【正文】 導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)，且離城市較遠(yuǎn)，因此對(duì)城市影響很小。該電廠能為公司提供足夠的能源。公司旁邊有一條河流，水質(zhì)良好。1廠址應(yīng)避免布置在下列地區(qū)：地震斷層帶地區(qū)和基本烈度為9度以上的地震區(qū)；土層厚度較大的III級(jí)自重濕陷性黃土地區(qū)；易受洪水、泥石流、滑坡、土崩等危害的山區(qū)；有卡斯特、流砂、游泥、古河道、底下墓穴、古井等地質(zhì)不良地區(qū)；有開(kāi)采價(jià)值的礦藏地區(qū)；對(duì)機(jī)場(chǎng)、電臺(tái)等使用有影響的地區(qū)；有嚴(yán)重放射性物質(zhì)影響的地區(qū)及爆破危險(xiǎn)區(qū)；國(guó)家規(guī)定的歷史文物，如古董、古寺、古建筑等地區(qū)；園林風(fēng)景區(qū)和森林自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景游覽地區(qū)；水土保護(hù)禁耕區(qū)和生活飲用水源第一衛(wèi)生防護(hù)區(qū)；自然疫源區(qū)和地方病流行地區(qū)。廠址附近應(yīng)有生產(chǎn)污水排放的可靠排除地，并保證不因新廠簡(jiǎn)單致使當(dāng)?shù)厥艿叫碌奈廴炯拔：?。選廠應(yīng)注意當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件，并對(duì)工廠投產(chǎn)后對(duì)于環(huán)境可能造成的影響作出預(yù)評(píng)價(jià)，工廠的生產(chǎn)區(qū)排渣場(chǎng)居民區(qū)的建設(shè)地點(diǎn)應(yīng)同時(shí)選定。選廠盡可能注意節(jié)約用地，不占或少占良田好地菜園果園等。對(duì)于有超重、超大或超長(zhǎng)設(shè)備的工廠，還應(yīng)該注意沿途是否具備運(yùn)輸條件。廠址應(yīng)盡可能靠近原由交通線（水運(yùn)、鐵路、公路）即應(yīng)有便利的交通運(yùn)輸條件。址宜選在原料、燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷(xiāo)售便利的地區(qū)，并在出運(yùn)、機(jī)修公用工程和生活設(shè)施等方面有良好的基礎(chǔ)和協(xié)作條件的地區(qū)。在廠址的選擇時(shí)應(yīng)遵循以下基本原則[1,2]。從宏觀上來(lái)講，它是實(shí)現(xiàn)國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，決定生產(chǎn)力布局的一個(gè)基本環(huán)節(jié)。第二章 廠址的選擇廠址的選擇是工業(yè)基本建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是一項(xiàng)政策性、技術(shù)性很強(qiáng)的工作。再次是以硫磺為原料生產(chǎn)硫酸，具有工藝流程短，設(shè)備少，投資省，建設(shè)周期短，操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，成本低，沒(méi)有污水和廢渣產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益較好。在世界硫磺供大于求的情況下不失時(shí)機(jī)開(kāi)拓外貿(mào)市場(chǎng)，輸入硫磺生產(chǎn)硫酸，使我國(guó)硫酸工業(yè)得到迅速發(fā)展獲較好的效益。在國(guó)家提出的長(zhǎng)遠(yuǎn)設(shè)想及進(jìn)行產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)下，順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加入世貿(mào)組織，輸入硫磺生產(chǎn)硫酸進(jìn)而制造磷肥獲得了較快的增長(zhǎng)。在我國(guó)硫磺的產(chǎn)量沒(méi)有較大的變化的情況下，需要從世界市場(chǎng)輸入硫磺的數(shù)量占世界貿(mào)易額相當(dāng)大的份量，對(duì)硫磺市場(chǎng)的平衡有一定的影響。若增加3000kt/a規(guī)模的硫磺制酸的裝置能力，則需要1000kt/a左右的硫磺。其中約有一半是在1999年以來(lái)2年多新建的，另外在建和籌建項(xiàng)目的能力也很大。