【正文】 = + 273. 15= 402. 6K2 )./()( 0 8 0 3 5 0 6 8 5 kkgkJTTCp ??????? Q5= ()=)(54321 ???????????? =硫磺中水分所消耗熱量 Q? ： 水 量 : 大氣溫度 : ℃ 則 從 ℃ 加熱到 100℃ 的顯熱 : Q1= () =水的比熱 為 : (kg= Q + Q + Q + Q + Q 式中， Q1— 正交晶硫從 ℃ 加熱到 ℃ 時的顯熱 Q2— 正交晶硫在 ℃ 時轉(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 ℃ 時的溶解熱 Q5— 液硫從 ℃ 加熱到 140℃ 時的顯熱 1 正交晶硫 : 1Q =mCp T? 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 33 頁 ???T = ???? TCp Cp = ++ 105 (T)2 = 247。℃) Q = 2 6 8 5 .3 6 0 3 8 .5 ( 6 .9 2 3 0 .2 1 + 6 .9 9 7 0 .7 9 ) 4 .1 8 6 8 = 3 0 2 1 9 8 0 .8 9 7 1 k J/h? ? ? ? ?氣 3. 65 9Q = 6. 91 0 38 .5 4. 18 68 = 22 6. 41 8k J/h18 ? ? ?水 空氣帶入熱為 ： Q = Q + Q = 3 0 2 1 9 8 0 . 8 9 7 + 2 2 6 . 4 1 8 = 3 0 2 2 2 0 7 . 3 1 5 k J /h空 出 氣 水 Q = Q + Q + Q Q Q = 3 2 7 9 6 3 8 9 . 5 3 0 k J /h損酸 出 空 入 稀 釋 酸 入 空 出 熔 硫 1. 倉庫面積 的計算 硫磺的貯存期： 25 天 原料硫磺的消耗量： t/h 庫容量： ??? 每袋硫磺重 50Kg， 袋規(guī)格： = 0 .7 0 .5 0 .2? ? ? ?長 寬 高 ； 碼包： 15 包 /堆 ?！? 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 31 頁 7 22N C p = 6 . 9 5 3 + 0 . 0 0 1 1 6 3 T 2 . 5 7 1 0 T = 6 . 9 9 7??kcal/(kmol℃ ) 6Q = 2 6 8 5 . 3 6 0 2 5 . 5 ( 6 . 9 2 2 0 . 2 1 + 6 . 9 8 3 0 . 7 9 ) 4 . 1 8 6 8 = 1 . 9 9 8 1 0 k J /h? ? ? ? ??氣 Q 氣 H2O： 7C p = 6 . 8 7 + 0 . 0 0 1 0 5 1 2 5 . 5 2 . 0 4 1 0 ( 2 5 . 5 ) 2 = 6 . 8 9 7? ? ?kcal/(kmols) ， 填料高度 為 : 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 29 頁 mDH 4 43 6000 015 29 ???? ? 4. 操作氣速的校核 : 2 0 . 2 0 . 2 5 0 . 1 2 53l o g [ ( ) ] 1 . 7 5 ( ) ( )GGF LLLW LAgG??? ?? ? ??? 取瓷矩鞍填料 則3 ?? ? ， 公稱尺寸 =25mm ， A= 酸溫 度： T = 2 7 3 .1 5 + 4 4 .5 = 3 1 7 .6 5 K 則， 30G 0 T 1 0 0 .6 3 2 7 3 .1 5= = 1 .2 9 3 = 1 .1 0 4 2 k g /mT 1 0 1 .3 2 5 3 1 7 .6 5PP?? ??標(biāo) G = 7 2 8 8 7 . 1 0 5 9 + 1 8 2 7 . 4 1 2 2 = 9 6 0 7 0 . 4 4 0 2 k g /h? 標(biāo) L = 6 4 5 .8 8 8 t/ h = 6 4 5 8 8 8 k g /h 4L = 12 .5 c p= 1. 25 10 .aPs? ? g= m/s2 帶入計算得： FW =FW 5 0 % = 5 . 1 2 6 0 . 5 = 2 . 5 6 3 0 . 8 ( )?? 