【正文】 1留一臺(tái)位置16Ⅲ換熱器（高效型）404m2防腐 Q235 20g 16MnR臺(tái)217I換熱器（高效型）250m2 20g 16MnR Q235臺(tái)118轉(zhuǎn)化器φ內(nèi)4600 H=15400 五段 Q235 合金 耐熱鑄鐵臺(tái)1自購(gòu)19Ⅳ換熱器F=49m2 20g臺(tái)120一段電爐YSH954806 480KW 12603300 Q235 合金臺(tái)121四段電爐YSH952404 300KW 12603300 Q235 合金臺(tái)122干燥塔φ260012847 鋼殼 襯瓷磚、合金等臺(tái)123第一吸收塔φ260012847 鋼殼 襯瓷磚、合金等臺(tái)124第二吸收塔φ260012847 鋼殼 襯瓷磚、合金等臺(tái)125計(jì)量桶φ36003600 Q235臺(tái)226濃酸貯庫(kù)φ90009000 Q235臺(tái)227尾氣煙囪φ750 高—25m Q235 PVC風(fēng)繩臺(tái)1二吸塔頂沸騰爐 根據(jù)硫精砂粒度細(xì)、易粘結(jié)的特點(diǎn)，采用國(guó)內(nèi)外可靠的、先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)沸騰爐進(jìn)行設(shè)計(jì)。① 爐體：鋼襯隔熱纖維磚和火磚，一次擴(kuò)大型、擴(kuò)大角16176。，爐頂用異型磚砌筑。擴(kuò)大部位設(shè)置二次風(fēng)裝置，以解決原料過(guò)細(xì)的矛盾。② 風(fēng)帽：高密度布置，優(yōu)化物料流化質(zhì)量。材料選用使用壽命5年以上的耐熱耐磨不銹鋼。帽型選用“帽頂拆卸”型，小孔風(fēng)速選用40m/s，保證空氣分布均勻，消除風(fēng)帽漏灰和燒結(jié)現(xiàn)象。沸騰床直徑：根據(jù)原料平均粒度和國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)踐，銅尾砂焙燒沸騰床氣速一般為1. 0～，本設(shè)計(jì)選定12m2，比較適宜。③ 爐上部直徑：根據(jù)煙塵率要求和煙塵的平均粒徑，煙塵率≤70%。④爐體積：為保證煙塵的焙燒質(zhì)量，達(dá)到酸浸率要求，計(jì)算出煙塵的焙燒時(shí)間＜，但考慮到煙塵混合不勻、爐體的有效利用等因素，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)。⑤爐內(nèi)冷卻設(shè)備：與鍋爐配套，采用放射形管束式汽化冷卻器，以氧化焙燒法890℃來(lái)計(jì)算、布置冷卻面積，為防負(fù)荷和原料波動(dòng)另設(shè)4根活動(dòng)冷卻套管，保證爐溫度控制在合理的范圍內(nèi)。⑥爐出氣口：國(guó)內(nèi)外有設(shè)爐頂中部和側(cè)面之分，主要是根據(jù)煙塵熔點(diǎn)而定，考慮銅尾砂的特點(diǎn)和今后可能的變化等因素，采用爐側(cè)向下出氣。廢熱鍋爐廢熱鍋爐擬選用自然循環(huán)式鍋爐，型號(hào)為：QCF16/920—8—。為防煙塵粘結(jié)，I煙道為空室，二室布置過(guò)熱區(qū)，4室布置蒸發(fā)區(qū)。爐氣從920℃冷到450℃，爐堂內(nèi)布置汽化冷卻管，保證爐床溫度＜890℃，提高蒸汽產(chǎn)量。材質(zhì)采用20鍋爐鋼。鍋爐等級(jí)，選擇避開(kāi)硫酸冷凝露點(diǎn)腐蝕的25kg/cm2鍋爐。