【正文】 設(shè)計(jì)采用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 本工程設(shè)備的設(shè)計(jì)執(zhí)行國(guó)家及行業(yè)現(xiàn)行的、 最新的規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，包括但不限于以下規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，并在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中對(duì)有關(guān)規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤，保證執(zhí)行的是最新的版本。設(shè)備用波紋型，管道用平板型。 DN＜ 250的管道，采用耐高溫硅酸鋁管殼。 主要工藝技術(shù)指標(biāo) （ 1）入爐 粗硫磺 含水 ≤ % （ 2）凈化 SO2收率 ≥ % （ 3）電除霧器出口氣體酸霧含量 ≤ （ 4）干燥氣體含水分 ≤ g/Nm3 （ 5）總轉(zhuǎn)化率 ≥ % （ 6）總吸收率 ≥ % （ 7）最終尾氣 SO2濃度 ≤ 400mg/m3 四川省川威鋼鐵集團(tuán)有限公司年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸硫酸裝置 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 第 17 頁(yè) 主要原料材料、輔助材料和燃料、動(dòng)力消耗定額 表 21 原材料及動(dòng)力消耗定額表（以每噸 100％ H2SO4 計(jì)） 序號(hào) 名稱(chēng) 規(guī)格 單位 消耗定額 小時(shí)用量 年耗量 備注 一 消耗物 1 粗硫磺 含 S 45～ 50% 噸 13300 2 催化劑 升 ／ 使用期 5年 3 電 度 270 106 只計(jì)硫酸 4 直流水 噸 105 只計(jì)硫酸 5 循環(huán)水 △ t=6℃ 噸 168 420 106 只計(jì)硫酸 6 脫鹽水 噸 104 7 燃料煤氣 8 堿 二 付產(chǎn)物 低壓蒸汽 噸 835 用于干燥 管道材料控制 （ 1）《低中壓鍋爐用無(wú) 縫鋼管》 GB30871999 （ 2）《流體輸送用無(wú)縫鋼管》 GB/T81631999 （ 3）《低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管》 GB/T309193 （ 4）《低壓流體輸送用焊接鋼管》 GB/T309293 （ 5）《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板和鋼帶》 GB/T327488 （ 6）《不銹鋼熱軋鋼板》 GB/T423792 （ 7）《化工配管用無(wú)縫及焊接鋼管尺寸選用系列》 HG2055393 （ 8）《鋼制對(duì)焊無(wú)縫管件》 GB/T1245990 （ 9）《鋼制有縫對(duì)焊管件》 HG/T216311990 （ 10）《 襯塑（ PP）鋼管和管件》 HG2053892 四川省川威鋼鐵集團(tuán)有限公司年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸硫酸裝置 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 第 18 頁(yè) （ 11）《閥門(mén)的檢驗(yàn)與試驗(yàn)》 JB/T90921999 （ 12）《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB5023597 管道材料 表 22 主要管道材料表 序號(hào) 管道名稱(chēng) 介質(zhì)名稱(chēng) 操作條件 管道材料 材料牌號(hào) 閥門(mén)類(lèi)型 1 硫泡沫管 硫泡沫 常溫 無(wú)縫鋼管 20 碟閥 2 高溫爐氣管 酸性氣體 200～ 600℃ 鋼板卷管 16Mn 碟閥 高溫爐氣管 酸性氣體 610～ 1050℃ 鋼板卷管襯耐火磚 20 高溫碟閥 3 低溫爐氣管 酸性氣體 ≤ 65℃ 增強(qiáng) PVC 碟閥 4 稀酸管道 稀硫酸 ≤ 65℃ 增強(qiáng) PVC 碟閥 5 濃酸管 濃硫酸 50～ 100℃ 鑄鐵管 低鉻鑄鐵 襯里碟閥 濃酸管 濃硫酸 50～ 100℃ 鋼襯塑料 鋼 +PO 襯里碟閥 6 成品酸管 98%硫酸 ≤ 50℃ 無(wú)縫鋼管 20 襯里球閥 7 蒸汽管 蒸汽 100～ 150℃ 無(wú)縫鋼管 20， 20G 截止閥 8 工藝水管 工藝水 常溫 無(wú)縫鋼管 Q235A 截止閥 9 煤氣管 煤氣 常溫 無(wú)縫鋼管 Q235A 截止閥 10 污水管 污水 常溫 襯塑鋼管 PP/CS 襯里球閥 保溫設(shè)計(jì) （ 1）保溫材料性能要求 保溫材料應(yīng)具有明確的隨溫度變化的導(dǎo)熱系數(shù)方程式或圖表，對(duì)于松散或可壓縮的隔熱材料，應(yīng)提供在密度下的導(dǎo)熱系數(shù)方程式或圖表。