【正文】 ：化學工業(yè)出版社，[4]劉少武、齊焉、趙樹起、丁汝武等。參考文獻[1]通過這次設(shè)計使我了解到，死學知識等于“紙上談兵”只有把理論靈活運用到實踐中去，才能更好地發(fā)現(xiàn)問題，更好地解決問題，從而改進技術(shù)，同時培養(yǎng)了我嚴格的工作作風和認真的工作態(tài)度，明確設(shè)計中樹立生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟觀點和全局觀點。同時，通過這次實踐，也使我發(fā)現(xiàn)了一些存在的問題和不足之處。生產(chǎn)硫酸的工藝流程：原料硫磺先經(jīng)過熔硫，然后進入澄清池；在澄清池中停留72小時，將機械雜質(zhì)除去，得到清凈的液硫，清凈的液硫溢流到精硫池，液硫由硫磺泵輸送到焚硫爐與空氣相遇并燃燒，燃燒得到的爐氣經(jīng)廢熱鍋爐后進入轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化，從轉(zhuǎn)化器一段出來的爐氣經(jīng)3過熱器降溫后進入轉(zhuǎn)化器二段床層，從轉(zhuǎn)化二段出來的爐氣經(jīng)熱換熱器后進入三段催化床層；從三段出來的爐氣經(jīng)2，1冷換熱器和空氣預(yù)熱器及1省煤器后進入第一吸收塔；從一吸塔出來的爐氣，再往1，2冷換熱器和熱換熱器進入轉(zhuǎn)化四段；從五段出來的爐氣分別經(jīng)1過熱器和2省煤器后進入第二吸收塔；經(jīng)第一、第二吸收塔吸收生成的硫酸進入循環(huán)酸槽；再由硫磺泵經(jīng)計量槽送去成品酸庫。本設(shè)計從實際出發(fā)，鹽城的鐵路運輸緊張，而且硫鐵礦資源貧乏，如選用硫鐵礦制酸，則需要其他硫鐵礦供應(yīng)，這樣增加了硫酸成本。本設(shè)計采用的原料為加拿大進口硫磺，采用硫磺制酸的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在經(jīng)濟和環(huán)保兩個方面。濃硫酸與發(fā)煙硫酸、三氧化硫、氯磺酸都是磺化劑，它們可以把磺酸基引入有機化合物。濃硫酸與硝酸混合，組成硝化劑，廣泛應(yīng)用于有機化合物的硝化過程。硫酸之中的硫原子具有最高價＋６價，由于硫的原子價趨向于降低，所以濃硫酸具有氧化劑的性質(zhì)。從化學意義上講，硫酸是三氧化硫與水的等摩爾化合物，即H2SO4；在工藝技術(shù)上，硫酸是指SO3與H2O以任何比例結(jié)合的物質(zhì)，當SO3與H2O的摩爾比≤１時，稱為硫酸，它們的摩爾比＞１時，稱為發(fā)煙硫酸。硫酸是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)部門。那種缺乏嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，不具有時代性的設(shè)計是不為人們所接受的。掌握了化工工藝設(shè)計的一般程序和方法，了解到“設(shè)計”的真正內(nèi)涵。第六章 總 結(jié)在指導老師的帶領(lǐng)下，經(jīng)過四個月的畢業(yè)設(shè)計，我對大學三年來所學的知識，有了一個更深層次的，更全面的，綜合性的了解。當吸入大量硫酸蒸氣或酸霧時，應(yīng)迅速將傷員轉(zhuǎn)移至空氣清新處就醫(yī)。若酸液進入眼睛，立即以大量清水連續(xù)沖洗15分鐘以上，沖洗時應(yīng)翻開眼瞼，使眼瞼、眼球都能得到徹底沖洗，沖洗完畢后作為應(yīng)急措施，并迅即就醫(yī)。當不慎被硫酸灼傷時，應(yīng)立即以大量水沖洗，務(wù)須徹底洗凈，務(wù)須徹底洗凈酸液，此點是減輕傷情的關(guān)鍵措施。在稀釋濃硫酸時，必須在攪拌的情況下將酸徐徐注入酸中，以防硫酸濺出傷人。此外，檢修時切勿以金屬工具等敲擊設(shè)備，以免產(chǎn)生火花引起爆炸。氫是一種易燃易爆氣體，%，%。采用該工藝不僅可消除催化劑粉塵的危害，同時也減輕了工人的勞動強度。在更換和過篩釩催化劑時，過去不少廠尤其是小廠常采用敞開式作業(yè)，在此種情況下，即使配置通風除塵設(shè)施，也難以完全消除催化劑粉塵的危害。