每小時(shí)發(fā)25kg蒸汽≈，經(jīng)減溫減壓降至8kg，供用戶使用。內(nèi)噴文氏管內(nèi)噴文氏管是一種除塵、降溫的高效設(shè)備，應(yīng)用非常廣泛。本設(shè)計(jì)采用60m/s氣速，鉛合金噴頭，石墨喉管，鑄鉛器體，頂部設(shè)有安全高位水槽，防止事故斷水。底部增設(shè)氣液分離器，進(jìn)一步提高內(nèi)噴文氏管的效率。泡沫塔泡沫塔是一種高效的傳質(zhì)、傳熱設(shè)備。本設(shè)計(jì)采用溢流式泡沫塔（比淋降式泡沫塔效率高），效率更高更穩(wěn)定，被廣泛使用。它與內(nèi)噴文氏管配搭使用，實(shí)際效果比美國(guó)動(dòng)力波洗滌器和塔一塔式冷卻除塵設(shè)備還好，用硬PVC制作。電除霧器選用QSKWSG2152管高效型電除霧器，φ250導(dǎo)電PVC管，鉛合金高效極線，整流機(jī)組采用上海電阻廠或上海激光廠的產(chǎn)品，300mA/65KV，單臺(tái)供電，戶外式。系統(tǒng)酸霧含量≤。干吸塔設(shè)計(jì)采用高效、低阻力大條拱填充塔，φ內(nèi)260012847。填料采用大長(zhǎng)城矩鞍型填料環(huán)。分酸器采用專利產(chǎn)品新型管式分酸器，每平方米25個(gè)分酸點(diǎn)，在塔頂設(shè)置抽屜式兩層合金絲網(wǎng)除沫器。轉(zhuǎn)化器采用防漏氣、防銹、防熱變的最新設(shè)計(jì)，形式為美國(guó)孟山都式，φ460015400，兩次轉(zhuǎn)化，“3+2”式五層觸媒（S10S10計(jì)48m3，選用國(guó)內(nèi)最好的觸媒）。鋼殼內(nèi)襯纖維保溫磚、火磚，隔板用4mm合金簿板制作；每層氣體進(jìn)口設(shè)計(jì)有日本發(fā)明的合金分布板，頂蓋用304合金板制作，各段氣體進(jìn)出口設(shè)置膨脹節(jié)，使管道不與轉(zhuǎn)化器身直接焊接等。換熱器設(shè)計(jì)采用防腐、防漏、高效、低阻力的新型換熱器。氣體進(jìn)出口，采取擴(kuò)大分布，加膨脹節(jié)；冷態(tài)SO2氣體進(jìn)口部位加流線除霧棒。換熱流程采用適用于鋅煙氣制酸的ⅢⅠⅤ Ⅳ Ⅱ流程，7臺(tái)換熱器，Ⅲ換兩臺(tái)串聯(lián)（如地方緊也可設(shè)計(jì)為一臺(tái)），Ⅴ換兩臺(tái)串聯(lián)，Ⅳ換為節(jié)省阻力和地方設(shè)在轉(zhuǎn)化器內(nèi)部。每臺(tái)換熱器底部設(shè)計(jì)有滑動(dòng)裝置，管道設(shè)計(jì)有足夠的消除應(yīng)力設(shè)置，支撐全用彈簧的支架等，消除轉(zhuǎn)化系統(tǒng)易漏氣的弊病。SO2鼓風(fēng)機(jī)、爐前風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)采用硫酸行業(yè)長(zhǎng)期使用證明較好的、又較價(jià)廉的湖北鼓風(fēng)機(jī)廠和無(wú)錫鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的離心鼓風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)化采用打SO2氣的Q=500m3/min，H=3500mmH2O柱的鼓風(fēng)機(jī)，爐前打空氣用的采用Q=400m3/min、H=2000minH2O的風(fēng)機(jī)。