【正文】 廢渣 硫鐵礦渣含有豐富的鐵和其他金屬，因此采用磁選鐵精礦、礦渣制磚、氯化球團(tuán)煉鐵等方法將其綜合利用。 廢酸的利用：① 沉降分離后的 稀 酸 與 98%濃硫酸 摻 合 配成 72%硫酸用于制造普通磷酸鈣。 礦渣 礦渣是硫酸生產(chǎn)過程中排除的廢渣，主要為硫鐵礦渣。公路運(yùn)輸時(shí)要按規(guī)定路線行駛，勿在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。運(yùn)輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。稀釋或制備溶液時(shí)，應(yīng)把酸加入水中，避免沸騰和飛濺。防止泄漏到工作場所空氣中。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。 若有人中毒，應(yīng) 立即將患者移離有毒場所，呼吸新鮮空氣或氧氣、霧化吸入 2%～ 5%碳酸氫鈉 +氨茶堿 +地塞米松 +抗生素。 二氧化硫是大氣中主要污染 物之一，是衡量大氣是否遭到污染的重要標(biāo)志 ，其 危害較為普遍而又嚴(yán)重。 操作線溫度的確定： 已知 催化劑的起燃溫度為 360℃，使用的溫度為 400580℃，考慮到 應(yīng)使 操作線盡量與最適溫度曲線靠近，且 出口溫度在催化劑的使用溫度范圍內(nèi)，取原料氣的進(jìn)口溫度為 360℃，四段操作線的斜率根據(jù)原料氣中 SO2 的濃度查 表得 1/226。 換熱器考慮到氣體有一定腐蝕性，故選用列管式換熱器 風(fēng)機(jī)選用羅茨風(fēng)機(jī) 。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括一個(gè)四段反應(yīng)器和四個(gè)換熱器。轉(zhuǎn)化流程為 4 段間接換熱式。 4 第二章 工藝說明 概述 產(chǎn)品規(guī)模和規(guī)格 年操作日 300 天 /年 生產(chǎn)方式 連續(xù)生產(chǎn) 生產(chǎn)能力 二氧化硫 轉(zhuǎn)化率 ≥98% 產(chǎn)品規(guī)格 二氧化硫 轉(zhuǎn)化率 ≥98% 工藝方案 簡 述 硝化法和接觸法是 國內(nèi)生產(chǎn)硫酸的 主要 方法 。在 60 年代以前，我國硫酸廠大多數(shù)采用這種流程。每 進(jìn)行這樣一次絕熱反應(yīng)稱為一段。塔式法制出的硫酸濃度可達(dá) 76％左右 。后來 發(fā)現(xiàn)借助于催化劑，可以使二氧化硫氧化成三氧化硫，再用水吸收即得 硫酸。 傳統(tǒng) 工藝流程是硫鐵礦制酸法。 關(guān)鍵詞 ：催化劑，物料衡算，熱量衡算 2 Abstract: In this paper, the 120,000 tons of H2SO4 per year conversion system is designed. The transformation process flow diagram is drawn firstly, and then the equilibrium temperature curve and the optimum temperature curve. According to the position of materials gas and the properties of catalyst, we can set the import and export temperature, and the calculation of mass balance and heat balance will be done after drawing the operating line of four periods. The value of the actual exit temperature and set temperature should be closer to each other, otherwise we need return to set the temperature and calculate again. At last, I plete the process manual and memorandum, and make some remendations on environment protection. Key word: catalyst, operating line, mass balance, heat balance 3 第一章 相關(guān) 綜述 作為無機(jī)化學(xué)工業(yè)中最重要 產(chǎn)品之一的 硫酸 ， 其 產(chǎn)量常被用作衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。 二氧化硫和硫酸運(yùn)輸、使用等應(yīng)注意的事項(xiàng)以 及如何防護(hù) ..................................... 20 第五章 環(huán)境保護(hù)與治理建議 ..................................................................................................... 21 三廢主要來源 ................................................................................................................ 21 廢氣 ..................................................................................................................... 21 廢水 ..................................................................................................................... 21 礦渣 ..................................................................................................................... 