【正文】 N2 : = KJ/℃Q2進 = (+++)430= KJ/h二段出口:t2出=430+308()=℃反應時的平均溫度t4M=(430+)/2=℃Kmol反應熱Q=(273+)=總反應熱Q2反=()=Q2出 =Q2進 + Q2反=+= KJ/h出二段的爐氣經(jīng)過熱換熱器后進三段3)三段進口溫度為430℃,進三段氣體每升高1℃所需熱量:SO2 : = KJ/℃SO3 : 223=℃O2 : = KJ/℃N2 : = KJ/℃Q3進=(+++)430=三段出口:t3=430+308()=℃t3M=(430+)/2=℃Kmol反應熱Q=(273+)= KJ/h總反應熱Q3=()= KJ/hQ3出 =Q3進 + Q3反=+= KJ/h出三段爐氣經(jīng)冷換熱器和預熱器及省煤器后進入一吸收塔進一吸前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=(+++)180=13866282KJ/h 在預熱器中空氣由39℃預熱到130℃,則空氣在預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則空氣帶入預熱器的熱量是Q預進=((+)+)39= KJ/h0 130℃時的O2 , N2的平均摩爾熱容為:O2 KJ/Kmol N2 KJ/Kmol空氣帶出預熱器的熱量是Q預出=((+)+)130= KJ/hQ空吸= Q預出Q預進= =4)四段進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)一吸收塔后進冷換熱器氣體每升高1℃所需熱量:SO2 : = KJ/℃O2 : = KJ/℃N2 : = KJ/℃Q冷進=(++)80=進入4段轉化時的溫度為420℃,進四段氣體每升高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=420= KJ預計反應后的溫度:t4=t0+(xx0)t4=420+()308 =℃反應時平均溫度t4m==℃摩爾反應熱 Q=(+)= KJ0—℃時熱反應SO2:=℃SO3:=℃O2:=℃N2:=℃所以 = +++=℃反應熱: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5段5)進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=410= KJ預計反應后溫度 t5=410+()308=℃反應時平均溫度t5m==℃摩爾反應熱 :Q=(273+)= KJ0—420℃時熱焓SO2:=℃SO3:=℃O2:=℃N2:=℃所需總熱量=+++= KJ/℃反應熱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) 氣體進口 反應熱量 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第五章 境保護與安全生產(chǎn) 環(huán)境保護硫磺制酸過程中轉化率高，吸收率高，沒有廢水、廢渣，廢氣中有害物質含量符合國家廢氣的排放標準，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)中的安全技術給予高度重視。實踐證明，只要嚴格按照安全規(guī)程進行操作，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 必須有技術熟練并經(jīng)過系統(tǒng)培訓 ② 設備必須處于良好狀態(tài)，嚴禁帶“跑、冒、滴、漏” ③ 嚴禁違章作業(yè) ④ 生產(chǎn)現(xiàn)場一定要配備必須的防護和急救設施 ⑤ 操作、維修人員必須按規(guī)定佩帶防護用品。原中國化學工業(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，應綜合考慮放火、防爆與防塵各項措施。生產(chǎn)現(xiàn)場嚴禁煙火并須配備消防設施。固體硫磺貯倉應有良好的通風，倉庫的墻應為半敞開式?；炷恋孛媸褂冒自剖龉橇希菇饘俟ぞ撸ㄈ玷F鏟）與之撞擊、摩擦時不致發(fā)生火花。固體硫磺的輸送可采用硫精礦的輸送設備，如膠帶輸送機，但速度 不宜過快。當使用斗式提升機時，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，但應注意須在上風方向操作，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130～140℃，須注意防止燙傷。不慎熔硫觸及皮膚，應以足夠水冷卻以減輕癥狀并隨即就醫(yī)。熔硫槽或液硫槽進行檢修或動火作業(yè)前，應充分進行換氣并在氣體分析檢測合格后方能進行。轉化工序最應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，即使配置通風除塵設施，也難以完全消除催化劑粉塵的危害。故在進行此項作業(yè)時最好采用負壓抽吸、風動輸送、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積聚氫氣。氫是一種易燃易爆氣體，%，%。因此設備需動火前必須先進行充分排氣置換并經(jīng)氣體分析合格后方能進行。此外，檢修時切勿以金屬工具等敲擊設備，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施以及包括軟管、水池、事故沖洗和洗眼器等在內的一應急救裝備，供水設施應有可靠的防凍措施。當不慎被硫酸灼傷時，應立即以大量水沖洗，務須徹底洗凈，務須徹底洗凈酸液，此點是減輕傷情的關鍵措施。應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燒傷。