濃酸冷卻器設(shè)計(jì)采用優(yōu)于板式冷卻器、螺旋冷卻器、排管冷卻器的管殼式陽(yáng)極保護(hù)冷卻器，耐用、價(jià)廉、效率高、阻力小、修理方便、環(huán)境好等。具體選用YSH95Ⅱ型的陽(yáng)極保護(hù)濃酸冷卻器，其特點(diǎn)如下：（1） 外殼設(shè)有膨脹陽(yáng)，消除了殼與管群間的開(kāi)裂漏酸因素；（2） 先貼脹后焊接，管板上的管子焊口不易發(fā)生泄漏現(xiàn)象；（3） 進(jìn)行熱處理，制造應(yīng)力消除得完全。是國(guó)內(nèi)制造質(zhì)量最好的。材料：換熱管選用進(jìn)口的316L合金管、殼體選用304合金鋼。 生產(chǎn)工藝介紹工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的方法主要有接觸和硝化法（塔式法）兩種。接觸法制得的硫酸純度、濃度都較硝化法制得的硫酸為高。我國(guó)目前全部以接觸法生產(chǎn)，其工藝流程依所采用的原料種類而異。本項(xiàng)目所選用的生產(chǎn)方法為接觸法，生產(chǎn)原料為硫精砂。：焙燒反應(yīng)硫鐵礦的焙燒過(guò)程主要分為以下兩個(gè)步驟。①硫鐵礦受熱分解為一硫化亞鐵和硫蒸汽。其反應(yīng)為：2FeS2 2FeS+S2Q此反應(yīng)在500℃時(shí)進(jìn)行，隨著溫度的升高反應(yīng)急劇加速。②硫蒸汽的燃燒和一硫化亞鐵的氧化反應(yīng)硫鐵礦分解出來(lái)的硫蒸汽，瞬即燃燒成二氧化硫 S2+2O2 2SO2+Q硫鐵礦分解出硫后，剩下的一硫化亞鐵成多孔性物質(zhì)，繼續(xù)焙燒，當(dāng)過(guò)剩空氣量較多時(shí)，最后生成Fe2O3。燒渣呈紅棕色，其反應(yīng)為： 4FeS+7O2 4SO2+2Fe2O3+Q綜合以上三個(gè)反應(yīng)，硫鐵礦焙燒的總反應(yīng)為： 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2+Q在硫鐵礦焙燒過(guò)程中，除上述反應(yīng)外，當(dāng)溫度較高和過(guò)?？諝饬枯^少時(shí)，有部分Fe3O4生成。燒渣呈棕黑色，其反應(yīng)為：3FeS+5O2 Fe3O4+3SO2綜合FeS2分解反應(yīng)，S2的氧化反應(yīng)和上式FeS焙燒生成Fe3O4的反應(yīng)，則得總反應(yīng)式為：3FeS2+8O2 Fe3O4+6SO2當(dāng)空氣不足時(shí)，不但FeS燃燒不完全，單質(zhì)硫也不能全部燃燒，結(jié)果，到后面凈化設(shè)備中冷凝成固體，即產(chǎn)生通常所說(shuō)的“升華硫”。此外，二氧化硫在爐清（Fe2O3）的接觸作用下，尚能生成少量的三氧化硫。硫鐵礦中鈣、鎂等的碳酸鹽，受熱分解產(chǎn)生二氧化碳和金屬氧化物，這些金屬氧化物與三氧化硫作用能生成相應(yīng)的硫酸鹽。二氧化硫的催化氧化反應(yīng)： 2SO2+O2 2SO3＋Q SO3+H2O H2SO4：硫鐵礦接觸法生產(chǎn)硫酸，由于釩觸媒對(duì)爐氣成分及有害雜質(zhì)有嚴(yán)格的要求，所以因原料等因素的不同有不同的生產(chǎn)工藝，其基本過(guò)程則可概述為以下六大工序：尾氣處理二氧化硫轉(zhuǎn)化爐氣凈化SO2爐氣制取原料預(yù)處理銅尾砂經(jīng)涼曬干燥處理脫水后（原料水份≤8％），通過(guò)沸騰爐頂部的料倉(cāng)給料機(jī)定量送入沸騰爐，并將原料的含硫量控制在30％左右（為使于控制反應(yīng)條件，對(duì)于原料中含硫量高于30％的則摻入干燥的反應(yīng)爐渣），在900℃溫度下，迅速反應(yīng)，％，沸騰焙燒爐產(chǎn)出的煙氣，經(jīng)余熱鍋爐回收余熱，降溫至400℃，經(jīng)旋風(fēng)除塵和電除塵，使塵含量降至≤，本生產(chǎn)擬采用水洗方法對(duì)爐氣進(jìn)行凈化處理，具體為流程為“文、泡、電”的水洗工藝，除去爐氣中的有害物質(zhì)。