出第四段床層的氣體進(jìn)入第Ⅳ換熱器冷卻到 415℃后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器第五段催化劑層進(jìn)行反應(yīng)，五段出口 氣體經(jīng)第Ⅴ換熱器管程與冷爐氣進(jìn)行換熱冷卻，溫度降低到約 165℃進(jìn)入第二吸收塔，吸收氣體中的少量 SO3，并經(jīng)過(guò)塔頂?shù)某F器除去其中的酸霧。 為了裝置開(kāi)車(chē)時(shí)加入母酸和方便設(shè)備維修，設(shè)置了地下酸槽和酸泵。 四川省川威鋼鐵集團(tuán)有限公司年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸硫酸裝置 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 第 16 頁(yè) 吸收酸循環(huán)槽設(shè)置自動(dòng)加水器加入工藝水，調(diào)節(jié)和控 制吸收酸的濃度。酸冷卻循環(huán)系統(tǒng)基本設(shè)置為：槽→泵→酸冷卻器→塔→槽。 脫氣塔出口的尾氣送到電除霧器進(jìn)口工藝管道中。循環(huán)泵出口的稀酸通過(guò)稀酸板式換熱器冷卻后，送往塔頂噴淋洗滌爐氣。 四川省川威鋼鐵集團(tuán)有限公司年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸硫酸裝置 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 第 15 頁(yè) （ 3）凈化工段 出蒸汽發(fā)生器的約 340℃的爐氣首先進(jìn)入文氏管中，在文氏管喉部噴入循環(huán)稀酸并良好霧化，爐氣與霧化的稀酸密切接觸，通過(guò)絕熱蒸發(fā)，使?fàn)t氣增濕、冷卻、降溫和初步洗滌凈化。出焚硫爐的爐氣控制 SO2含量約為 %。設(shè)置一、二次風(fēng)，以便調(diào)節(jié)和控制焚硫爐的操作溫度。洗滌塔采用填料塔，塔槽一體化結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝大規(guī)格的具有自清洗功能的防污堵填料，具有防堵塞、操作彈性大的優(yōu)點(diǎn)。 工藝流程敘述 硫酸裝置的工藝流程詳見(jiàn)附圖，各工段工藝過(guò)程敘述如下： （ 1） 原料干燥工段 脫硫再生塔產(chǎn)生的硫泡沫，經(jīng)過(guò)濾后，將固含量提高到 50%左右，用泵送到本裝置的原料干燥工段。尾氣吸收所產(chǎn)生的少量堿性廢水，送全廠的污水處理裝置統(tǒng)一處理。 進(jìn)口催化劑與國(guó)產(chǎn)催化劑的性能差異主要表現(xiàn)在起燃溫度、耐熱溫度、反應(yīng)活性、以及穩(wěn)定性等方面，其最終的表現(xiàn)就是催化劑的裝填量有很大差別，一般地來(lái)說(shuō)，進(jìn)口催化劑的裝填系數(shù)為 180L/，而國(guó)產(chǎn)催化劑需要達(dá)到 320L/的裝填系數(shù)才能達(dá)到與進(jìn)口催化劑同等的轉(zhuǎn)化率。 （ 4）轉(zhuǎn)化工段 當(dāng)前國(guó)內(nèi)硫酸的轉(zhuǎn)化工藝主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)是選用進(jìn)口催化劑、采用“ 3+1”四段轉(zhuǎn)化工藝，第二類(lèi)是選用國(guó)產(chǎn)催化劑、采用“ 3+2”五段轉(zhuǎn)化工藝。 常見(jiàn)的濕法爐氣凈化工藝有水洗流程和酸洗流程，其中水洗凈化工藝生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單、設(shè)備投資少，但是會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，需要配套設(shè)置較大的污水處理設(shè)施，同時(shí)需要消耗大量的新鮮水，不符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策，硫酸行業(yè)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃要求淘汰水洗凈化工藝。