【正文】 起燃溫度為360℃370℃，正常使用溫度為480℃580℃，適合作“引燃層”催化劑（低溫釩催化劑）。設(shè)計(jì)采用的最終轉(zhuǎn)化率，對(duì)于一次性轉(zhuǎn)化的小型廠一般取96%，中型廠可用四或五段，用五段時(shí)一般用爐氣冷激或空氣冷激調(diào)節(jié)進(jìn)入催化劑層的溫度。 以前國(guó)內(nèi)釩催化劑廣泛采用的是S101型?；钚愿?，熱穩(wěn)定性好，有較高的機(jī)械強(qiáng)度高，且價(jià)格便宜易獲得。產(chǎn)品一般為圓柱形，直徑410mm,長(zhǎng)615mm。以硅膠，硅藻土，硅酸鋁等用作載體的多組分催化劑。 氧化鐵催化劑：主要成份三氧化二鐵(Fe2O3)，該催化劑雖然價(jià)廉易獲得，但只有在640℃以上高溫時(shí)才具有活性，轉(zhuǎn)化率一般只有4550%，工業(yè)上也不宜采用氧化鐵催化劑。但價(jià)格昂貴，加大了成本，且易中毒。（SO2，O2的起始濃度a，b以及轉(zhuǎn)化率X ）SO2的摩爾分率 將此三式代入動(dòng)力學(xué)方程式便可得： 催化劑的選擇在硫酸生產(chǎn)過(guò)程中,研制耐高溫高活性催化劑相當(dāng)重要,普通催化劑允許起始的∮(SO2)在10%以下,若能提高它們的耐熱性,在高溫下仍能長(zhǎng)期的保持高活性,就可以允許大大提高起始的∮(SO2),不但能增加生產(chǎn)能力,降低生產(chǎn)成本,、S1071H型和S108H型三種催化劑,(Y)型、S1071H(Y)型,它們是菊花環(huán)狀釩催化劑,床層阻力降比上述二系列催化劑基本相同,催化劑化學(xué)成分同上述二系列相同，主催化劑為V2O5,助催化劑為K2O、K2SO、 的催化劑主要有三種：金屬鉑、金屬氧化物（主要是氧化鐵）和釩催化劑。國(guó)際上對(duì)SO2在釩催化劑上氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)研究，由于催化劑的結(jié)構(gòu)、特性以及實(shí)驗(yàn)條件不同，所得到的動(dòng)力學(xué)方程也不相同，至今比較認(rèn)可的是波列斯科夫方程。 SO2氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)二氧化硫在催化劑表面上氧化成三氧化硫的過(guò)程一般認(rèn)為分四步進(jìn)行:，使氧分子中原子間的鍵斷裂成為活潑的氧原子；；，化合成為三氧化硫分子；，進(jìn)人氣相。SO2最適宜濃度和催化劑層的阻力有很大的關(guān)系。但要是增加SO2的濃度，又必須要增加催化劑的填裝量。硫酸廠系統(tǒng)的阻力的70%集中在轉(zhuǎn)化器的催化劑層。 SO2最適宜濃度的選擇SO2最適宜濃度必須要保證產(chǎn)量和最大經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)催化劑顆粒較大時(shí)，內(nèi)擴(kuò)散影響不能忽略，此時(shí)宏觀動(dòng)力學(xué)模型很復(fù)雜，需要用催化劑表面利用率作修正。從平衡轉(zhuǎn)化率的角度，溫度低，平衡轉(zhuǎn)化率就高，操作溫度低有利；從反應(yīng)速率的角度，溫度高，反應(yīng)速率就快，操作溫度高有利，但是催化劑有活性范圍，太高太低都不行。平衡轉(zhuǎn)化率在某一溫度下反映了該化學(xué)反應(yīng)可以進(jìn)行的程度。 其平衡常數(shù)為：式中， P、P、P分別為SOSOO2的平衡分壓。 第二章 工藝部分 重點(diǎn)設(shè)計(jì)工序的生產(chǎn)基本原理【4】二氧化硫氧化為三氧化硫的反應(yīng)為： 此反應(yīng)是體積縮小、放熱、可逆反應(yīng)。，有利于環(huán)境的保護(hù)。也降低了裝置的管理費(fèi)用。生產(chǎn)成本的降低有利于企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益；、凈化工段，只有熔硫、焚化、轉(zhuǎn)化、干吸、成品工段，原料的加工也比硫鐵礦制酸裝置簡(jiǎn)單，因此工藝流程短，物料處理量少，設(shè)備少，建設(shè)工期短。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的變化，硫磺制酸體現(xiàn)了越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn)：，國(guó)內(nèi)硫鐵礦到廠價(jià)格為200 220元/噸（折35%S）。溫度降低也有分解出H2S的傾向。在138℃以下,烴類與硫的反應(yīng)速度很慢,生成的H2S能溶解于液態(tài)硫中。