21 三廢處理方案 ................................................................................................................ 21 廢氣 ..................................................................................................................... 21 廢水 ..................................................................................................................... 21 廢渣 ..................................................................................................................... 21 參考文獻(xiàn) ............................................................22 致 謝 ..............................................................23 1 摘要 ： 本篇 工藝設(shè)計(jì) 是 進(jìn)行 12 萬噸 H2SO4/年 的 轉(zhuǎn)化系統(tǒng) 。 先 畫出工藝 流程圖，再畫出 XT平衡曲線和最適溫度曲線，根據(jù)進(jìn)口原料氣的組成 ， 平衡曲線和最適溫度曲線以及催化劑的起燃溫度 、 使用溫度大 致估計(jì)四段轉(zhuǎn)化過程的操作線，根據(jù)操作線來進(jìn)行物料衡算和熱量衡算。硫酸 廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門，包括 生產(chǎn)化學(xué)肥料、合成纖維、涂料、洗滌劑、致冷劑、飼料添加劑 的 各種化學(xué)工業(yè)，以及石油 精煉、有色金屬冶煉 工業(yè) 中 。 這種 工藝 比較 落后， 排放出大量廢水、廢氣，嚴(yán)重污染周圍環(huán)境。根據(jù)使用催化劑的不同，硫酸的工業(yè)制法可分為硝化法和接觸法。 目前廣泛采用的 是 以硫鐵礦為原料的 接觸法 制硫酸 過程 ： SO2 在固體 觸媒表面跟氧反應(yīng)，結(jié)合成 SO3，然后用 ％的硫酸吸收為成品酸。為達(dá)到較高的最終轉(zhuǎn)化率 必須采取多段催化轉(zhuǎn)化。 兩 次轉(zhuǎn)化、兩次吸收流程： 60 年代以來，轉(zhuǎn)化工藝流程最大的變化就是采用了兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收新流程，簡稱為兩轉(zhuǎn)兩吸。 由于 硝化法所需 設(shè)備龐大，用鉛很多，檢修麻煩，腐蝕設(shè)備，反應(yīng)緩慢，本設(shè)計(jì)采用 的是 接觸法，該方法制得的成品酸濃度高，純度較高。 裝置設(shè)計(jì) 工藝原理 二氧化硫轉(zhuǎn)化 為三氧化硫的反應(yīng)通常 在不高于 壓力下進(jìn)行，而且 SO SO3濃度又較低，體系可視為理想氣體。前面制取的氣體經(jīng)過一系列凈化的過程，依次通過第一、第二、第三、第四換熱器預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)器，第一、第二、第三、第四段反應(yīng)床層出來的氣體分別經(jīng)過第二、第三、第四、第一換熱器進(jìn) 行冷卻，再通入吸收塔。 化工原材料規(guī)格及用量 進(jìn)入轉(zhuǎn)化器氣體組成： SO2 占 8%， O2 占 10%， N2 占 82% 本設(shè)計(jì)采用的催化劑型號(hào)是 S1091， 起燃溫度為 360℃ ，使用溫 度為 400580℃ ，入口 SO2： %[2]?？紤]到原料氣的預(yù)熱過程是依次經(jīng)過第一、第二、第三、第四換熱器，對應(yīng)于第四、第一、第二、第三段反應(yīng)器的冷卻，所以如果考慮每個(gè)換熱器的換熱面積相當(dāng)，則出口氣體冷卻降溫的溫差應(yīng)為第一段大于第二段，第二段大于第三段，按照這個(gè)原則，分別取第一段的降溫的溫差為 65，第二段的降溫的溫差為 50，第三段的降溫的溫差為 40，并且每一段轉(zhuǎn)化器的出口溫度和轉(zhuǎn)化率對應(yīng)的點(diǎn)都在平衡曲線和最佳溫度曲線之間，由此估算得 到四段反應(yīng)器的操作曲線。 而硫酸對皮膚、粘膜等組織有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用 ，會(huì)對人體產(chǎn)生嚴(yán)重危害，所以對這些物質(zhì)必須進(jìn)行有效的防范。用生理鹽水或清水徹底沖洗眼結(jié)膜囊及被液體二氧化硫污染的皮膚。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具 （全面罩），穿橡膠耐酸堿服，戴橡膠耐酸堿手套。避免與還原劑、 堿 類、堿金屬接觸。 硫酸 運(yùn)輸注意事項(xiàng)： 本品鐵路運(yùn)輸時(shí)限使用鋼制企業(yè)自備罐車裝運(yùn)，裝運(yùn)前需報(bào)有關(guān)部門批準(zhǔn)。嚴(yán)禁與易燃物或可燃物、還原劑、堿類、堿金屬、食用化學(xué)品等混裝混運(yùn)。 21 第五章 環(huán)保 與治理建議 三 廢主要來源 廢氣 一轉(zhuǎn)一吸工藝及尾氣回收后的主要廢氣為 SO2。我國 的 硫鐵礦都含砷， 而 經(jīng)焙燒后的砷大部分是水溶性的，遇雨水浸泡后會(huì)被溶出，最終流入江河，污染水體。 ② 代替水補(bǔ)加到吸收塔循環(huán)酸槽內(nèi)，制成商品硫酸。 22 參考文獻(xiàn) [1] 湯桂華等 . 化肥工學(xué)叢書之硫酸 [M] . 北京 : 化學(xué)化工出版社， 1995 [2] 周學(xué)良等 . 催化劑 [M] . 北京 : 化學(xué)