熔硫槽或液硫槽進行檢修或動火作業(yè)前，應(yīng)充分進行換氣并在氣體分析檢測合格后方能進行。熔硫作業(yè)時因液硫溫度高達130～140℃，須注意防止燙傷。液硫貯槽上方空間溫度應(yīng)保持在115℃以上，否則不僅會因硫磺蒸氣冷凝附著在頂蓋上，在水分存在下會使頂蓋腐蝕，而且在空氣存在時其腐蝕產(chǎn)物會引起硫磺著火。固態(tài)硫磺著火后燃燒速度較慢，用噴水的方法容易熄滅，但應(yīng)注意須在上風方向操作，以免發(fā)生SO2中毒。當使用斗式提升機時，可考慮采用鋁等不產(chǎn)生火花的材料制作。混凝土地面使用白云石做骨料，使金屬工具（如鐵鏟）與之撞擊、摩擦時不致發(fā)生火花。生產(chǎn)現(xiàn)場嚴禁煙火并須配備消防設(shè)施。原中國化學工業(yè)部曾對硫酸生產(chǎn)各崗位的安全操作作過明確規(guī)定。實踐證明，只要嚴格按照安全規(guī)程進行操作，就可防止人身傷害事故的發(fā)生。2)二段進口0430℃時的平均摩爾熱容為SO2 KJ/Kmol O2 KJ/KmolSO3 KJ/Kmol N2 KJ/Kmol進二段氣體每升高1℃所需熱量:SO2 : =℃SO3 : =℃O2 : =℃N2 : = KJ/℃Q2進 = (+++)430= KJ/h二段出口:t2出=430+308()=℃反應(yīng)時的平均溫度t4M=(430+)/2=℃Kmol反應(yīng)熱Q=(273+)=總反應(yīng)熱Q2反=()=Q2出 =Q2進 + Q2反=+= KJ/h出二段的爐氣經(jīng)過熱換熱器后進三段3)三段進口溫度為430℃,進三段氣體每升高1℃所需熱量:SO2 : = KJ/℃SO3 : 223=℃O2 : = KJ/℃N2 : = KJ/℃Q3進=(+++)430=三段出口:t3=430+308()=℃t3M=(430+)/2=℃Kmol反應(yīng)熱Q=(273+)= KJ/h總反應(yīng)熱Q3=()= KJ/hQ3出 =Q3進 + Q3反=+= KJ/h出三段爐氣經(jīng)冷換熱器和預(yù)熱器及省煤器后進入一吸收塔進一吸前0180℃時的平均摩爾熱容為SO2 KJ/Kmol O2 KJ/KmolSO3 KJ/Kmol N2 KJ/Kmol進第一吸收塔的氣體每升高1℃所需熱量:SO2 : =℃SO3 : = KJ/℃O2 : = KJ/℃N2 : = KJ/℃Q1吸進=(+++)180=13866282KJ/h 在預(yù)熱器中空氣由39℃預(yù)熱到130℃,則空氣在預(yù)熱過程中吸收的熱量為:0 39℃時的O2 , N2的平均摩爾熱容為:O2 KJ/Kmol N2 KJ/Kmol則空氣帶入預(yù)熱器的熱量是Q預(yù)進=((+)+)39= KJ/h0 130℃時的O2 , N2的平均摩爾熱容為:O2 KJ/Kmol N2 KJ/Kmol空氣帶出預(yù)熱器的熱量是Q預(yù)出=((+)+)130= KJ/hQ空吸= Q預(yù)出Q預(yù)進= =4)四段進冷換熱器入口氣體帶入熱量為0 80℃時的平均摩爾熱容CPM SO2 : KJ/Kmol O2 : KJ/KmolN2 : KJ/Kmol經(jīng)一吸收塔后進冷換熱器氣體每升高1℃所需熱量:SO2 : = KJ/℃O2 : = KJ/℃N2 : = KJ/℃Q冷進=(++)80=進入4段轉(zhuǎn)化時的溫度為420℃,進四段氣體每升高1℃所需熱量計算:SO3所需熱量: =℃O2所需熱量: =℃N2所需熱量: =℃所需總熱量=++= KJ/℃帶入熱量Q4進=420= KJ預(yù)計反應(yīng)后的溫度:t4=t0+(xx0)t4=420+()308 =℃反應(yīng)時平均溫度t4m==℃摩爾反應(yīng)熱 Q=(+)= KJ0—℃時熱反應(yīng)SO2:=℃SO3:=℃O2:=℃N2:=℃所以 = +++=℃反應(yīng)熱:Q4== KJ所以4段出口溫度 t4=(+)/ =℃所以4段出口氣體帶去熱量 Q4出 ==4段出口氣體經(jīng)2過熱器組后進5段5)進5段的氣體溫度為410℃ 每升高1℃所需熱量:SO2==℃SO3==℃O2==℃N2==℃所需總熱量=+++=℃帶入熱量:Q5進=410= KJ預(yù)計反應(yīng)后溫度 