自凈化工段來(lái)的爐氣補(bǔ)充適量空氣調(diào)節(jié)SO2的濃度至9％后進(jìn)入干燥塔，經(jīng)噴淋93%～94%，％時(shí)進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段，在催化劑存在的條件下與空氣中的O2反應(yīng)生成SO3，再用98％的硫酸吸收生成硫酸。 本項(xiàng)目生產(chǎn)的詳細(xì)工藝流程見(jiàn)圖3－3。表3—7 生產(chǎn)6萬(wàn)噸100%H2SO4物料平衡表輸　　入輸　　出項(xiàng)目質(zhì)量/kg項(xiàng) 目質(zhì)量/kg干礦粉107SO2107礦石含水106SO3106干空氣108O2106空氣含水106N2108 H2O106燒 渣107損 失106總計(jì)108總 計(jì)108／h t／h／h t／h焙 燒　 空氣18016Nm3／h 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 爐氣17835 Nm3／h t／h（汽） 225℃余熱鍋爐 稀 % 100 t／h t／h(折100%) t／h補(bǔ)充空氣凈 化空氣23099 Nm3／h轉(zhuǎn) 化進(jìn)一吸22267Nm3／h出一吸20604Nm3／h進(jìn)二吸20509Nm3／h成品酸(折100%) t／h t／h t／h干嗓吸收放空尾氣20385m3／h t／h圖3—4 物 料 平 衡：原料：銅尾砂入庫(kù)后,堆曬,達(dá)含水≤8%后,經(jīng)打砂機(jī)送入沸騰爐的料斗。焙燒：采用溫度可調(diào)的氧化焙燒（德國(guó)最新技術(shù)），渣、塵采用重力沉降、離心分離等設(shè)備除下，采用機(jī)械運(yùn)輸。凈化：采用部分循環(huán)水洗凈化工藝，“文、泡、電”流程。配置為內(nèi)噴文氏管、氣液分離器、溢流泡沫塔、電除霧器、循環(huán)槽等。凈化工序排污水，流至全廠設(shè)置的污水場(chǎng)，經(jīng)處理合格后外排。轉(zhuǎn)化：采用最新的“3+2”式兩次轉(zhuǎn)化工藝，換熱系統(tǒng)采用高效低阻力換熱器，換熱流程用適宜的ⅢⅠ－ⅤⅣⅡ式流程，全轉(zhuǎn)化系統(tǒng)采用應(yīng)力消除設(shè)計(jì)和裝配，轉(zhuǎn)化率≥%，尾氣中SO2含量＜880mg/m3。干吸：采用高效、低阻力大條拱、大長(zhǎng)城矩鞍環(huán)填充塔，塔內(nèi)高新型管式分酸器和兩層合金絲網(wǎng)除沫器。酸循環(huán)流程采用：塔－槽－泵－器－塔；循環(huán)槽酸泵采用高效耐用的LSB或LRSP型立式合金泵；冷卻器采用高效耐用的新型陽(yáng)極保護(hù)濃酸（316L合金）冷卻器。①工藝廢氣：接觸法生產(chǎn)硫酸的生產(chǎn)廢氣主要為制酸尾氣，根據(jù)本項(xiàng)目的生產(chǎn)規(guī)模，制酸尾氣的煙氣排放量約為200385m3/h，由于生產(chǎn)工藝過(guò)程中采用二轉(zhuǎn)二吸工藝流程，％以上，%，其尾氣中的二氧化硫和酸霧較一轉(zhuǎn)一吸大為降低，一般尾氣中二氧化硫的濃度可控制在880mg/m3以下。