有的可以達(dá)到或超過(guò)燃爆濃度(常溫下為%,但液硫貯槽溫度132℃下為%)。但酸度過(guò)高則嚴(yán)重腐蝕熔硫設(shè)備。這些酸是在潮濕的環(huán)境和在細(xì)菌的作用下,硫被空氣緩慢氧化而形成的。水分含量增高,則酸度增加,貽患無(wú)窮。與完全沒(méi)有水分時(shí)比較,每含1%水分,熔硫蒸汽的理論消耗量(指完全沒(méi)有熱損失時(shí))%。2. 水分硫磺中的水分在熔硫和液硫澄清過(guò)程中基本上全部被蒸發(fā)掉。硫磺中灰分能污染加熱表面而降低它的傳熱系數(shù),部分灰分在熔硫槽、澄清槽中沉降,過(guò)多的灰分將縮短熔硫槽和澄清槽的清理周期。 硫磺中雜質(zhì)對(duì)制酸工藝的影響【2】硫磺中的雜質(zhì)主要有灰分、水分、酸度和硫化氫等,它們對(duì)制酸工藝的影響分述如下:1. 灰分硫磺,特別是回收硫,在產(chǎn)出時(shí)灰分含量是比較少的。大型裝置，特別是硫磺裝置，只要設(shè)計(jì)合理、管理嚴(yán)格完全可以達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。21世紀(jì)是綠色的世紀(jì)，實(shí)施的是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，企業(yè)的命運(yùn)與環(huán)境的關(guān)系比以往任何時(shí)候都更為緊密。面對(duì)未來(lái), 我們充滿信心：經(jīng)過(guò)入世風(fēng)雨的滌蕩之后，中國(guó)必將躋身于世界硫酸強(qiáng)國(guó)之林。 資源的全球化配置、國(guó)外資金與技術(shù)的全面介入, 必將打破中國(guó)硫酸工業(yè)的原有格局, 我們的技術(shù)水平、生產(chǎn)管理水平也將因此而躍上一個(gè)新的臺(tái)階。%，數(shù)量太少，應(yīng)該積極利用熱管技術(shù)等新技術(shù)回收硫酸中的廢熱，提高我國(guó)硫酸廢熱的回收水平。目前，西北歐的硫酸企業(yè)出售硫酸廢熱能源獲得的利潤(rùn)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了銷售硫酸獲得的利潤(rùn)。2006年 利用廢熱能源，硫資源帶來(lái)的廢熱能源是硫酸行業(yè)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，石油、天然氣、煤等主要能源原料的供不應(yīng)求更加反映出硫酸行業(yè)廢熱能源的彌足珍貴。預(yù)計(jì)2005年硫酸產(chǎn)量可超過(guò)4400萬(wàn)噸，%；其中硫磺制酸2000萬(wàn)噸，%；冶煉煙氣制酸900萬(wàn)噸，%；%；其他制酸55萬(wàn)噸，與去年基本持平。%其中產(chǎn)量最大的是云南。部分硫磺制酸裝置改回硫鐵礦制酸，%，%；，%；，%；。%，擺脫了長(zhǎng)期以來(lái)位居次席的地位，超越了美國(guó)的30503100萬(wàn)噸。%，增加18%；%；%%雖然國(guó)內(nèi)產(chǎn)量增加很快，但還是無(wú)法完全滿足需求。因此，我國(guó)硫磺的回收總產(chǎn)量在未來(lái)的510年間預(yù)計(jì)可達(dá)到100150萬(wàn)噸，除去工業(yè)上用硫磺3040萬(wàn)噸，還有100萬(wàn)噸以上的硫磺可共用于硫酸的生產(chǎn)。我國(guó)的硫磺資源較少，年產(chǎn)量常年維持在30萬(wàn)噸，根據(jù)有關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)我們過(guò)未來(lái)的1015年內(nèi)，為滿足對(duì)油品的需求，原油進(jìn)口量將達(dá)到一億噸。 自從加入 WTO后，中國(guó)徹底的打破了資源的局限性，在全球范圍內(nèi)對(duì)資源進(jìn)行優(yōu)化配置，硫酸的工業(yè)原料也根據(jù)國(guó)際市場(chǎng)進(jìn)行重組，一統(tǒng)天下的硫鐵礦制酸，幾年之內(nèi)就被逼退到只剩半壁江山。我國(guó)的硫酸工業(yè)開(kāi)始于19世紀(jì)，19世紀(jì)70年代以前，我們過(guò)的硫酸基本依靠進(jìn)口，用黃金交換。其他如制革、造紙、電鍍、印染、醫(yī)藥、農(nóng)藥、煉焦、蓄電池、合成洗滌劑等生產(chǎn)也都需用硫酸。硫酸是硝化工序不可缺少的脫水劑。鋼鐵工業(yè)需用硫酸進(jìn)行酸洗。硫酸最大消費(fèi)者是化肥工業(yè)，用以制造磷酸、過(guò)磷酸鈣和硫酸銨。