若酸液進入眼睛，立即以大量清水連續(xù)沖洗15分鐘以上，沖洗時應翻開眼瞼，使眼瞼、眼球都能得到徹底沖洗，沖洗完畢后作為應急措施，并迅即就醫(yī)。當酸液大量泄漏時，應先將人員撤離現(xiàn)場，并即以砂土堵?lián)鹾臀剿嵋?，吸附酸液的砂土應以石灰等中和之。當吸入大量硫酸蒸氣或酸霧時，應迅速將傷員轉移至空氣清新處就醫(yī)。有的文獻建議給傷員吸入2% NaHCO3氣溶膠，并用2% NaHCO3溶液漱口。第六章 總 結在指導老師的帶領下，經(jīng)過四個月的畢業(yè)設計，我對大學三年來所學的知識，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。掌握了化工工藝設計的一般程序和方法，了解到“設計”的真正內涵。設計并不是憑空想象，而是具有一定時代性、理論性、技術性、經(jīng)濟性和社會性等多方面的綜合產(chǎn)物。那種缺乏嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，不具有時代性的設計是不為人們所接受的。通過這次畢業(yè)設計，使我對硫酸的性質，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)展水平的標志。從化學意義上講，硫酸是三氧化硫與水的等摩爾化合物，即H2SO4；在工藝技術上，硫酸是指SO3與H2O以任何比例結合的物質，當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。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，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。本設計采用的原料為加拿大進口硫磺，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，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，然后進入澄清池；在澄清池中停留72小時，將機械雜質除去，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)廢熱鍋爐后進入轉化器轉化，從轉化器一段出來的爐氣經(jīng)3過熱器降溫后進入轉化器二段床層，從轉化二段出來的爐氣經(jīng)熱換熱器后進入三段催化床層；從三段出來的爐氣經(jīng)2，1冷換熱器和空氣預熱器及1省煤器后進入第一吸收塔；從一吸塔出來的爐氣，再往1，2冷換熱器和熱換熱器進入轉化四段；從五段出來的爐氣分別經(jīng)1過熱器和2省煤器后進入第二吸收塔；經(jīng)第一、第二吸收塔吸收生成的硫酸進入循環(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，也使我學會了對畢業(yè)設計技術課題進行調查，研究了解了有關技術的方法、策略、法規(guī)，查閱和使用了各種技術資料、圖表和工具書，進一步提高了繪圖能力，再一次熟悉和明確了標題欄有關要求和說明，提高了解決實際問題的能力和編寫技術內外能夠里。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，對一些設備的功能和用途也沒有十分理解，對設備的布置也不是十分合理。通過這次設計使我了解到，死學知識等于“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，從而改進技術，同時培養(yǎng)了我嚴格的工作作風和認真的工作態(tài)度，明確設計中樹立生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟觀點和全局觀點。然而這次設計中還有許多缺點和錯誤，有待于進一步提高和更正，希望指導老師指出，提出更好的寶貴意見。參考文獻[1]：中國大百科全書出版社，[2] 《化工百科全書》：化工工業(yè)出版社，[3]：化學工業(yè)出版社，[4]劉少武、齊焉、趙樹起、丁汝武等?！读蛩嵘a(chǎn)技術》，東南大學出版社，1993[5]《化工百科全書》編輯委員會，化工工業(yè)出版社《化工百科全書》編輯部編，《化工百科全書》（第10卷）化學工業(yè)出版社，1996[6]蔣本文 《硫酸工業(yè)》 19892001[7]陳五平 《無機化工工藝學》 （中） 《硫酸》 ，化學工業(yè)出版社，2000[8]國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設計院編 《化工工藝設計手冊》 化工工業(yè)出版社 1989[9] 《無機物工藝計算》 化學工業(yè)出版社 1981[10]南京化工學院合編 張聯(lián)科主編 《化工熱力學》 化工工業(yè)出版社 1993[11]化學工業(yè)部化肥司編寫 《硫酸生產(chǎn)分析規(guī)程》 化工工業(yè)出版社[12]張濤全主編 《技術經(jīng)濟管理案例》 華東化工學院出版社 1988[13]化學工業(yè)部天津化工研究所等編寫 《化工產(chǎn)品手冊 》 化工工業(yè)出版社 1992[14]張龍銀 滋博鈷長新建《80kt/a硫磺制酸裝置的幾個特點》 滋博鈷業(yè)股份有限公司[15]福泉，丁同希，談建峰，程勝貴 《80 kt/a硫磺制酸系統(tǒng)的廢熱回收利用》 江蘇常州市藻江化工廠[16]全志偉 《硫磺制酸技術經(jīng)濟評述》 南化集團研究所[17]（廢氣卷）.北京：化學工業(yè)出版社，1999[18]王薇 ，向志全 《80kt/a 硫磺制酸裝置的設計體會》 云南省化工設計院[19][20] Pang Renjie；Kou,Hongqing Liusuan Gongye 2000,(4),31—33(Ch),Liusuan Go