硫酸霧濃度小于45 mg/m3， kg/h。排氣筒的高度擬定為25米,這一高度無(wú)法滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297—1996）中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)高度要求，排氣筒高度應(yīng)改為40m。②開(kāi)爐煙氣：硫酸生產(chǎn)在剛開(kāi)爐時(shí)，由于其爐溫尚未達(dá)到所需溫度，沸騰爐內(nèi)所釋放出的煙氣無(wú)法制酸，這部分外排煙氣中的SO2將會(huì)對(duì)大氣產(chǎn)生一定程度的污染，建設(shè)單位擬采取用砂石和重油代替硫精礦沸騰燃燒，達(dá)到升爐溫的目的，同時(shí)排出的廢氣僅為燃燒的重油之煙氣，所含污染物量極少，且全年開(kāi)爐時(shí)間僅為3—5次，每次的持續(xù)時(shí)間約2小時(shí)左右。當(dāng)爐溫達(dá)到要求時(shí)，再投入硫精礦進(jìn)入正常生產(chǎn)狀態(tài)。表3—8 廢氣排放情況及其污染控制措施一覽表 排放量項(xiàng) 目吸收塔尾氣排放量Nm3/h20385Nm3/a489240污染物名稱SO2硫酸霧排放量kg/ht/a污 染控制措施 采用先進(jìn)可靠的（3＋2）五段二次轉(zhuǎn)化工藝技術(shù)，％以上，％以上。本工程廢水來(lái)源主要有廠區(qū)生活污水和生產(chǎn)車間生產(chǎn)廢水。生活污水：工程建成后勞動(dòng)定員56人，全廠在崗人員按30人/日計(jì)，d統(tǒng)計(jì)，則生活污水日均排放量6噸，廠區(qū)內(nèi)的生活污水經(jīng)專用處理裝置處理后排江。生產(chǎn)廢水：本工程生產(chǎn)廢水主要來(lái)自凈化工段、沖洗設(shè)備、地面水、定期排放等。沸騰爐出來(lái)的爐氣含有一定量的塵、重金屬等雜質(zhì)，它必須經(jīng)過(guò)凈化工序，將廢氣中的各種有害物質(zhì)加以除去，達(dá)到生產(chǎn)要求后方可進(jìn)入下一步制酸工序。通常對(duì)爐氣的凈化工序主要有干法和濕法之分，由于干法往往達(dá)不到凈化要求，故硫酸廠對(duì)爐氣的凈化采用濕法較多，濕法又分酸洗和水洗，本項(xiàng)目的建設(shè)單位擬采用“文、泡、電”的水洗工藝流程，此水洗工藝方法一般每生產(chǎn)１噸硫酸，外排酸性水約12噸。按本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)規(guī)模，每天硫酸生產(chǎn)量為180噸，故廢水的產(chǎn)生量為2400t/d，廢水的水質(zhì)與原料成份有密切關(guān)系，根據(jù)本項(xiàng)目所選用的原料成分特點(diǎn)，廢水中的主要污染物應(yīng)為重金屬和酸，其中有害物質(zhì)主要為酸度、銅、鉛及砷，這些有害物質(zhì)在廢水中的濃度隨著物料中各元素的含量變化而波動(dòng)，表3—9列出的是部分硫酸廠廢水水質(zhì)成分，本工程生產(chǎn)工藝水平衡見(jiàn)生產(chǎn)工藝用水平衡圖圖3—5。地面沖洗廢水主要含酸，一般其酸的濃度為0～％H2SO4。焙燒工段13t/d　 渣帶走爐渣增濕 爐氣凈化