產(chǎn)30萬(wàn)噸硫酸畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(參考版)
2025-06-07 06:56本頁(yè)面
【正文】 6 參考文獻(xiàn) [1]南京化學(xué)工業(yè)公司設(shè)計(jì)院 .硫酸工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)（工藝計(jì)算篇） [M].南京：化工部硫酸工業(yè)信息站出版 ,1994 ； [2] 劉光啟 .馬連湘 .劉杰主編 .化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)用冊(cè) .無(wú) 機(jī)卷 .化學(xué)工業(yè)出版社 ,； [3] 童景山 .李敬 .流體熱物理性質(zhì)的計(jì)算 .北京清華大學(xué)出版社 ,； [4] 姚玉英 .化工原理（上、下） . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， ； [5]國(guó)家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院編 .塔設(shè)備設(shè)計(jì) .上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ， ； [6]馬江權(quán) . 冷一欣 主編 .化工原理課程設(shè)計(jì) .第二版 .中國(guó)石化出版社 ， ； [7] 周大軍 .揭嘉 .化工工藝制圖 .化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021； [8] 董大勤 .化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社， 2021。并且 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我硫磺制酸工藝流程，含硫廢氣的處理方法等有了一定的了解 , 特別是對(duì) AUTO CAD 運(yùn)用的熟練程度大大增加。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我系統(tǒng)的了解了一下大學(xué)四年所學(xué)的各門(mén)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，以前上課 都是各門(mén)學(xué)各門(mén)的，知識(shí)間不連貫，這樣對(duì)以后的工作有制約，這次設(shè)計(jì)使我能夠有效的協(xié)調(diào)利用各門(mén)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，如化工設(shè)備、反應(yīng)工程、化工原理、文獻(xiàn)檢索、工程制圖等。本設(shè)計(jì)是根據(jù)硫酸生產(chǎn)提供的參數(shù)，工藝控制指標(biāo)，對(duì)硫酸生產(chǎn)工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，尤其對(duì)干燥焚燒工段進(jìn)行了詳細(xì)的工藝設(shè)計(jì)分析。 該工藝主要有焚硫、轉(zhuǎn)化、吸收三個(gè)工段，在設(shè)計(jì)中我還對(duì)制酸后所產(chǎn)生廢液的處理進(jìn)行了設(shè)計(jì)，使整個(gè)工藝更加完整和合理。 m= kg/h 液體體積 V= m3 塔底 高度 H m 取塔底高度 H2=3m 5 設(shè)計(jì)總結(jié) 硫酸是最重要的基礎(chǔ)化工原料之一 ,主要用于制造磷肥及無(wú)機(jī)化工原料 ,其次作為化工原料廣泛應(yīng)用于有色金屬的冶煉、石油煉制和石油化工、橡膠工業(yè)以及農(nóng)藥、醫(yī)藥、印染、皮革、鋼鐵工業(yè)的酸洗等。 