【正文】 23 致謝： 衷心地感謝 XX 老師給予的極大幫助，在設(shè)計(jì)期間 她 細(xì)心且耐心地審閱并給出了寶貴的意見，指導(dǎo)我有條不紊的實(shí)施設(shè)計(jì)方案。反應(yīng)如下： 2NH4OH+SO2 =(NH4)2SO3+H2O (NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3 NH4HSO3+H2SO4=(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O (NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O 其他方法有金屬氧化物法、干法凈化法、活性炭法、離子交換樹脂法等 硫鐵礦渣的處理 硫鐵礦渣是硫鐵礦制酸中在沸騰爐高溫焙燒后的產(chǎn)物，主要成分有Fe2O3 、 Fe3O金屬的硫酸鹽、硅酸鹽和氧化物。2H2O 生成的亞硫酸鈣和硫酸鈣，經(jīng)處理后回收 ，或澄清分離后鋪路、填溝。其反應(yīng)如下 Ca(OH)2+SO2+H2O=CaSO3這些物質(zhì)通過不同的途徑（呼吸道、消化道、皮膚）進(jìn)入人的體內(nèi)，有的直接產(chǎn)生危害，有的還有蓄積作用，會(huì)更加嚴(yán)重的危害人的健康 三廢處理的意義 硫酸生產(chǎn)過程排放的污染物主要有 含 SO SO3(酸霧 )的尾氣，固體燒渣和酸泥，有毒性廢液、廢水等。 通風(fēng)上要保證易燃易爆氣體的迅速排除，設(shè)備布置上要避免車間中形成死角。 建筑設(shè)計(jì)的防火防爆考慮。對噪聲 崗位做好操作人員的體檢工作。如呼 吸困難，給輸氧，如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸，就醫(yī)。 大量泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容，用泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運(yùn)至廢物處理場所處置。 15 + =(Ym + ) 解得 :Ym = kg/h 尾氣中 SO2 (198%)= kg/h SO3 (%)= kg/h 4 發(fā)煙硫酸吸收塔的設(shè)計(jì) 發(fā)煙硫酸吸收塔的計(jì)算 采用三快泡沫塔（淋降式），鋼制，選用參數(shù)如下： 氣體進(jìn)塔溫度為： 160℃ ，氣體出塔溫度： 60℃ 篩板小孔按菱形（等邊三角形）排列： 下部第一塊篩板小孔直徑 8mm，孔間距 17mm 自由截面積 So1=%（ 8/17） 2=20% 上部第二塊篩板小孔直徑 6mm，孔間距 13mm 自由截面積 So2=%（ 6/13） 2=19% 淋灑酸量： ，空塔氣速（平均） m/s 塔徑 D= ??= m （采用 mm6600?? ） 塔截面積： F== m2 自由截面 積 S1=20%= m2 自由截面積 S2=19%= m2 小孔數(shù)： n1=()=136127 個(gè) n2=（ ） =233511 個(gè) 孔眼操作氣速： 下部篩板： W=上部篩板： W=篩板一般用厚度為 5mm的 A3 鋼板制作，分層加固在外殼上。 ② 兩次轉(zhuǎn)化較一次轉(zhuǎn)化增加了一臺中間吸收塔及幾臺換熱器，阻力比一次轉(zhuǎn)化流程大。 ② 能夠處理 SO2含量較高的氣體。吸收后的氣體依次流入 5A、 5B、 2換熱器的外管道，再經(jīng)電爐加熱到 SO2 轉(zhuǎn)化所需的溫度后由第四層轉(zhuǎn)化的上部流進(jìn)轉(zhuǎn)化器進(jìn)行第四次轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后的氣體通過第四層轉(zhuǎn)化的下部進(jìn)入 4換熱器的 內(nèi) 層，然后在從第五層轉(zhuǎn)化器的上部進(jìn)入第五層轉(zhuǎn)化器進(jìn)行第五次轉(zhuǎn)化，第五次轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化后的氣體依次流經(jīng) 5B、 5A換熱器的內(nèi)層后由第二吸收塔的下部流進(jìn)第二吸收塔并與與儲酸槽中輸出進(jìn)過陽極保護(hù)器的濃硫酸進(jìn)行逆流吸收。 而文氏管出來的氣體由泡沫塔的下部進(jìn)入同時(shí)水從其上部進(jìn)入如氣體形成逆流從而對氣體進(jìn)行凈化。 汽包工序 工藝如下： 從焙燒爐出來的含二氧化硫的氣體同過管道進(jìn)入汽包與汽包內(nèi)的軟水 12 （不含 Ca2+、 Mg2+和 O2 的水） 進(jìn)行換熱降低氣體的溫度以防止高溫氣體對管道的腐蝕。 