/℃Q冷進(jìn)=(++)80=進(jìn)入4段轉(zhuǎn)化時的溫度為420℃,進(jìn)四段氣體每升高1℃所需熱量計算:SO3所需熱量: =℃O2所需熱量: =℃N2所需熱量: =℃所需總熱量=++= KJ/℃帶入熱量Q4進(jìn)=420= KJ預(yù)計反應(yīng)后的溫度:t4=t0+(xx0)t4=420+()308 =℃反應(yīng)時平均溫度t4m==℃摩爾反應(yīng)熱 Q=(+)= KJ0—℃時熱反應(yīng)SO2:=℃SO3:=℃O2:=℃N2:=℃所以 = +++=℃反應(yīng)熱:Q4== KJ所以4段出口溫度 t4=(+)/ =℃所以4段出口氣體帶去熱量 Q4出 ==4段出口氣體經(jīng)2過熱器組后進(jìn)5段5)進(jìn)5段的氣體溫度為410℃ 每升高1℃所需熱量:SO2==℃SO3==℃O2==℃N2==℃所需總熱量=+++=℃帶入熱量:Q5進(jìn)=410= KJ預(yù)計反應(yīng)后溫度 t5=410+()308=℃反應(yīng)時平均溫度t5m==℃摩爾反應(yīng)熱 :Q=(273+)= KJ0—420℃時熱焓SO2:=℃SO3:=℃O2:=℃N2:=℃所需總熱量=+++= KJ/℃反應(yīng)熱Q5=()= KJ/h所以5段出口溫度:t5=(+)/ =℃5段出口氣體帶出熱量Q5出==5段出口的爐氣經(jīng)2省煤器后降溫至180℃后至第二吸收塔0—180℃時SO2 SO3 O2 N2 的為SO2: KJ/kmol O2: KJ/kmolSO3:: KJ/kmol所以SO2:= KJ/℃SO3:= KJ/℃O2:=℃N2:=℃ h所需總熱量=+++= KJ/℃5段爐氣經(jīng)1過熱器組和省煤器后所含熱量為Q6=180= KJ/h段數(shù) 氣體進(jìn)口 反應(yīng)熱量 氣體出口 溫度/℃熱量/KJ/h溫度/℃熱量/KJ/h一段410二段430三段430四段420五段410 轉(zhuǎn)化器各段進(jìn)出口溫度和熱量第六章 環(huán)境保護(hù)與安全生產(chǎn) 環(huán)境保護(hù)硫磺制酸過程中轉(zhuǎn)化率高，吸收率高，沒有廢水、廢渣，廢氣中有害物質(zhì)含量符合國家廢氣的排放標(biāo)準(zhǔn)，可以直接排放。 安全生產(chǎn)酸生產(chǎn)是處理，加工和生產(chǎn)有腐蝕性和有毒物品的過程，在生產(chǎn)中，除可能因有害介質(zhì)的泄漏造成對人體的各種急性或慢性傷害外，還可能發(fā)生爆炸、高溫燙傷等事故，因此必須對硫酸生產(chǎn)中的安全技術(shù)給予高度重視。實踐證明，只要嚴(yán)格按照安全規(guī)程進(jìn)行操作，就可防止人身傷害事故的發(fā)生。通過對中國30個硫酸廠多例人身傷害事故的分析，可以認(rèn)為作到下列五點是實現(xiàn)硫酸廠安全生產(chǎn)的保證：① 必須有技術(shù)熟練并經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn) ② 設(shè)備必須處于良好狀態(tài)，嚴(yán)禁帶“跑、冒、滴、漏” ③ 嚴(yán)禁違章作業(yè) ④ 生產(chǎn)現(xiàn)場一定要配備必須的防護(hù)和急救設(shè)施 ⑤ 操作、維修人員必須按規(guī)定佩帶防護(hù)用品。原中國化學(xué)工業(yè)部曾對硫酸生產(chǎn)各崗位的安全操作作過明確規(guī)定。