空 塔 氣 速 空氣帶入熱 : 空氣進口溫度 ℃ 進口干空氣量 : 3 6 0 1 5 2 .0 6 46 0 1 5 2 .0 6 4 N m /h = = 2 6 8 5 .3 6 0 k m o l /h2 2 .4 帶入水量 : Kg/h,干空氣 ： ? ℃ 則 O2： 8 2 C p = 6 . 9 1 9 + 0 . 0 0 0 1 0 9 T + 9 . 3 1 0 ( T )?? )( 0 0 1 0 2 ?????? kcal/(kmol 干燥塔直徑 : 空塔氣速 ， 主鼓風(fēng)機設(shè)在塔后 ， 操作壓力 ： P== 操作溫度 ： T = 4 4 .5 + 2 7 3 .1 5 = 3 1 7 .6 5 K 操作氣量： V0=M(% % )，則 hmMV /)%%(60032)%%( 30 ??????????hmToTPPoVoV / 7 0 7 2 53 3????? ???? ?D 噴淋密度 :12m3/(m2 解得 ： Pv p = 0 .0 3 0 2 2 2 7 7 2 b a r ， P*= 因此干空氣 的 濕含量為： 33. 02 2 82 % = 0 .0 25 07 18 2k g/N 82%? ? 故 空氣帶入水量為： 0 2 5 0 7 1 8 6 0 1 5 2 ? =5. 空氣干燥 除去 水量 ： 空氣帶入水量 為 kg/h 硫磺帶入水量 ，若考慮熔硫中水分除去率為 90%，則精硫帶入的水量為： 1000% 4% （ 1－ 90%） =轉(zhuǎn)化進氣帶入水量： 干燥過程除去 的 水量： +=干燥效率 : %10 012 08 46 04 ? =% 空氣干燥 ： 干空氣量： 水 量： Kg/h : 干空氣量： 水 量 : － = : 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 28 頁 進口酸溫度：當(dāng)?shù)仄咴路萜骄鶞囟葹?℃ ， 若 考慮 △T=10℃ 循環(huán)水溫度為 ℃ ，則酸溫溫度為 ℃ 。 = t/h (100%H2SO4) 3. 消耗的 空氣量： 轉(zhuǎn)化 器 進口氣 體中 N2的量 ： 1 3 7 5 2 0%1 5 0 0 3 2%1 5 ????M Nm3=則干空氣量為： %79 = Nm3/h=轉(zhuǎn)化器一段 空氣的平均分子量： 7 9 % 2 8 + 2 1 % 3 2 = 2 8 .8 4?? 由此可得干空氣的平均分子量： 2 2 6 2 6 6 8 5 ?? t/h 4. 空氣帶入的水量： 七月平均溫度： ℃ 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 27 頁 空氣平均相對濕度 :% 年平均大氣壓 : ℃ 下飽和水蒸汽壓力用 Antoine 公 式 【 12】 計算 ： ln BPv p A TC?? ? 式中， Pvp ,bar (105pa)； T,K。%247。 考慮“ 3+2”流程，其中總轉(zhuǎn)化率達 %； 取 X1=% ， X2=% ， 吸收率 : % 轉(zhuǎn)化進口 SO2濃度 % 轉(zhuǎn)化進口 SO3濃度 % 產(chǎn)品酸濃度： % 硫酸 轉(zhuǎn)化進口 H20(g)含量 實際設(shè)計小時產(chǎn)量為 : )( ???? t/h 硫磺 質(zhì)量 ： 含 S %%)%( ??? 含 H20 % 含 灰 分 % 氣象條件： 取七月份 平均 氣溫 作為設(shè)計溫度 :℃ ； 空氣平均相對濕度 :%； 年平均大氣壓 :。 廢渣在水泥生產(chǎn)中也可以作為鐵助溶劑、煉鐵原料和氯化劑 (如 CaCl2)進行氯化 熔燒處理回收澆渣中大部分有色金屬和貴金屬，回收后燒渣還可煉鐵；燒渣還可用于制造鐵紅，液體三氧化鐵，以及 Fe(OH)3,作凈水劑等。目前 ,對于硫酸工業(yè)的污水處理 ,普遍采用電石渣中和法或石灰中和法。尾氣中二氧化硫的含量與二氧化硫的轉(zhuǎn)化率直接有關(guān) ,但實際生產(chǎn)中 ,使總轉(zhuǎn)化率達到 99%以上 ,尾氣中二氧化硫含量達到排放標(biāo)準(zhǔn)是有一定困難的 ,一般對尾氣進行回收 ,尾氣回收的方法目前主要是氨 酸法和堿法。對于大型硫酸裝置選用球拱和條拱支撐都可以。當(dāng)采用球拱時，有兩個力作用于塔，一個是對塔壁的水平推力，一個是對塔底的垂直壓力。塔的底部多數(shù)為平的，也有碟形的。 7．價格低廉，來源容易。 5．