【正文】 987液硫的壓力MPa～～～～～硫酸的規(guī)模Kt/a140～16080～10065～8050～6540～50由于本設(shè)計的設(shè)計規(guī)模是年產(chǎn)100Kt的硫酸，因此可以選直徑為9mm 的噴嘴，在焚硫爐中設(shè)置一個這樣的噴嘴即可。 焚硫爐設(shè)計條件匯總焚硫爐的各個設(shè)計條件及設(shè)計參數(shù)見表54所示。表54 焚硫爐數(shù)據(jù)表裝置名稱年產(chǎn)10萬噸硫磺制酸生產(chǎn)裝置容器類型臥式需要臺數(shù)1臺工藝操作數(shù)據(jù)名稱焚硫爐單位物料名稱硫磺燃燒爐氣操作壓力140Kpa操作溫度1014℃氣相密度Kg/m3爐氣量m3/h質(zhì)量流量Kg/h爐體長度13000mm爐體內(nèi)徑3600mm鋼殼材料Q235A耐火磚牌號N1保溫磚牌號耐火磚砌體厚度344mm保溫磚砌體厚度230mm擋墻耐火磚厚度460mm擋墻數(shù)3個噴嘴Φ9mm鞍座個數(shù)7個 設(shè)備一覽表本設(shè)計中運行設(shè)備一覽表見表55所示表55 設(shè)備一覽表序號設(shè)備位號設(shè)備名稱規(guī)格與型號數(shù)量1V101快速熔硫槽SW2H12V102液硫過濾器STIZD13TI101溫度控制器CD401N114P101泵25F101焚硫爐YCWS825300016P102鼓風(fēng)機(jī)SI8001817T101干燥塔JGTY7518T201轉(zhuǎn)化塔SKYB31250C19R201省煤器SMQ11410E201換熱器BRQg211T301吸收塔YSI500212V301循環(huán)槽HL300213V303成品儲槽PVC40Q1第6章 車間布置 設(shè)備布置在整個硫磺制取硫酸的裝置中，焚硫轉(zhuǎn)化工段的裝置為露天布置。因此在設(shè)計的時候應(yīng)該充分利用現(xiàn)有的地理條件，同時還應(yīng)該綜合環(huán)境保護(hù)、安全生產(chǎn)等因素。另外設(shè)備布置應(yīng)考慮操作、檢修、維護(hù)、施工和消防的要求,并且盡可能的節(jié)省用地、降低能源的消耗。在焚硫轉(zhuǎn)化工序中，由于氣體管道的直徑比較大，因此在進(jìn)行設(shè)備布置的時候還要考慮管道如何合理布置。在焚硫轉(zhuǎn)化工序中，主體設(shè)備的體積都比較龐大。設(shè)備布置不僅需要考慮整個工藝流程的順暢性，還需滿足配管的需要。另外還要達(dá)到整個流程的美觀。焚硫爐和轉(zhuǎn)化塔是焚硫轉(zhuǎn)化工序的關(guān)鍵設(shè)備，尤其是轉(zhuǎn)化塔更是決定整個工藝能否達(dá)到最終的生產(chǎn)目的的關(guān)鍵設(shè)備。轉(zhuǎn)化塔的直徑和高度是整個設(shè)備中數(shù)值最大的，所以整個設(shè)計中的設(shè)備都需要以轉(zhuǎn)化塔為中心。由于轉(zhuǎn)化塔中裝填有催化劑，為了催化劑的更換和安裝的方便，轉(zhuǎn)化塔的周圍應(yīng)該搭建一個平臺。當(dāng)轉(zhuǎn)化塔的位置確定后，就可以比較容易的確定其他設(shè)備。冷熱換熱器和熱熱換熱器布置在轉(zhuǎn)化塔的一側(cè)。高溫過熱器的管道布置也和轉(zhuǎn)化塔有關(guān)，也可以設(shè)置在轉(zhuǎn)化塔的周圍。低溫過熱器和省煤器是立式設(shè)備，需要在混凝土平臺上設(shè)置。廢熱鍋爐、省煤器和過熱器都是換熱設(shè)備，在考慮換熱器和轉(zhuǎn)化器的布置時，需要考慮換熱設(shè)備水汽管道的順暢和便利。由于設(shè)備存在著熱應(yīng)力，在轉(zhuǎn)化器周圍的設(shè)備，最好是圍繞轉(zhuǎn)化器呈現(xiàn)對稱分布，這樣可以平衡轉(zhuǎn)化器周圍各個方向的力。焚硫爐的配置離不開廢熱鍋爐，需要將兩者統(tǒng)一布置。但是兩臺設(shè)備的整體設(shè)備都相對較長，可根據(jù)場地的情況將兩臺設(shè)備平行布置。然而焚硫爐出口部分到廢熱鍋爐的氣體溫度較高,因此廢熱鍋爐和焚硫爐應(yīng)盡量靠近，便于縮短該管道的長度?？諝夤娘L(fēng)機(jī)既可以布置在風(fēng)機(jī)房內(nèi)，又可露天布置。