硫酸所以被譽(yù)為化學(xué)工業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī)。硫酸常常被列為國(guó)家主要化工產(chǎn)品之一，人們往往用硫酸的年產(chǎn)量來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家的化工生產(chǎn)能力。我國(guó)硫酸工業(yè)目前正處于快速發(fā)展時(shí)期。出口量相對(duì)較小，2007年15月份，%，僅是去年同期的1/2。我國(guó)硫酸70%用于化肥生產(chǎn),其它為化工,農(nóng)藥,醫(yī)藥,冶金,紡織等工業(yè)。自2003年以來(lái)，我國(guó)硫酸產(chǎn)能與產(chǎn)量已成為世界最大硫酸生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)2006年我國(guó)硫酸產(chǎn)量4430萬(wàn)噸，與2000年硫酸產(chǎn)量2350萬(wàn)噸相比，產(chǎn)量幾乎翻了一番,是全球硫酸總產(chǎn)量的25%，并成為全球硫酸市場(chǎng)最為活躍貿(mào)易量大的國(guó)家之一，也是硫酸進(jìn)口量較大的國(guó)家之一。所以應(yīng)引起高度重視和適度控制。預(yù)計(jì)2010年我國(guó)進(jìn)口硫磺總量將達(dá)到800萬(wàn)噸，屆時(shí)硫磺制酸產(chǎn)量將占我國(guó)硫酸總產(chǎn)量的30 %。因此，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，我國(guó)回收硫磺的總產(chǎn)量會(huì)有較大幅度的增長(zhǎng)。由于硫酸需求量和生產(chǎn)量都比較大,而硫酸生產(chǎn)過(guò)程處于高溫和強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中,排放的氣體中存在污染環(huán)境的有害成分,因而現(xiàn)代的硫酸生產(chǎn)技術(shù)被工程界、科技界廣泛關(guān)注,并發(fā)展到比較高的水平。硫磺還是一種清潔原料,生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境污染較小,環(huán)境效益突出。近十年來(lái)由于國(guó)際市場(chǎng)硫磺供應(yīng)充足,同時(shí)我國(guó)石油、天然氣回收硫數(shù)量也在不斷增加,硫磺制酸有了快速發(fā)展。20 世紀(jì)90 年代以來(lái)隨著污染控制的日趨嚴(yán)格,石油和天然氣回收的硫磺不斷增加,已取代天然硫成為硫磺市場(chǎng)的主體(近年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為87 %) ,世界硫磺的價(jià)格雖有波動(dòng),但尚能承受。采用國(guó)產(chǎn)化技術(shù)建設(shè)硫酸裝置一直是我國(guó)硫酸工業(yè)的主體。在生產(chǎn)發(fā)展中技術(shù)不斷進(jìn)取是我國(guó)硫酸工業(yè)的特點(diǎn)。預(yù)計(jì)至2005 年、2010 年硫磺制酸產(chǎn)量將占當(dāng)年總產(chǎn)量的41. 4 %、%。據(jù)統(tǒng)計(jì),1994 年全國(guó)硫酸總產(chǎn)量15 300kt ,硫磺制酸只占總產(chǎn)量的1. 0 % 。用作鉛酸蓄電池中的電解液和電鍍等。用純凈水吸收潔凈三氧化硫氣體制得蓄電池硫酸。一般和過(guò)氧化氫一起用于除去晶體上已完成屏蔽作用的光刻膠，或作腐蝕劑。超凈高純?cè)噭?。也可用作搪瓷、金屬的酸洗劑，有機(jī)合成的磺化劑和脫水劑，以及用于金屬冶煉，石油精制和電子工業(yè)等。生產(chǎn)方法有接觸法和硝化法。用水稀釋時(shí)應(yīng)在不斷攪拌下將硫酸緩緩注入水中，切勿將水注入酸中造成濺酸傷人。能使木材、紙張、棉麻織物等強(qiáng)烈脫水而炭化。能與許多金屬、金屬氧化物或其他酸的鹽類反應(yīng)生成硫酸鹽。％的硫酸水溶液為恒沸混合物，沸點(diǎn)339℃。沸點(diǎn)(330177。工業(yè)品因含雜質(zhì)而呈黃、棕等色。目錄 設(shè)計(jì)規(guī)模 設(shè)計(jì)規(guī)模:20萬(wàn)噸/年 產(chǎn)品及規(guī)格:原料: 硫磺 規(guī)格: 含水:% 灰分:%產(chǎn)品：98%的濃硫酸規(guī)格：產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行中華人民共和國(guó)工業(yè)硫酸標(biāo)準(zhǔn)（GB / T 5342002）一等品規(guī)格，硫酸質(zhì)量符合下表要求。 