最低濕潤率要小，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。 貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 23 頁 填料的選擇原則 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，泛點氣速高。應(yīng)特別注意第一段催化劑層的篦子板 ,因其操作溫度達 600℃ ,普通鋼材在高溫下的強度顯著減弱 ,使用一段時間后 ,會引起中部下陷 ,嚴(yán)重時將產(chǎn)生篦子板塌陷。 轉(zhuǎn)化器的內(nèi)部構(gòu)件有兩種 :一種是以耐熱鑄鐵為主要材料的結(jié)構(gòu)；另一種是以普通鋼材和少量耐熱不銹鋼為主要材料的結(jié)構(gòu)。但應(yīng)注意兩點 :一是流速增加后 ,催化劑層的加高 ,阻力也按比例增加。在快速熔硫槽內(nèi) ,穩(wěn)定可靠的加熱系統(tǒng)和合適的攪拌器對硫磺的快 速熔化起著非常重要的作用。攪拌器由減速機直接驅(qū)動。槽體有也有圓 筒形。帶攪拌器的熔硫槽 具有較強的湍流擴散能力和對流循環(huán)作用 ,故而傳熱效果較好 ,所以又稱之為快 速熔硫槽 ,多在大中型裝置中使用。不帶攪拌器的熔硫槽一般為池式 ,利用均布于槽內(nèi)的盤管加熱 ,固體硫磺靠自 身重量沉入池中 ,受熱熔化 。經(jīng)初步凈化的液體硫磺流向下一道工序 ,在澄清槽和 精硫槽中進一步處理 ,成為純凈的液硫。熔硫槽就是將固體硫磺熔化為液硫并對其進行初步凈化的設(shè)備。為強化硫磺與空氣混合均勻，爐內(nèi)設(shè)置多道擋板，在頂部設(shè)置了兩個切向進氣口，并在擋墻之間設(shè)置了二次進風(fēng)，一是補充空氣，二貴州大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 22 頁 是調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度，不至 使硫升華。 大型焚硫爐結(jié)構(gòu)簡單、容積強度大，國內(nèi)外大、小規(guī)模的裝置都采用臥式鋼制圓筒內(nèi)襯耐火磚和保溫磚結(jié)構(gòu)。 焚硫爐的設(shè)計 焚硫爐是硫磺制酸的關(guān)鍵設(shè)備，焚硫爐運行時要保證液硫的霧化效果 ,即采用高質(zhì)量的液硫霧化裝置；同時也要保證 空氣與霧化的硫磺充分混合 ,以使液硫在爐中充分燃燒。煙氣由煙道分流 ,縱向沖刷煙管 ,在出口煙道內(nèi)匯流引出。水管、火管 鍋爐各有千秋，大型硫磺制酸裝置多選擇臥式火管鍋爐 ,由鍋殼、氣泡、進出口煙道和管系四部分組成。自 20世紀(jì)八九十年代北京、上海等廠首批引進火管鍋爐后，無錫某廠等硫酸企業(yè)相繼采用了國產(chǎn)火管鍋爐。目前一些大型硫磺制酸裝置采用強制循環(huán)水管鍋爐，運行情況較好。 設(shè)備選擇論證 廢熱鍋爐的選擇 【 9】 廢熱鍋爐有水管鍋爐和火管鍋爐兩種。 ⑵ . 采用脹 — 焊并用工藝，防止管口松弛和焊口疲勞開裂。 一旦發(fā)生缺水事故 ， 后果相當(dāng)嚴(yán)重 ； 爐氣阻力大 ； 轉(zhuǎn)化工序火管鍋爐出口溫度只能降至 220 ℃左右 ； 一旦漏水會造成自身及后續(xù)設(shè)備腐蝕 ； 檢修不方便。 ⑷ . 制造、安裝工作量小 ， 占地面積小。 ⑶ . 密封性較好 ， 非常適合硫磺制酸系統(tǒng)爐氣正壓操作的要求。 ⑵ . 開車升溫、升壓快 ,縮短了低溫狀態(tài)下管束與冷凝酸接觸的時間 ； 停車時管外汽 — 水混合物很快便將管內(nèi)壁烘干 ， 有效防止了受熱面的低溫腐蝕。 2. 火管鍋爐 優(yōu)點： ⑴． 管內(nèi)爐氣流速高達 5070 m/ s且無滯流區(qū) ， 故傳熱系數(shù)高達 7080 W/ (m2 開、停車時受熱面易附著冷凝酸 ， 且結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 難免存在氣體滯留區(qū) ， 導(dǎo)致受熱面酸冷凝腐蝕 ； 爐墻密封性差 ， 氣體易外泄 ； 受熱面一旦泄漏 ， 易造成鍋爐自身及后續(xù)設(shè)備的腐蝕 ； 制造、安裝工作量大。以下對硫磺制酸裝置所采用的兩種廢熱利用設(shè)備做一介紹： 1．水管鍋