對于以硫磺為原料的裝置，應(yīng)綜合考慮放火、防爆與防塵各項措施。生產(chǎn)現(xiàn)場嚴(yán)禁煙火并須配備消防設(shè)施。固體硫磺貯倉應(yīng)有良好的通風(fēng)，倉庫的墻應(yīng)為半敞開式?；炷恋孛媸褂冒自剖龉橇?，使金屬工具（如鐵鏟）與之撞擊、摩擦?xí)r不致發(fā)生火花。固體硫磺的輸送可采用硫精礦的輸送設(shè)備，如膠帶輸送機，但速度 不宜過快，以防因摩擦發(fā)熱引起著火。當(dāng)使用斗式提升機時，可考慮采用鋁等不產(chǎn)生火花的材料制作。在硫磺中混入鐵片或碎石等也會導(dǎo)致在運輸或粉碎過程中起火。固態(tài)硫磺著火后燃燒速度較慢，用噴水的方法容易熄滅，但應(yīng)注意須在上風(fēng)方向操作，以免發(fā)生SO2中毒。熔硫貯槽中存在H2S，但通常其濃度在1000～3000mg/㎏左右，而H2S的爆炸下限在常溫（℃）%，在144℃%，故不致發(fā)生爆炸。液硫貯槽上方空間溫度應(yīng)保持在115℃以上，否則不僅會因硫磺蒸氣冷凝附著在頂蓋上，在水分存在下會使頂蓋腐蝕，而且在空氣存在時其腐蝕產(chǎn)物會引起硫磺著火。據(jù)報道，日本國內(nèi)液硫貯槽的著火幾乎全是這個原因。熔硫作業(yè)時因液硫溫度高達(dá)130～140℃，須注意防止?fàn)C傷。不慎熔硫觸及皮膚，應(yīng)以足夠水冷卻以減輕癥狀并隨即就醫(yī)。熔硫槽或液硫槽進(jìn)行檢修或動火作業(yè)前，應(yīng)充分進(jìn)行換氣并在氣體分析檢測合格后方能進(jìn)行。轉(zhuǎn)化工序最應(yīng)注意的是防止釩催化劑粉塵的危害。在更換和過篩釩催化劑時，過去不少廠尤其是小廠常采用敞開式作業(yè)，在此種情況下，即使配置通風(fēng)除塵設(shè)施，也難以完全消除催化劑粉塵的危害。故在進(jìn)行此項作業(yè)時最好采用負(fù)壓抽吸、風(fēng)動輸送、密閉過篩工藝，這方面早已有成熟的經(jīng)驗。采用該工藝不僅可消除催化劑粉塵的危害，同時也減輕了工人的勞動強度。由于稀硫酸與鋼鐵等反應(yīng)會發(fā)生氫氣，即使是濃硫酸容器也會因硫酸稀釋而使器內(nèi)積聚氫氣。氫是一種易燃易爆氣體，%，%。因此設(shè)備需動火前必須先進(jìn)行充分排氣置換并經(jīng)氣體分析合格后方能進(jìn)行。此外，檢修時切勿以金屬工具等敲擊設(shè)備，以免產(chǎn)生火花引起爆炸。曾經(jīng)發(fā)生過因用板手敲擊硫酸槽車頂蓋螺栓而發(fā)生爆炸傷人的事故。在稀釋濃硫酸時，必須在攪拌的情況下將酸徐徐注入酸中，以防硫酸濺出傷人。在生產(chǎn)場所醒目處必須備有水量充足的供水設(shè)施以及包括軟管、水池、事故沖洗和洗眼器等在內(nèi)的一應(yīng)急救裝備，供水設(shè)施應(yīng)有可靠的防凍措施。當(dāng)不慎被硫酸灼傷時，應(yīng)立即以大量水沖洗，務(wù)須徹底洗凈，務(wù)須徹底洗凈酸液，此點是減輕傷情的關(guān)鍵措施。一些文獻(xiàn)提出，沖洗時間至少應(yīng)達(dá)15分鐘。沖洗同時脫除沾污的衣服、鞋襪，洗凈酸液后隨即送醫(yī)。應(yīng)注意的是皮膚沾上硫酸決不能用堿液中和，否則將因中和放熱而加重?zé)齻?。若酸液進(jìn)入眼睛，立即以大量清水連續(xù)沖洗15分鐘以上，沖洗時應(yīng)翻開眼瞼，使眼瞼、眼球都能得到徹底沖洗，沖洗完畢后作為應(yīng)急措施，并迅即就醫(yī)。