硫酸質(zhì)量指標(biāo)表指標(biāo)名稱濃硫酸1硫酸（H2so4）≥2灰粉%≤3鐵（Fe）含量≤4砷(As)含量%≤5透明度mm≥506色度ml≤ 硫酸的性質(zhì)及基本用途硫酸純品為無(wú)色油狀液體。密度(液態(tài))。)℃。一種活潑的二元無(wú)機(jī)強(qiáng)酸。濃硫酸具有強(qiáng)烈的脫水作用和氧化性。與水混合反應(yīng)激烈，放出大量熱。低于76％的硫酸與金屬反應(yīng)放出氫氣。主要用于生產(chǎn)磷酸，磷肥，各種硫酸鹽，二氧化鈦(硫酸法)，洗滌劑，染料，藥物，合成纖維等。用工業(yè)硫酸在石英設(shè)備中蒸餾提純，或以去離子水吸收三氧化硫制成純品，再經(jīng)微孔過(guò)濾膜進(jìn)行超凈過(guò)濾而得半導(dǎo)體及硫酸。是半導(dǎo)體工業(yè)用量最大的化學(xué)品。還可用作電子產(chǎn)品的清洗劑和腐蝕劑。也可用蒸餾法、吹出法對(duì)工業(yè)硫酸提純制得。 我國(guó)硫酸工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r【1】我國(guó)硫磺制酸工業(yè)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展得到了快速發(fā)展。而2002 年全國(guó)硫酸總產(chǎn)量30 510. 93 kt ,硫磺制酸產(chǎn)量已占總產(chǎn)量的36. 4 %。不但產(chǎn)量增加,硫酸生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步也很顯著。特別是20 世紀(jì)80年代以來(lái),加強(qiáng)與國(guó)外技術(shù)交流和國(guó)際合作,引進(jìn)部分工藝技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備,通過(guò)消化和吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù),開(kāi)發(fā)了許多新設(shè)備、新材料,使我國(guó)的硫酸生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高,逐步縮小了與世界先進(jìn)水平的差距。從生產(chǎn)硫酸的原料看,硫磺是世界硫酸生產(chǎn)的從生產(chǎn)硫酸的原料看,硫磺是世界硫酸生產(chǎn)的主要原料(占65 %以上) 。我國(guó)由于硫磺資源缺乏,一直以硫鐵礦為主要原料。與硫鐵礦制酸相比,硫磺制酸在建設(shè)投資、水電等消耗,以及原料運(yùn)輸量都低得多。適度發(fā)展硫磺制酸,使硫酸生產(chǎn)原料多元化,已成為我國(guó)硫酸工業(yè)發(fā)展的策略之一。我國(guó)硫磺資源較少，硫磺年產(chǎn)量多年來(lái)維持在30萬(wàn)噸左右，根據(jù)有關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)，我國(guó)在今后的1015 年內(nèi)，為滿足國(guó)內(nèi)對(duì)油品的需求，進(jìn)口原油量將達(dá)到1 億噸，而且大部分為中東高硫原油，在加工過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生大量硫化氫氣體；同時(shí)內(nèi)地?zé)拸S對(duì)原油的深度加工，也會(huì)副產(chǎn)大量酸性氣體。未來(lái)的5至10 年間，我國(guó)的回收硫磺預(yù)計(jì)可達(dá)到100150 萬(wàn)噸，扣除工業(yè)用硫磺3040 萬(wàn)噸，還有100萬(wàn)噸以上的硫磺可用于硫酸生產(chǎn)。我國(guó)對(duì)硫磺需求的快速增長(zhǎng)將引起世界市場(chǎng)硫磺供求和價(jià)格的波動(dòng)，若不及時(shí)加以適當(dāng)?shù)目刂?，?dāng)我國(guó)硫磺進(jìn)口量占到世界硫磺貿(mào)易量的20%時(shí)，世界市場(chǎng)硫磺價(jià)格將出現(xiàn)不斷上漲的趨勢(shì)，我國(guó)硫磺制酸將面臨極大的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致硫鐵礦企業(yè)萎縮，使我國(guó)硫酸工業(yè)以及需要硫酸的工業(yè)受到極大的損失。進(jìn)入本世紀(jì),我國(guó)硫酸工業(yè)增長(zhǎng)勢(shì)頭加快，%。