因此本設(shè)計(jì)充分考慮到原 料的特殊性，采用固體硫磺直接焚燒技術(shù)生產(chǎn)硫酸。干燥過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣 經(jīng)過(guò)洗滌處理后放空，產(chǎn)生的洗滌水回用于脫硫過(guò)程，不產(chǎn)生新的污染源。 （ 6）設(shè)置尾氣吸收塔， 使排放尾氣符合國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。 （ 2）采用酸洗凈化工藝，符合國(guó)家行業(yè)規(guī)劃要求。 （ 7）要加強(qiáng)勞動(dòng)安全和職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)，方便操作和運(yùn)行安全。 （ 3）在保證先進(jìn)性的前提下，重點(diǎn)考慮可靠性和適用性。第二個(gè)反應(yīng)的熱用于加 熱氣體到轉(zhuǎn)化反應(yīng)溫度，第三個(gè)反應(yīng)的熱由于循環(huán)酸溫度較低，回收較困難，通常用循環(huán)冷卻水帶走。主要化學(xué)反應(yīng)為： （ 1）硫的燃燒 S + O2 = SO2 + 熱 （ 2）二氧化硫氧化 2SO2 + O2 = 2SO3 + 熱 四川省川威鋼鐵集團(tuán)有限公司年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸硫酸裝置 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 第 11 頁(yè) （ 3）三氧化硫吸收成酸 SO3 + H2O = H2SO4 + 熱 第三個(gè)反應(yīng)在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)際上是用濃硫酸中的水與三氧化硫反應(yīng)生成硫酸。 工藝原理 傳統(tǒng)的以硫磺為原料的大中型硫酸裝置，均采用液硫焚燒技術(shù)，少量的以硫磺為原料生產(chǎn)流體 SO流體 SO以及小型的硫酸生產(chǎn)裝置，也采用固體硫磺焚燒方法，特別是中國(guó)原來(lái)以硫鐵礦為原料的硫酸生產(chǎn)裝置，在硫磺價(jià)格低廉時(shí)，也有摻燒硫磺和改成全部焚燒固體硫磺的情況，這些工程實(shí)例，都極大地豐富了硫酸生產(chǎn)的技術(shù)內(nèi)涵，拓展了硫酸生產(chǎn)的工藝路線(xiàn)。 我國(guó)的硫酸在長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程中，形成了自己獨(dú)有的特點(diǎn)，目前，不管是從單套裝置的生產(chǎn)能力、總體生產(chǎn)能力、設(shè)備的制造水平、生產(chǎn)控制水平等方面，均已經(jīng)處于世界先進(jìn)地位。隨著世界工程技術(shù)的發(fā)展、創(chuàng)新，當(dāng)前接觸法硫酸技術(shù)的開(kāi)發(fā)有 以下特點(diǎn)： (1)生產(chǎn)裝置向大型化發(fā)展，其目的是降低單位產(chǎn)品投資，降低生產(chǎn)成本。 （ 2）管理體制 本項(xiàng)目與脫硫裝置合并為一個(gè)生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行管理，設(shè)置車(chē)間和班組兩級(jí)管理機(jī)構(gòu)，車(chē)間配置管理和技術(shù)人員，常白班工作；班組設(shè)置班組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)生產(chǎn)操作和管理工作，四班三運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 9）公用工程如給水、供電、蒸汽、煤氣、循環(huán)水、脫鹽水、消防水由主體裝置負(fù)責(zé)，交接處于本裝置界區(qū)外 1米。 （ 5）轉(zhuǎn)化工段：包括轉(zhuǎn)化器、換熱器、升溫電爐等。 裝置組成 根據(jù)硫酸生產(chǎn)的工藝要求，設(shè)計(jì)本項(xiàng)目裝置組成如下： （ 1）原料工段：包括硫泡沫的干燥、粗硫磺的貯存及輸送。 （ 5）消防水池 蓄水容量： 150m3 配置要求：設(shè)置專(zhuān)用的消防泵房和給水泵、安全電源 供應(yīng)來(lái)源：主體裝置，接管至本裝置界區(qū)外 1米處。 