t5=410+()308=℃反應(yīng)時平均溫度t5m==℃摩爾反應(yīng)熱 :Q=(273+)= KJ0—420℃時熱焓SO2:=℃SO3:=℃O2:=℃N2:=℃所需總熱量=+++= KJ/℃反應(yīng)熱Q5=()= KJ/h所以5段出口溫度:t5=(+)/ =℃5段出口氣體帶出熱量Q5出==5段出口的爐氣經(jīng)2省煤器后降溫至180℃后至第二吸收塔0—180℃時SO2 SO3 O2 N2 的為SO2: KJ/kmol O2: KJ/kmolSO3:: KJ/kmol所以SO2:= KJ/℃SO3:= KJ/℃O2:=℃N2:=℃ h所需總熱量=+++= KJ/℃5段爐氣經(jīng)1過熱器組和省煤器后所含熱量為Q6=180= KJ/h段數(shù) 氣體進口 反應(yīng)熱量 氣體出口 溫度/℃熱量/KJ/h溫度/℃熱量/KJ/h一段410二段430三段430四段420五段410第五章 境保護與安全生產(chǎn) 環(huán)境保護硫磺制酸過程中轉(zhuǎn)化率高，吸收率高，沒有廢水、廢渣，廢氣中有害物質(zhì)含量符合國家廢氣的排放標準，可以直接排放。 工藝計算[1,3]原料名稱 : 硫磺產(chǎn)品名稱 : 硫酸產(chǎn)品規(guī)格 : 純度98%生產(chǎn)能力 : 200Kt/a工作時間 : 300d/a24h/d原料硫磺進料流量的確定(%):S ～ SO2 ～ SO3 ～ H2SO4 1 1 1 1FS %FSO2 %FSO3 (8010698%)/9830024則:FSO3= FSO2= FS=取基準: 進料空氣為100 Kmol/h ,則O2 為21 Kmol/h ,N2 為79 Kmol/h S ＋ O2 = SO2 ＋ Q 的轉(zhuǎn)化率為100% ,轉(zhuǎn)化爐進口的氣體含量為 SO2 ,% ；O2 ,% ,N2 ,79%則 FSO2=100%= Kmol/h FO2=100%= Kmol/h FN2==79 Kmol/h由上反應(yīng)式可知, Kmol/h 物料衡算進一段:FSO2= Kmol/hFO2= Kmol/hFN2= Kmol/h出一段(進二段):FSO2=()=FSO3== Kmol/hFO2=()=FN2= Kmol/h出二段(進三段):FSO2=()=FSO3==223Kmol/hFO2=(233/2)= Kmol/hFN2=出三段:FSO2=()= Kmol/hFSO3== Kmol/hFO2=()= Kmol/hFN2= Kmol/h進四段:考慮三段出口氣體經(jīng)冷換熱器后去第一吸收塔,%,因而可認為在吸收塔中SO3全部被吸收,而SO2 ,O2 ,N2的量不變FSO2= Kmol/hFO2=FN2= Kmol/h出四段(進五段):FSO2=()=FSO3== Kmol/hFO2=()= Kmol/hFN2= Kmol/h出五段:FSO2=()= Kmol/hFSO3== Kmol/hFO2=()= Kmol/hFN2= Kmol/h 轉(zhuǎn)化器的物料衡算進一段 KmolKgm3V%SO2178406244O2N2100出一段（進二段）SO2SO3O2N2100出二段（進三段）SO2SO32237136O2N2100出三段SO2SO38474O2N2100進四段SO2O2N2100出四段（進五段）SO2SO2O2N2100出五段SO2SO3O2N2100 能量衡算氧 ,二氧化硫 ,三氧化硫 ,氮氣在任意平均溫度T下的摩爾熱容的表達式為O2 : CP=(+10－105/T2)SO2 : CP=(+10－105/T2) KJ/KmolSO3 : CP=(+－105/T2) KJ/KmolN2 : CP=+10－10－6T2 KJ/Kmol1)一段進口由上述表達式計算0～410℃時的SO2 ,O2 ,N2 的平均摩爾熱容如下:SO2 : KJ/Kmol O2 : N2 : KJ/Kmol溫度為410℃,進一段氣體每升高1℃所需熱量:SO2 : =℃O2 : = KJ/℃N2 : = KJ/℃則爐氣每升高1℃所需總熱量為=++= KJ/℃則爐氣帶入的熱量為Q1進=410= KJ一段出口溫度的確定SO2 + 1/2O2 = SO3 + Q在0℃時Q=96162 ,又Q隨溫度變化而變化，在溫度400～700℃之間,