進(jìn)入本世紀(jì)，我國(guó)硫酸工業(yè)以每年遞增一個(gè)百分點(diǎn)的速度持續(xù)增長(zhǎng)。我國(guó)硫酸產(chǎn)量不足需，每年須進(jìn)口硫酸與硫磺來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求40%左右。2007年上半年，我國(guó)硫酸產(chǎn)量將達(dá)到2550萬(wàn)噸，全年產(chǎn)量將達(dá)到5100萬(wàn)噸， %。 硫酸在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性 硫酸是化學(xué)工業(yè)的重要產(chǎn)品，又是許多工業(yè)生產(chǎn)的重要原料。硫酸在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面都具有廣泛用途，在有關(guān)化學(xué)工業(yè)方面尤其重要。硫酸是一種非常重要的化工原料，幾乎所有的工業(yè)都直接或間接地用到它。在石油工業(yè)中,硫酸用于產(chǎn)品的精煉。在有色冶金工業(yè)中，需用硫酸配制電解液。硫酸還是現(xiàn)代氟工業(yè)的基礎(chǔ)。硫酸也是十分重要的化工基礎(chǔ)原料，被人稱為化工之母，衡量一個(gè)國(guó)家或者一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)是否發(fā)達(dá)，首先就看這個(gè)地區(qū)的硫酸產(chǎn)量。現(xiàn)在我國(guó)的硫酸工業(yè)飛速發(fā)展，從1949年的年產(chǎn)4萬(wàn)噸，到2000年的2356萬(wàn)噸每年，以每年20%的高速增加。2006年全國(guó)也將關(guān)閉四萬(wàn)噸以下的硫鐵礦制酸，硫磺制酸法受到制酸界的廣泛關(guān)注。其中大部分為中東高硫原油，其加工中必然產(chǎn)生大量的硫化氫氣體；同時(shí)內(nèi)地?zé)捰蛷S對(duì)原油的深度加工，也會(huì)產(chǎn)生大量酸性氣體。 。2003年進(jìn)口硫磺499萬(wàn)噸，比上年增加22%；，與上年基本持平。由于硫磺進(jìn)口價(jià)位一直居高不下。 2004年硫酸產(chǎn)量以及市場(chǎng)顯現(xiàn)多年的未見(jiàn)的好形勢(shì)，其中有兩個(gè)原因：一是從2003年底開(kāi)始，中央緊抓三農(nóng)問(wèn)題，出臺(tái)一系列對(duì)化肥企業(yè)的好政策，促進(jìn)了磷復(fù)合肥特別是高濃度磷復(fù)合肥的生產(chǎn)，復(fù)合肥每月以同比20%以上的速度增加；二是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，增加了對(duì)硫酸的需求，因此，2004年硫酸每月的產(chǎn)量同比增長(zhǎng)都在18%以上，全國(guó)硫酸市場(chǎng)上一度出現(xiàn)供不應(yīng)求的形勢(shì)，價(jià)格一路上揚(yáng)。，%。進(jìn)口硫酸175萬(wàn)噸，由于韓國(guó)硫酸減少，總進(jìn)口量比2004年進(jìn)一步下降。對(duì)國(guó)內(nèi)硫酸企業(yè)來(lái)說(shuō)和國(guó)際市場(chǎng)完全平等的接軌將意味著硫酸價(jià)格的進(jìn)一步下降。因此充分利用硫酸系統(tǒng)高中低溫位廢熱能源是十分必要的。對(duì)于中國(guó)的硫酸工業(yè)來(lái)說(shuō), 21 世紀(jì)是一個(gè)全新的發(fā)展階段, 加入WTO 所產(chǎn)生的影響是巨大而深遠(yuǎn)的。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō),機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存, 只要迅速樹(shù)立“國(guó)際準(zhǔn)則”觀念, 及時(shí)調(diào)整發(fā)展方略、不斷提高競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力,就能夠成功地立足于國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際硫酸市場(chǎng)。 環(huán)保達(dá)標(biāo)成為企業(yè)生存的首要條件。依照我國(guó)目前《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，新建裝