隨著設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)備制造及安裝技術(shù)的不斷提高，中國(guó)硫酸工業(yè)必將大型化、自動(dòng)化、低排放、低消耗等方面取得更大進(jìn)展。(3)廣泛采用新結(jié)構(gòu)、新材料的高效設(shè)備代替老式設(shè)備，很多進(jìn)口設(shè)備，如酸泵、酸冷卻器、轉(zhuǎn)化器、大型沸騰爐、電除霧器等已基本國(guó)產(chǎn)化。主要表現(xiàn)在：(1)裝置大型化，相繼新建一批200Kt/a及280Kt/a裝置，更大規(guī)模的具有世界水平的硫鐵礦制酸、冶煉煙氣制酸裝置正在建設(shè)之中。（以100%硫酸計(jì)），僅次于美國(guó)，居世界第二位。隨著改革開(kāi)放政策的實(shí)施，80年代后，引進(jìn)了一批大型生產(chǎn)裝置，使硫酸產(chǎn)量有進(jìn)一步增加。根據(jù)中國(guó)資源的特點(diǎn)，今后中國(guó)的制酸原料仍以硫鐵礦為主，同時(shí)大力發(fā)展冶煉煙氣制酸，穩(wěn)健地發(fā)展硫磺制酸、石膏制酸。相對(duì)而言,天然和再生硫磺要少得多,因此硫鐵礦是中國(guó)硫酸生產(chǎn)的主要原料。1979年硫酸產(chǎn)量達(dá)6998Kt(100%硫酸計(jì)),僅次于美國(guó)及前蘇聯(lián),居世界第三位。1949年以前,中國(guó)硫酸最高年產(chǎn)量為180Kt(1942年),硫酸廠20余家。1874年天津機(jī)器制造局三分廠建成中國(guó)較早的鉛室板裝置,1876年投產(chǎn),日產(chǎn)硫酸約2噸,用于制造無(wú)煙火藥。引人注目的是,新近美國(guó)拉爾夫帕森斯(RalphParsons)公司開(kāi)發(fā)的純氧非催化法生產(chǎn)工藝和俄羅斯等國(guó)開(kāi)發(fā)的利用核能同時(shí)H2SO4和H2的工藝為硫酸生產(chǎn)開(kāi)辟了新天地?？梢灶A(yù)見(jiàn)，接觸法硫酸生產(chǎn)將向增加能量回收、減少排放和降低成本的方向發(fā)展，其手段仍然主要依賴(lài)以上五個(gè)方面。目前，國(guó)外除了廣泛采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝提高SO2的轉(zhuǎn)化率，以及凈化幾乎全部為酸洗外，%以上，愈來(lái)愈多的裝置使用高活性含銫催化劑和“3+2”五段催化層。在新建廠中，普遍采用計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)(DCS)和計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，以確保裝置運(yùn)行穩(wěn)定和達(dá)到最優(yōu)操作狀態(tài)。為了節(jié)省系統(tǒng)動(dòng)力，普遍提高了原料氣中SO2濃度，廣泛采用了環(huán)狀催化劑、大開(kāi)孔率填料支承結(jié)構(gòu)、新興填料等技術(shù)。對(duì)于硫磺制酸裝置，熱利用率可達(dá)到65%～70%。③節(jié)能與廢熱利用。其中新材質(zhì)的應(yīng)用為設(shè)備性能的提高，結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和新技術(shù)應(yīng)用提供了保證。②設(shè)備結(jié)構(gòu)和材質(zhì)的改進(jìn)。裝置的大型化可以顯著降低成本和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。自從接觸法硫酸生產(chǎn)工藝出現(xiàn)兩轉(zhuǎn)兩吸技術(shù)以來(lái)，硫鐵礦制酸的基本工藝過(guò)程沒(méi)有大的改變，仍為沸騰焙燒、電除塵、酸洗凈化、電除霧、塔式干吸、兩轉(zhuǎn)兩吸。相對(duì)而言，硫磺資源較豐富，制酸過(guò)程簡(jiǎn)單，且經(jīng)濟(jì)效益好，以硫磺為原料制酸占總酸量的絕大多數(shù)。其原料為能夠產(chǎn)生二氧化硫的含硫物質(zhì)，一般有硫磺、硫化物、硫酸鹽、含硫化氫的工業(yè)廢氣（包括冶煉煙氣）等。其它還有：低溫位廢熱利用的發(fā)展，環(huán)狀及含銫低起活溫度新型催化劑的應(yīng)用，三廢治理及綜合利用等，都標(biāo)志著硫酸生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)展。