四川省川威鋼鐵集團(tuán)有限公司年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸硫酸裝置 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 第 6 頁(yè) 公用工程規(guī)格、耗量及接口 （ 1）直流水 溫度：常溫 壓力：≥ 氯離子：＜ 30ppm 濁度：＜ 50mg/L SiO2：≤ 100μ g/L 正常用量： 由主裝置供水系統(tǒng)供應(yīng)，管道輸送至本裝置界區(qū)外 1 米處。 （ 2）催化劑：國(guó)產(chǎn)催化劑。 主要原材料、輔助材料、燃料消耗、規(guī)格及來(lái)源 （ 1）粗硫磺：來(lái)自于脫硫裝置回收的硫泡沫。 操作制度： 24 小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，四班三運(yùn)轉(zhuǎn)。 裝置年生產(chǎn)能力： 2萬(wàn)噸。 生產(chǎn)方法 本項(xiàng)目采用接觸法生產(chǎn)工業(yè)硫酸。遵照國(guó)家相關(guān)的法律、法規(guī)及規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真解決環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，加強(qiáng)“三廢”處理及綜合利用方面的設(shè)計(jì)，嚴(yán)格執(zhí)行“三同時(shí)”，做到同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入使用以保證四川省川威鋼鐵集團(tuán)有限公司年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸硫酸裝置 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 第 4 頁(yè) 達(dá)標(biāo)排放，減少對(duì)環(huán)境的污染，建設(shè)清潔生產(chǎn)裝置。 （ 3）場(chǎng)地地貌單元屬低山區(qū)，原始地形以山坡、溝谷型為主，地形起伏較大，已完成整平，地面標(biāo)高 米。 水文地質(zhì)條件 場(chǎng)地距河床位置較高，地下水排泄條件較好， 無(wú)穩(wěn)定的地下水水位線(xiàn)。 （ 2）工程承包合同技術(shù)條款。（需要建設(shè)單位提供） （ 2）《項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告》。本裝置需要的工藝水、供電、消防水池、循環(huán)水、脫鹽水、污水處理等公用工程設(shè)施將依托主體裝置，避免重復(fù)建設(shè)、方便生產(chǎn)統(tǒng)一管理。 本項(xiàng)目利用企業(yè)新建的年產(chǎn) 140 萬(wàn)噸干熄焦項(xiàng)目副產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣，采用 HPF法進(jìn)行脫硫脫氰后回收的含鹽固體硫磺，經(jīng)過(guò)焚燒轉(zhuǎn)化后進(jìn)一步加工制成工業(yè)硫酸，是為焦化主體工程配套的環(huán)保和資源綜合利用項(xiàng)目，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。 設(shè)計(jì)采用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 ........................................................................................ 47 裝置負(fù)荷和負(fù)荷等級(jí) ................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 國(guó)內(nèi)外市 工藝技術(shù)狀況 .............................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 工藝原理 ............................................................................................................. 10 工藝技術(shù)方案的選擇和特點(diǎn) .......