工藝操作設(shè)計(jì) 原料的預(yù)處理 與焙燒 流程如下： 11 硫鐵礦在進(jìn)行焙燒前為了使其達(dá)到合理的要求 應(yīng)進(jìn)行破碎、篩分 (礦石破碎后，其中只有一部分達(dá)到粒度要求，因此在破碎過程中要求進(jìn)行篩分，將合格的礦石通過震動(dòng)篩與粗粒度礦石分離。 但是，工業(yè)上 具體實(shí)現(xiàn)他們還需其他輔助工序。 第二，將含二氧化硫和氧的氣體催化轉(zhuǎn)化為三氧化硫。有污水或污酸排出 冶煉煙氣 硫酸車間 附 設(shè)于冶煉廠內(nèi)，并要求與冶煉車間距離較近 沒有原料處理和焙燒工序其余基本與硫鐵礦制酸相同；爐氣濃度波動(dòng)大，受冶煉車間制約 無廢渣排出有污水或污酸排出 有色金屬硫化物 硫酸車間附設(shè)于冶煉廠內(nèi) 與硫鐵礦制酸相同 燒渣用于冶煉有色金屬。 然而，冶煉煙氣中含有揮發(fā)性金屬及含塵量大是其一大缺點(diǎn)。其中最理想的氣源是煉銅和煉鋅氣源。該過程無廢渣，污水排出，流程簡單。 2 工藝線路及流程設(shè)計(jì) 硫酸的工藝基礎(chǔ) 生產(chǎn) 硫磺制酸 【 2,3,4】 空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓后送入干燥塔，用濃硫酸干燥。 風(fēng)機(jī)出口礦塵 ≤179。在 火藥及 國防工業(yè)中，濃硫酸用于制 制取硝化甘油、硝化纖維、三硝基甲苯等炸藥 ；原子能工業(yè)中用于濃縮鈾。在冶金工業(yè)中，用硫酸作為鋼鐵表面氧化皮的清洗劑； 在化學(xué)工業(yè)中硫酸是生產(chǎn)各種硫酸鹽的主要原料，是塑料、人造纖維、染料、油漆、藥物等生產(chǎn)中不可缺少的原料。例如：稀 H2SO4與 Fe 反應(yīng)，生成 Fe2SO4和 H2。 濃硫酸與硝酸混合組成硝化劑，廣泛應(yīng)用于有機(jī)化合物的硝化過程。 濃硫酸是強(qiáng)氧化劑，特別在加熱時(shí)，能氧化很多金屬 和非金屬。當(dāng) H2SO4含量達(dá) %時(shí)，沸點(diǎn)最高，隨后沸點(diǎn)逐漸降低。對于濃硫酸，溫度的影響特別明顯。在常壓下，硫酸的沸點(diǎn)隨濃度的增加而升高。5 汽化潛熱 （ ℃ ）， KJ/mol （ 1） 100%H2SO4 在 20℃ 時(shí)的密度為 ， 其密度隨溫度的改變而變化。 CSO3(t)—— 游離 SO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％。 硫酸或發(fā)煙硫酸的濃度均可用 H2SO4 質(zhì)量分 數(shù)表示 ,習(xí)慣上濃度 ≥75% 3 的硫酸叫做濃硫酸，而把 75%以下的硫酸叫稀硫酸 。 產(chǎn)品 組成 、 性質(zhì)及用途 硫酸組成 【 1】 硫酸 (英文名： Sulphuric acid for industrial use)， H2SO4或 SO3H 2O， 相對分子質(zhì)量 ，是指 SO3與 H2O摩爾比等于 1的化合物，或指 100％ H2SO4，外觀為無色透明油狀液體，密度（ 20℃）為 ㎝ 179。但發(fā)煙硫酸的濃度常用其中所含游離 SO3（即除 H2SO4以外的 SO3）或全部 SO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。 表 1幾種典型濃硫酸的組成 名 稱 SO3/H2O 摩爾比 H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù) /％ SO3質(zhì)量分?jǐn)?shù) /％ 游離 總和 92％ 硫酸 98％硫酸 100％ 硫酸 20％ 發(fā)煙酸 65％ 發(fā)煙酸 1 —— —— —— 20 65 硫酸的物理性質(zhì) 表 2主要物理性質(zhì) 物理性質(zhì) 性質(zhì)參數(shù) 20℃ 時(shí)，密度 /g/cm3 溶解熱 （ 100%） /KJ/mol 熔點(diǎn)， ℃ 177。 （ 2）在一定程度上，硫酸的密度隨其濃度的升高而增大，當(dāng)濃度為 97% 4 時(shí) ， 密度出 現(xiàn)最大值。當(dāng) H2SO4含量達(dá) %時(shí)，沸點(diǎn)最高。 （ 5） 硫酸的結(jié)晶溫度隨其濃度的不同而有較大的變化，其變化關(guān)系是不規(guī)則的。與沸點(diǎn)的變化相同，在常壓和同一溫度下，硫酸液面下的蒸汽壓隨濃度的升高而降低，直到沸點(diǎn)最高的濃度 %，此時(shí)，硫酸液面上的蒸汽壓最低。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（ — SO3H）