當(dāng)酸液大量泄漏時，應(yīng)先將人員撤離現(xiàn)場，并即以砂土堵?lián)鹾臀剿嵋?，吸附酸液的砂土?yīng)以石灰等中和之。當(dāng)吸入大量硫酸蒸氣或酸霧時，應(yīng)迅速將傷員轉(zhuǎn)移至空氣清新處就醫(yī)。有的文獻(xiàn)建議給傷員吸入2% NaHCO3氣溶膠，并用2% NaHCO3溶液漱口。當(dāng)誤飲硫酸時，不應(yīng)設(shè)法催吐。如傷者清醒，可給予大量水漱口清洗。如有可能，令其喝混有雞蛋清的牛奶，并盡速將傷者送醫(yī)。第七章 總 結(jié)在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，經(jīng)過四個月的畢業(yè)設(shè)計，我對大學(xué)三年來所學(xué)的知識，有了一個更深層次的，更全面的，綜合性的了解。同時也提高了我的閱讀、分析和解決問題的能力。掌握了化工工藝設(shè)計的一般程序和方法，了解到“設(shè)計”的真正內(nèi)涵。設(shè)計并不是憑空想象，而是具有一定時代性、理論性、技術(shù)性、經(jīng)濟性和社會性等多方面的綜合產(chǎn)物。那種缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，不具有時代性的設(shè)計是不為人們所接受的。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對硫酸的性質(zhì)，及硫磺制酸工藝流程，工藝參數(shù)等有了一定的了解。硫酸是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)部門。硫酸的產(chǎn)量常被用作衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。從化學(xué)意義上講，硫酸是三氧化硫與水的等摩爾化合物，即H2SO4；在工藝技術(shù)上，硫酸是指SO3與H2O以任何比例結(jié)合的物質(zhì)，當(dāng)SO3與H2O的摩爾比≤１時，稱為硫酸，它們的摩爾比＞１時，稱為發(fā)煙硫酸。作為二元酸，它有中性鹽（硫酸鹽）和酸式鹽（硫酸氫鹽）。硫酸之中的硫原子具有最高價＋６價，由于硫的原子價趨向于降低，所以濃硫酸具有氧化劑的性質(zhì)。濃硫酸是強脫水劑，對于有機物和人的皮膚有強烈的破壞作用。濃硫酸與硝酸混合，組成硝化劑，廣泛應(yīng)用于有機化合物的硝化過程。硝酸與硫酸相互作用，產(chǎn)生NO2離子，它與芳香族化合物反應(yīng)，生成芳香族化合物的硝化衍生物，廣泛用于炸藥、醫(yī)藥、染料和食品等工業(yè)生產(chǎn)。濃硫酸與發(fā)煙硫酸、三氧化硫、氯磺酸都是磺化劑，它們可以把磺酸基引入有機化合物。許多種醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料的生產(chǎn)都是基于芳香族有機化合物的磺化。本設(shè)計采用的原料為加拿大進(jìn)口硫磺，采用硫磺制酸的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在經(jīng)濟和環(huán)保兩個方面。因此采用硫磺代替硫鐵礦制酸是一種大趨勢。本設(shè)計從實際出發(fā)，鹽城的鐵路運輸緊張，而且硫鐵礦資源貧乏，如選用硫鐵礦制酸，則需要其他硫鐵礦供應(yīng)，這樣增加了硫酸成本。綜合射陽疏能有限公司所處的地理位置，以及原料的價格，決定采用加拿大進(jìn)口硫磺為原料制酸。