生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)為：生產(chǎn)裝置的大型化，開(kāi)發(fā)和采用生產(chǎn)強(qiáng)度更高的新型反應(yīng)技術(shù)和新型單元操作設(shè)備，生產(chǎn)控制自動(dòng)化，節(jié)能與廢熱利用，新型材料的采用等。在硝化法和接觸法的競(jìng)爭(zhēng)中，由于釩催化劑的廣泛應(yīng)用，接觸法占明顯優(yōu)勢(shì)，從此硝化法逐漸被淘汰。1913年，德國(guó)BASF公司開(kāi)發(fā)出添加堿金屬鹽的釩催化劑，使催化劑達(dá)到了鉑催化劑的水平，而且價(jià)格低、不易中毒。釩化合物作為SO轉(zhuǎn)化催化劑是由R.19世紀(jì)末20世紀(jì)初，相繼建成一些接觸法制酸裝置。菲利普斯（Philips）提出在鉑絲過(guò)鉑粉上進(jìn)行SO2轉(zhuǎn)化制SO3的方法，后人稱(chēng)之為接觸法。因此，此法的發(fā)展受到限制。鉛室法和塔式法制酸均以氮氧化和物為媒介，使SO2在O2及H2O存在的情況下生成硫酸，因此又稱(chēng)之為硝化法。1923年，H奧普爾(Opl)以塔替代鉛室，在赫魯紹建成了世界上第一套塔式法制酸裝置。之后，利用冶煉煙氣制酸亦獲成功。早期的鉛室制酸廠，所用原料為硫磺。格洛弗(Glover)于1859年提出在鉛室前設(shè)置脫硝塔。其中，法國(guó)著名科學(xué)家蓋赫爾克開(kāi)始采用連續(xù)方式焚硫，這是連續(xù)法生產(chǎn)硫酸的開(kāi)端。成為世界上最早的鉛室法制酸工廠。1746年，英國(guó)人J 1570年，G ?竇納阿斯(Donaeus)闡明了硫酸的多種性質(zhì)，此后人民才真正認(rèn)識(shí)了硫酸。15世紀(jì)后半葉，有人將硫磺與硝石一起在潮濕的空氣中焚燒，制得稀硫酸。 業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)史[1,2]8世紀(jì)左右，阿拉伯人干餾綠礬（FeSO4原子能工業(yè)中用于濃縮鈾。在冶金工業(yè)中，鋼材加工及成品的酸洗要用硫酸；電解法精練銅，鋅，鎘，鎳時(shí)，電解液需使用硫酸；某些貴金屬的精練亦需用硫酸液去夾雜的其它金屬。在農(nóng)藥，除草劑，殺鼠劑的生產(chǎn)中亦需要硫酸。在中國(guó)，硫酸產(chǎn)量的60%以上用于生產(chǎn)磷肥和復(fù)肥。硫酸在大宗生產(chǎn)的化學(xué)品中產(chǎn)量居于前列，最重要的是化工原料之一。物理性質(zhì)方面，有相對(duì)密度大，沸點(diǎn)高，液面上水蒸汽的平衡分壓極低等特性；化學(xué)方面，有氧化，脫水和磺化的特性，有關(guān)物理，化學(xué)性質(zhì)及有關(guān)數(shù)據(jù)可查閱文獻(xiàn)。硫酸是強(qiáng)酸之一，具有酸的通性。不同表達(dá)方式的硫酸濃度可用也下公式相互換算：CHSO= (t)=100+ (f)CHSO——H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%； CSO (t)——SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；CSO (f)——游離SO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。硫酸或發(fā)煙硫酸的濃度均可用H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。工業(yè)上使用的硫酸是硫酸的水溶液，即SO3與H2O摩爾比≤1的物質(zhì)。關(guān)鍵詞：硫酸；二塔二電；硫磺AbstractSulfuric acid production process is mainly posed of five parts including the preparationof sulfur dioxide gas the furnace gas purification the transformation of sulfur dioxide gas theabsorption of sulfur trioxide gas and the treatment of exhaust gas processes. The design mainlydescribes about the process of sulfuric acid production with the annual production capacity of200 000 tons including the flow process design the calculation