塔高 塔的頂部空間高度 為了減少塔頂出口氣體中夾帶的液體量，頂部空間一般取 —。 封頭 和人孔設(shè)計(jì) 查 JB/T473795，查 [7]《化工工藝制圖》附錄三，橢圓形封頭厚度為 20 mm ，曲邊高度 h1=875 mm， 直邊高度 h2=50 mm，厚度 。 設(shè)計(jì)氣速 u= m/s 氣體處理量 v= m3/h m 取網(wǎng)絲厚度為 300 mm。 常用除沫裝置有折流板式除沫器、絲網(wǎng)除沫器以 及旋流板除沫器，本設(shè)計(jì)采用圓形絲網(wǎng)除沫器。塔徑3400mm，板外徑 3362 mm， 梁的條數(shù)： 10[5]。 填料及支撐板的選擇 填料支撐裝置的基本要求：有足夠的強(qiáng)度以支撐填料的重量；提供足夠大的自由截面，盡量減小氣液兩相的流動(dòng)阻力；有利于液體的再分布；耐腐蝕性能好， 便于用各種材料制造，以及安裝拆卸方便等。 分布點(diǎn)采用三角形排列，實(shí)際設(shè)計(jì)點(diǎn)數(shù)為 n=384 點(diǎn) 。 溢流槽式布液器的設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù) 按分布點(diǎn)幾何均勻與流量均勻的原則，進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計(jì)。 溢流型布液裝置是目前廣泛應(yīng)用的分布器，特別適用于大型填料塔，有溢流盤(pán)式和溢流槽式兩種結(jié)構(gòu)，一般 當(dāng) D＞ 1000 mm 的場(chǎng)合，選擇溢流槽式布液器 [5]。 塔釜出料管 塔釜流出液體速度 u=V= m3/h= m3/s 查標(biāo)準(zhǔn)選用 mm 的管子 ， 選取 ， JB/T 8194 的法蘭。 核算管內(nèi)實(shí)際流速24Vsu d??= = /ms18 m/s[6] 空氣出氣管 取空氣進(jìn)管速度 u=18m/s 氣體體積經(jīng)過(guò)干燥塔變化很小，可忽略 。 塔 進(jìn)出口 管徑的計(jì)算及選擇 進(jìn)料管 取 進(jìn)料管速度 u=V1= m3/h= m3/s 查標(biāo)準(zhǔn)選用 mm 的管子 ， 選取 ， JB/T 8194 的法蘭。 壓力降 G ,Pa 其中： ——填料層的壓降， Pa； 28 ——阻力系數(shù)，查圖得 Z——填料層的高度，取 m。 塔徑的計(jì)算 塔徑 [4] 進(jìn)干燥塔的空氣量 26 [4] m3/h 干燥塔空塔氣速 取 w= m/s 塔徑 D m,圓整取 D= m 噴淋密度 L 已知：噴淋酸 40 , 98%H2SO4, m=, m3 噴淋密度 m3/() 傳質(zhì)面積的計(jì)算 傳質(zhì)面積 F= [1] ， m2 其中： G——被吸收的水蒸氣 kg/h ——吸收推動(dòng)力， Pa K——吸收系數(shù)， kg/() 的計(jì)算 ——吸收過(guò)程始末液面上被吸收氣體的平衡壓力 ； 。 7．價(jià)格低廉，來(lái)源容易。 5．最低濕潤(rùn)率要小，且具有較大的比表面積和空隙率，并能有效地利用。 3．操作彈性大，操作性能穩(wěn)定，能適應(yīng)操作條件的變化。 填料的選擇 硫酸工業(yè)用的填料 ,除了要考慮適用于在較高的溫度下具有耐腐蝕的性能外 ,還應(yīng)具備一般的填料如下的通性： 1．通性大，壓降小，在一定 的淋灑密度下，泛點(diǎn)氣速高。這種結(jié)構(gòu)同蝶形底結(jié)構(gòu)一樣不需要大的混凝土平臺(tái)，設(shè)計(jì)若干根支腿支撐整座塔重量，生產(chǎn)或停車(chē)時(shí)都可使塔底積酸全部排盡。塔底設(shè)計(jì)一般分為碟型底和平底兩種方案。分酸器制造完成后，在制造廠(chǎng)內(nèi)要進(jìn)行水噴淋試驗(yàn)。該分酸器的降酸管填埋與階梯環(huán)墳料之中，酸液由酸泵打入主管，再分配至各分酸槽，由槽體上各降液管流出。