生產(chǎn)硫酸的工藝流程：原料硫磺先經(jīng)過熔硫，然后進(jìn)入澄清池；在澄清池中停留72小時，將機械雜質(zhì)除去，得到清凈的液硫，清凈的液硫溢流到精硫池，液硫由硫磺泵輸送到焚硫爐與空氣相遇并燃燒，燃燒得到的爐氣經(jīng)廢熱鍋爐后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化，從轉(zhuǎn)化器一段出來的爐氣經(jīng)3過熱器降溫后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器二段床層，從轉(zhuǎn)化二段出來的爐氣經(jīng)熱換熱器后進(jìn)入三段催化床層；從三段出來的爐氣經(jīng)2，1冷換熱器和空氣預(yù)熱器及1省煤器后進(jìn)入第一吸收塔；從一吸塔出來的爐氣，再往1，2冷換熱器和熱換熱器進(jìn)入轉(zhuǎn)化四段；從五段出來的爐氣分別經(jīng)1過熱器和2省煤器后進(jìn)入第二吸收塔；經(jīng)第一、第二吸收塔吸收生成的硫酸進(jìn)入循環(huán)酸槽；再由硫磺泵經(jīng)計量槽送去成品酸庫。通過這次實踐，也使我學(xué)會了對畢業(yè)設(shè)計技術(shù)課題進(jìn)行調(diào)查，研究了解了有關(guān)技術(shù)的方法、策略、法規(guī)，查閱和使用了各種技術(shù)資料、圖表和工具書，進(jìn)一步提高了繪圖能力，再一次熟悉和明確了標(biāo)題欄有關(guān)要求和說明，提高了解決實際問題的能力和編寫技術(shù)內(nèi)外能夠里。同時，通過這次實踐，也使我發(fā)現(xiàn)了一些存在的問題和不足之處。由于水平有限，知識面的不寬，使我對硫磺制酸的生產(chǎn)只是一個粗淺的了解，對一些設(shè)備的功能和用途也沒有十分理解，對設(shè)備的布置也不是十分合理。通過這次設(shè)計使我了解到，死學(xué)知識等于“紙上談兵”只有把理論靈活運用到實踐中去，才能更好地發(fā)現(xiàn)問題，更好地解決問題，從而改進(jìn)技術(shù)，同時培養(yǎng)了我嚴(yán)格的工作作風(fēng)和認(rèn)真的工作態(tài)度，明確設(shè)計中樹立生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟觀點和全局觀點。然而這次設(shè)計中還有許多缺點和錯誤，有待于進(jìn)一步提高和更正，希望指導(dǎo)老師指出，提出更好的寶貴意見。致 謝本設(shè)計在夏德陽老師的精心指導(dǎo)下完成的。從選題到設(shè)計以及設(shè)計說明書的撰寫等各方面都得到了李老師的關(guān)心和指導(dǎo)，在此我們表示深深的敬意，并對夏老師付出的辛苦勞動表示出由衷的感謝。在整個設(shè)計過程中，夏老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，嚴(yán)格的治學(xué)要求，高漲的工作熱情，以及認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作精神，還有不分白天黑夜的工作投入都是我們學(xué)習(xí)的榜樣。從他的身上我們不僅學(xué)到如何學(xué)習(xí)知識，還學(xué)到了如何做人，如何工作。夏老師的這些精神讓我們受益匪淺，激勵著我們不斷的戰(zhàn)勝困難，不斷的取得進(jìn)步。同時還應(yīng)該