【正文】 （ 1）地面水環(huán)境質(zhì)量標準 GB383888 （ 2）大氣環(huán)境質(zhì)量標準 GB309582 （ 3）城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準 GB309682 （ 4）污水綜合排放標準 GB897888 南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設(shè)計 9 （ 5）工業(yè)“三廢”排放試行標準 GBJ473 （ 6）鍋爐煙塵排放標準 GB384183 約束條件 （ 1）設(shè)計考慮的外部約束條件： 1）政府制定的各種法律、規(guī)定和要求； 2）各種自然規(guī)律； 3）安全要求； 4）衛(wèi)生要求； 5）資源情況； 6）各種必須遵循的標準和規(guī)范； 7）經(jīng)濟要求，經(jīng)濟可行。 本文設(shè)計裝置年產(chǎn) 98%工業(yè)硫酸 30 萬噸，裝置運轉(zhuǎn)市場為 8000 小時 /年。本裝置的產(chǎn)品是符合一等品指標濃度為 98%的濃硫酸。本裝置焚硫采用機械噴嘴霧化的噴霧式焚硫爐，采用國產(chǎn)催化劑、“ 3+2”兩 次轉(zhuǎn)化工藝。國內(nèi)硫酸工業(yè)的重心正由硫鐵礦制酸一步步轉(zhuǎn)移到硫磺制酸上來，該裝置的設(shè)計與建成不僅是響應該行業(yè)的趨勢，更是本著保護環(huán)境節(jié)能減排的現(xiàn)代工業(yè)責任心。預計到“十二五”末期我國硫磺制酸產(chǎn)能將達到 47000~50000kt/a，產(chǎn)量約40000kt/a。到 20 世紀 90 年代以后，隨著我國有色冶煉行業(yè)的發(fā)展，以及國際硫磺價格的下降和環(huán)保要求的日益嚴格，硫磺制酸在制酸工業(yè)中占據(jù)了非重要的地位。 論文 設(shè)計項目內(nèi)容 與 意義 本文 設(shè)計項目 為 300 kt/a 硫磺制酸裝置 ，原料為揚子石化 等 裝置回收下來的液體硫磺。該系統(tǒng)主要由 HRS 熱回收塔、 HRS 酸循環(huán)泵、 HRS 鍋爐及 HRS稀釋器 4 臺設(shè)備組成。 c. 生產(chǎn)熱水用于居民生活。 80年代后期，我國開 發(fā)了幾種回收利用低溫廢熱的方法和技術(shù)： a. 加熱脫鹽水，提高進除氧器的水溫，從而減少除氧器蒸汽消耗。 對于干吸工段低溫廢熱的回收，由于品味較低，回收利用在技術(shù)上比較困難。具體根據(jù)裝置規(guī)模的不同，其系統(tǒng)設(shè)置也有所差異。 80 年代我國相繼引入國外全套廢熱利用設(shè)備，提高了硫磺制酸裝置廢熱回收的效率 [17]。 我國在硫磺制酸裝置的廢熱回收技術(shù)方面起步較晚。除裝置散熱、平排氣等損失外，其余熱量理論上均可回收利用。南化公司硫磺制酸裝置采用的是三塔兩槽循環(huán)流程，其中干燥塔單獨一槽，兩個吸收塔共槽。中間加一道隔墻流程是由三塔兩槽流程演變而來，中間加兩道隔墻流程是由三塔三槽循環(huán)流程演變而來。 b) 三塔兩槽循環(huán)流程有：干燥塔、一吸塔共槽，二吸塔單獨一槽循環(huán)流程；干燥塔、二吸塔共槽，一吸塔單獨一槽循環(huán)流程；兩個吸收塔共槽，干燥塔單獨一槽循環(huán)流程?；侵扑嵫b置的干吸工藝流程按設(shè)備配置的不同，可分為三大類：三塔三槽循環(huán)流程，三塔兩槽循環(huán)流程和三塔一槽循環(huán)流程 [14]。 干吸工段 干吸工段設(shè)有一個干燥塔和兩個吸收塔，干燥塔的任務是干燥空氣，除去空氣中的水分。分析比較“ 3+2”五段轉(zhuǎn)化和“ 3+1”四段轉(zhuǎn)化工藝，研究表明在較高 ?(SO2)的原料氣下獲得同樣高的最終轉(zhuǎn)化率，前者對催化劑的要求更低一些，并且前者對達到要求的最終轉(zhuǎn)化率更有保障 [13]。 兩轉(zhuǎn)兩吸工藝也有多種流程，常見的有“ 3+2”五段轉(zhuǎn)化，“ 3+1”四段轉(zhuǎn)化，“ 2+2”四段轉(zhuǎn)化，“ 2+1”三段轉(zhuǎn)化。 自從 20 世紀 60 年代以來，硫酸生產(chǎn)中 SO2轉(zhuǎn)化工藝的技術(shù)進步是采用兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收工藝，簡稱兩轉(zhuǎn)兩吸。由于焚硫爐出口至廢熱鍋爐的氣體的溫度很高（可達到 1100℃左右），該管道一般采用碳鋼襯磚結(jié)構(gòu)，施工難度大，因此焚硫爐和廢熱鍋爐應盡量靠近以縮短該管道的長度。在保證液硫充分燃燒的前提下，提高了焚硫爐的容積熱強度 [12]。 焚硫爐 焚 硫爐一般為鋼制圓筒內(nèi)襯耐火磚和保溫磚的臥式結(jié)構(gòu)，爐內(nèi)設(shè)置多道擋墻及二次風入口，以增強空氣與液硫霧化顆粒的混合，確保液硫在爐內(nèi)完全燃燒。塔后流程的優(yōu)點是鼓風機的壓縮熱帶入焚硫爐，可多產(chǎn)生蒸汽，同時可以減少干燥塔循環(huán)水的用量 [12] 。液體硫磺霧化、燃燒采用帶有機械霧化噴嘴的焚硫爐，具有結(jié)構(gòu)簡單、容 積熱強度高，不需另設(shè)加壓風機等優(yōu)點，節(jié)省了動力消耗，簡化了流程 [11]。 硫磺制酸的工藝流程 硫磺制酸一般包括：原料處理，焚硫， SO2轉(zhuǎn)化和干吸工序 [9]。特別是我國，硫磺回收和硫磺制酸發(fā)展迅速， 2021 年我國硫磺回收產(chǎn)能在 4000~5000kt/a，產(chǎn)量為 2870kt[7]。隨著全球?qū)α蛩嵝枨罅康牟粩嘣黾?，硫酸產(chǎn)品會有更廣的市場前景。 綜上，我們看以看到，硫酸工業(yè)自誕生以來，其規(guī)模就一直快速發(fā)展。化肥消費硫酸 232319 萬噸， 占硫酸消費量的 %[5]。自 21 世紀有關(guān)部門人士到含硫化肥在糧食生產(chǎn)中的重要作用，并將發(fā)展含硫化肥放在了重要地位。 1998年全國化肥產(chǎn)量 273616 萬噸 ，比 上年增長 %，其中磷肥 51515929 萬噸 ，前 7 個月磷酸鹽產(chǎn)量增長 4%，全年硫酸產(chǎn)量比上年增長 %。我國硫酸的消費主要用于化肥生產(chǎn)，至 1995 年的前 10 年，我國磷酸鹽消費量平均年增長率為 %。 隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和引進國外先進的技術(shù)，我國在硫酸工業(yè)上得技術(shù)裝備水平不斷在提高。我國硫磺制酸也正在向大型化發(fā)展。預計到“十二五”末期我國硫磺制酸產(chǎn)能將達到 47000~50000kt/a，產(chǎn)量約 40000kt/a[7]。 但是， 20 世紀 90 年代以后，隨著我國有色冶煉行業(yè)的發(fā)展，以及國際硫磺價格的下降和環(huán)保要求的日益嚴格，我國硫酸生產(chǎn)的原料結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，硫磺制酸和冶煉煙氣制酸的比例逐漸提高，硫鐵礦制酸的產(chǎn)量雖然下降不大，但其所占比例已越來越小，由 20 世紀七八十年代的 80%～ 90%，到 2021 年降到50%以下。 我國是硫鐵礦的最大消費國， 20 世紀我國硫酸工業(yè)主要以硫鐵礦為原料。