安裝風(fēng)機(jī)的廠房占地面積較大,需在綜合考慮其擺放位置，其盡量靠近干燥塔,但是應(yīng)該注意塔前風(fēng)機(jī)和塔后風(fēng)機(jī)的區(qū)別。 管道布置 管道布置概述在硫磺制取硫磺的裝置中，焚硫轉(zhuǎn)化工序的氣體管道大多是大直徑薄璧鋼管，為了降低熱量損失，另外為了防止露點腐蝕，大部分管道需要設(shè)置保溫措施，一般將管道架空設(shè)置。管道布置設(shè)計應(yīng)遵循工藝流程圖的要求,做到統(tǒng)籌規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠,并能夠滿足施工的要求。鼓風(fēng)機(jī)的出口管道應(yīng)該盡量減少轉(zhuǎn)彎的程度，用來減小鼓風(fēng)機(jī)出口的阻力,同時還可以減輕由管道震動所引起的噪音。然而進(jìn)入焚硫爐空氣管道和閥門的介質(zhì)溫度較低,一般用管法蘭連接,為了方便檢修和更換。然而焚硫爐后的爐氣管道和閥門的介質(zhì)溫度較高,一般采用焊接連接，為了防止在高溫環(huán)境下設(shè)備變形引起有毒氣體的逸出。通常焚硫轉(zhuǎn)化階段的管道尺寸相對較大，管道布置不應(yīng)該局限于管道布置圖上的橫平豎直，可以適當(dāng)?shù)膶⑾嚓P(guān)設(shè)備的相對位置直接相連或斜接，但應(yīng)該在保證設(shè)備不發(fā)生碰撞的前提下進(jìn)行，這樣做既可以降低管道內(nèi)流體的流動阻力，同時又能夠節(jié)省管道材料。管道彎頭通常使用=的蝦米彎焊接彎頭。閥門應(yīng)該安裝在便于操作和檢修的地方,位置較高的儀表和閥門需要搭建操作檢修平臺。 管廊上的管道布置設(shè)置在管廊上的管道的種類有：公用管道、公用工程管道、儀表管道和電纜。（1） 管廊在進(jìn)出裝置的地方通常會聚集較多的閥門，應(yīng)該搭建一個平臺，平臺最好設(shè)置在管道的上方。（2） 當(dāng)輸送液體的管道為大直徑管道時，管道應(yīng)該放在管架柱子的上方或者靠近其布置。這樣可以減小管架梁產(chǎn)生的彎矩。（3） 當(dāng)有極少數(shù)的大直徑管道進(jìn)入管廊時，標(biāo)高不方便時可以平行拐入管廊，這時候就要將管道設(shè)置在管廊的邊緣部位。 其他管道的布置（1） 在管道的最低點應(yīng)該配有排空閥，在管道的最高點需要配備放氣閥。當(dāng)設(shè)備停車時，在管道里面會存積液體的地方也應(yīng)該配有排空閥。（2） 取樣口應(yīng)該安裝在取樣具有代表性而且取樣過程方便的地方。當(dāng)在水平設(shè)置的管道上取樣的流體為氣體時，取樣口應(yīng)該從管道的頂部引出。管道在豎直方向設(shè)置的時候則不考慮這些問題。第7章 自動控制及儀表 選擇依據(jù)（1）化工工藝設(shè)計手冊 化學(xué)工業(yè)出版社；（2）化工儀表及自動化 厲玉鳴編 化學(xué)工業(yè)出版社；（3）自動化儀表選型規(guī)定 HG/T205072000。 控制系統(tǒng)的選擇硫磺制取硫酸的主要裝置選擇采用集散型控制系統(tǒng)（DCS）。用來實現(xiàn)控制分散、危險分散，并且可以將操作、管理和檢測集中，能夠避免常規(guī)儀表控制單一。同時可以達(dá)到間歇控制、連續(xù)控制、數(shù)據(jù)采集處理、順序控制和先進(jìn)控制，將管理和操作先進(jìn)的貫穿于實際生產(chǎn)中。 焚硫工段的控制 鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)是以硫磺為原料生產(chǎn)硫酸的裝置中的重要組成部分。其控制的空氣流量的變動會引起爐氣中二氧化硫的濃度的變化，當(dāng)二氧化硫的濃度發(fā)生變化時會牽制整個制酸裝置的運行程度。本次設(shè)計中將手動蝶閥設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)吸入口用來對吸入量進(jìn)行控制。另外將精硫泵、鼓風(fēng)機(jī)和干燥塔循環(huán)泵連鎖。當(dāng)三者中有一個在運行時發(fā)生故障，其余兩個都必須立即停止下來。 焚硫爐焚硫爐是整個硫磺制酸過程中焚硫轉(zhuǎn)化工序的最重要設(shè)備之一，焚硫爐運行的是否順暢會直接影響整個制酸裝置的運行。焚硫爐為高溫容器，溫度會超過1000℃，因此需要對焚硫爐內(nèi)的溫度進(jìn)行控制和檢測。