從生產(chǎn)使用的效果看，其儲(chǔ)物效率均令人滿(mǎn)意。干燥塔一般采用國(guó)產(chǎn)抽屜式金屬絲網(wǎng)除霧器或進(jìn)口網(wǎng)墊式除霧器。干吸塔的主要結(jié)構(gòu)基本上是相似的，塔體為立式圓筒形結(jié)構(gòu)，碳鋼內(nèi)襯耐酸磚。 SO3 燃燒熱： 經(jīng)過(guò)推算得： 930 時(shí)， SO2 燃燒熱： 。 ) [2] H2O CP =+ 107 2= kcal/(kmol 5 空氣帶出熱 空氣出口溫度為 30 O2 C P=++ 108 2= kcal/(kmol ) [3] H2O CP =+ 107 2= kcal/(kmol= + 2 7 3 . 1 5 = 4 0 2 . 6 K2 取液硫熱容為 ()【 1】 () Q5=()=6） 熔融不含水的固體硫磺所消耗的熱量 Q′ Q′=Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5= 硫磺中水分所消耗熱量 Q? 1） 水從 加熱到 100℃ 的顯熱 : Q1=()=2） 水在 100 下蒸發(fā)潛熱為 [3] 水蒸發(fā)的潛熱 : Q2== kJ/h 3） 硫磺中水分所消耗熱量 : Q? =Q1+Q2=+= kJ/h 熱損失 及硫磺熔融所需總熱量 Q 18 取熔硫槽散熱損失為 5%，則硫磺熔融所需總熱量 Q Q 總 = = = kJ/h Q 損 =5%= kJ/h 液硫帶出熱量 Q=（ 15%） = kJ/h 熱量衡算表 熔硫槽熱量衡算（ kJ/h） 精 S H20 熱損失（ 5%） 總量 液硫帶出總量 空氣鼓風(fēng)機(jī) T2=T1 , 取 k= 已知：空氣進(jìn)口溫度 T1= 解得： T2= 干燥塔的熱量衡算 流程示意圖 干燥塔的物料衡算表 干燥塔的物料衡算 進(jìn)組分 N2 O2 H2 O 98%H2 SO4 質(zhì)量流量 kg/h 19 料 摩爾流量 kmol/h 體積流量 Nm3/h 出料 組分 N2 O2 H2 O %H2SO4 質(zhì)量流量 kg/h 摩爾流量 kmol/h 體積流量 Nm3/h 計(jì)算 1） 空氣帶入熱 空氣進(jìn)口溫度： ； O2 C P=++ 108 2= kcal/(kmol= Q + Q + Q + Q + Q 式中， Q1—正交晶 硫從 加熱到 時(shí)的顯熱 ； Q2—正交晶硫在 時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡本Я虻霓D(zhuǎn)變熱 ； Q3—單斜晶硫 加熱到 ； Q4—單斜晶硫在 時(shí)的溶解熱 ； Q5—液硫從 加熱到 140 時(shí)的顯熱 。 計(jì)算 空氣中濕含量 Ｈ＝ ＝ (kg/kg) [4] 空氣帶入水量＝ Ｈ 絕干空氣量 ＝ = kg/h [4] 由于 98%H2 SO4 吸水性很強(qiáng)，故取它吸收空氣中 %的水分 。 反應(yīng)方程式 S+O2 =SO2 S+ O2 =SO3 SO3 +H2 O=H2 SO4 硫磺轉(zhuǎn)化率與吸收率 11 設(shè)計(jì) 采用 塔前流程，兩轉(zhuǎn)兩吸 “3+1”流程 轉(zhuǎn)化進(jìn)口 SO2 濃度 % 轉(zhuǎn)化進(jìn)口 SO3 濃度 % 其中： x x2—分別表示第一、二轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)化率； x—總轉(zhuǎn)化率 取 X1=% ， X2=% ， 吸收率 : % 總轉(zhuǎn)化率： x=x1+(1x1)x2=% 原料硫磺組成 原料硫磺： 含 S % 含 H20 % 含 灰分 % 得到利用的 S 量 = = kg/h 原料含精 S 量 = = kg/h 精 S 量 = kmol/h 原料硫磺 = = kg/h 原料含水量 =% = kg/h 原料含灰分量 =% = kg/h S ～ 02 氧氣消耗量 n= = kmol/h
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