隨著中國高濃度磷 復肥和有色金屬的發(fā)展， 硫酸產(chǎn)量迅速增加。 我國的硫酸工業(yè)起始于 19 世紀 70 年代，當時產(chǎn)量很少。如 :1996 年，英國占總產(chǎn)量 %的硫酸以硫磺 為原料、美國占 %。全球硫酸產(chǎn)量近十多年均是正增長，而到 2021 年的總產(chǎn)量約 196000kt[2]。 國內(nèi)外硫酸工業(yè)概況 硫酸作為傳統(tǒng)的無機基本化工原料， 自 18 世紀中葉工業(yè)化生產(chǎn)以來，隨著炸 藥、染料工業(yè)的興起而迅速發(fā)展， 現(xiàn)今隨化肥工業(yè)、有色冶金、石油化工、紡織和國防工業(yè)、輕工業(yè)及其它有關(guān)工業(yè)的發(fā)展而不衰 [2]。 常用的稀硫酸濃度為 15%和 20%左右，濃硫酸濃度一般為 93%和 98%酸，發(fā)煙酸濃度常用為 %和 %。 burning sulfur furnace 目錄 摘要 ................................................................................................. I Abstract ....................................................................................... III 第一章 文獻綜述 ........................................................................... 1 硫酸簡介 ................................................................................................. 1 國內(nèi)外硫酸工業(yè)概況 ............................................................................. 1 硫酸市場分析 ......................................................................................... 2 硫磺制酸 ................................................................................................. 3 硫磺制酸的工藝流程 .................................................................. 3 焚硫工段 ...................................................................................... 3 轉(zhuǎn)化工段平 .................................................................................. 4 干吸工段 ....................................................................................... 5 廢熱回收 ...................................................................................... 6 第二章 總論 ................................................................................... 8 項目概述 ................................................................................................. 8 設(shè)計依據(jù) ................................................................................................. 8 設(shè)計原則 ................................................................................................. 8 環(huán)境保護條例 .............................................................................. 8 約束條件 ...................................................................................... 9 項目建設(shè)意義 ......................................................................................... 9 原料及產(chǎn)品方案 ................................................................................... 10 主要物料規(guī)格及消耗 ........................................................................... 10 主要危險品性質(zhì) ................................................................................... 11 第三章 工藝流程 ......................................................................... 11 設(shè)計目標 ............................................................................................... 12 概述 ............................................................................................. 12 生產(chǎn)規(guī)模 .................................................................................... 12 V 工藝路線選擇 ....................................................................................... 12 工藝路線選擇原則 .................................................................... 12 工藝路線的比較及選擇 ............................................................ 12 工藝流程介紹 .....................