焚硫爐的出口溫度控制儀表應(yīng)該和精硫泵連鎖，當(dāng)焚硫爐出口的溫度驟然上升到無法控制時，通過停止精硫泵運轉(zhuǎn)實現(xiàn)停止工作。 廢熱鍋爐廢熱鍋爐的主要作用是用來回收生產(chǎn)過程中存在的中壓過熱蒸汽。經(jīng)過鍋爐的氣體直接通入到轉(zhuǎn)化塔一側(cè)，由于進(jìn)入轉(zhuǎn)化塔的溫度需要嚴(yán)格控制，因此可以間接通過控制廢熱鍋爐的出口段的溫度加以控制。本設(shè)計通過對廢熱鍋爐的進(jìn)口管道設(shè)置旁路，方便對廢熱鍋爐的出口溫度的控制。 焚硫工段的儀表控制點焚硫工段的儀表控制點見表71所示表71 焚硫工段的儀表控制點儀表位號測量點位置被控變量控制變量儀表功能HIC301鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口空氣流量閥門開度指示控制PI302鼓風(fēng)機(jī)出口空氣壓力指示壓力TI302鼓風(fēng)機(jī)出口空氣溫度指示溫度FR301焚硫爐進(jìn)口管道空氣流量閥門開度控制流量TI303焚硫爐前段爐內(nèi)溫度指示溫度TI304焚硫爐后段爐內(nèi)溫度指示溫度TRS305焚硫爐出口出口溫度精硫泵記錄控制溫度PI303廢熱鍋爐進(jìn)口鍋爐進(jìn)口壓力指示壓力TI306廢熱鍋爐出口鍋爐出口溫度指示溫度PI304廢熱鍋爐出口鍋爐出口壓力指示壓力TRC307轉(zhuǎn)化塔進(jìn)口管道進(jìn)口溫度鍋爐旁路閥門開度記錄控制溫度A301鼓風(fēng)機(jī)出口氣體組成檢測組成HIC302空氣直線管道空氣流量閥門開度指示控制 焚硫工段主要儀表的選擇 溫度儀表焚硫爐的爐體以及出口溫度檢測控制儀表通常選用一體化溫度低變傳送器和鎳鉻—鎳硅熱電偶，其余位置的溫度控制檢測器通常選用鎳鉻—銅鎳熱電偶。 壓力儀表通常選用智能壓力變送器作為集中壓力檢測儀表。就地壓力檢測儀表則選用不銹鋼壓力表即可，在具有腐蝕性的地方選擇隔膜壓力表。將壓力開關(guān)布置在重要壓力報警點，一般壓力報警點則選用節(jié)點壓力表即可。 調(diào)節(jié)閥在整個硫磺制取硫酸裝置中焚硫轉(zhuǎn)化工段管道的作用都是用來傳輸氣體的，因此調(diào)節(jié)閥的口徑較大。由于調(diào)節(jié)所需的力矩比較大，通常用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)閥采用蝶閥。 儀表的防護(hù)和防暴（1） 現(xiàn)場一次儀表可以依據(jù)實際情況選用防水型、防腐型儀表；（2） 現(xiàn)場安裝的儀表都是全天候運行的，因此必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖褂铆h(huán)境；（3） 安裝于易發(fā)生爆炸或者火災(zāi)等危險場所的儀表，必須符合設(shè)備危險區(qū)域劃分等級要求。第8章 結(jié) 論本次設(shè)計主要完成了年產(chǎn)10萬噸硫酸生產(chǎn)車間的工藝設(shè)計，由于硫酸是最為重要的化工原料之一，它為我國的農(nóng)業(yè)和工業(yè)的高速發(fā)展有著不可磨滅的貢獻(xiàn)。因此能夠在現(xiàn)有比較成熟生產(chǎn)硫酸的技術(shù)和良好的運行設(shè)置之間繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)也是將來從事化工生產(chǎn)的工程技術(shù)人員的責(zé)任之一。在本次設(shè)計中，主要完成了對硫酸的詳細(xì)闡述，通過對比幾種不同的生產(chǎn)原料來最終確定以硫酸為原料來進(jìn)行硫酸的生產(chǎn)設(shè)計，以最終的產(chǎn)品規(guī)格和生產(chǎn)規(guī)模來完成物料衡算和熱量衡算。重點介紹了在整個硫酸生產(chǎn)過程中各個生產(chǎn)裝置的性能與規(guī)格，并且能夠?qū)ⅰ肮?jié)能環(huán)?！钡闹髦紳B透到整個設(shè)計之中。在車間布置和化工自動化儀表的選型時，能過更加聯(lián)系實際，充分考慮生產(chǎn)和投資成本。最終完成了下達(dá)的設(shè)計要求。經(jīng)過最終的論證和驗算，本次設(shè)計在成本和最終的經(jīng)濟(jì)效益都比較合理。43 / 4