and selection of the mainequipment the layout of some equipment. Used pyrite as the raw material in the design. The anddesign mainly calculated the mass balance and heat balance， drew material balance table andheat balance in mainly production process. And thenuse the depuration segment as theemphasis calculated The relevant Model Selection of the Related the processdescription security memorandum memorandum of technical risk the proposal ofenvironmental protection and management were plete.Key words：Sulfuric acidtwo towers and two Electric precipitators mass balanceheat sulphur目 錄摘 要 I第一章 緒 論 1 [1,2] 1 業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)史[1,2] 2 硫酸工業(yè)概況及其發(fā)展趨勢(shì) 4 國(guó)外硫酸工業(yè)概況及其發(fā)展趨勢(shì)[3,4,5] 4 中國(guó)硫酸工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì)[1,3,4,6] 5 第二章 廠址的選擇 8 第三章 原料的選擇 10 原料的選擇 10 硫磺制酸的優(yōu)點(diǎn) 10 硫磺的來(lái)源 11 [5] 13 二氧化硫氧化熱力學(xué) 13 15 工藝流程的確定[6] 15 工藝條件[6] 20 工藝設(shè)備[3] 22 轉(zhuǎn)化工段的主要工藝設(shè)備 22 [5,6] 25 工藝計(jì)算[1,3] 26 能量衡算 29 第五章 境保護(hù)與安全生產(chǎn) 37 環(huán)境保護(hù) 37 安全生產(chǎn) 37 第六章 總 結(jié) 39 參考文獻(xiàn) 41 致 謝 43 第一章 緒 論 [1,2]硫酸(H2SO4)，是指SO3與H2O的摩爾比等于1的化和物，或指100% H2SO4。本設(shè)計(jì)采用二塔二電流程，以年產(chǎn) 20萬(wàn)噸硫酸車(chē)間凈化工段工藝設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中對(duì)主要工序進(jìn)了物料衡算，熱量衡算，并以此繪制物料平衡表和熱量平衡表。摘 要硫酸生產(chǎn)工藝主要由五部分組成，包括二氧化硫氣體的制取，爐氣的凈化，二氧化硫氣體的轉(zhuǎn)化，三氧化硫氣體的吸收以及尾氣的處理。主要包括工藝流程的選定，工藝過(guò)程計(jì)算，主要設(shè)備工藝計(jì)算及選型，以及繪制 部分設(shè)備的平面布置。然后以?xún)艋ざ螢橹攸c(diǎn)，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了計(jì)算。外觀為無(wú)色透明油狀液體，密度（20℃）。發(fā)煙硫酸是SO3的硫酸溶液，SO3與H2O的摩爾比≥1的物質(zhì)，亦為無(wú)色油狀液體，因其暴露于空氣中，逸出的SO3與空氣中的水分結(jié)合形成白色酸霧，固稱(chēng)之為發(fā)煙硫酸。但發(fā)煙硫酸的濃度常用其中所含游離SO3（即除H2SO4也外的SO3）或全部的SO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。 硫酸的組成名 稱(chēng)SO3/H2O摩爾比H2SO4質(zhì)量分率H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%游 離中 和92%硫酸—98%硫酸—100%硫酸1—20%發(fā)煙酸2065%發(fā)煙酸65。但濃酸有其特殊的性質(zhì)。硫酸的用途非常廣泛，無(wú)論在工業(yè)部門(mén)，還是在發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，滿足人民物質(zhì)生活需要，加強(qiáng)國(guó)防力量，都起非常重要作用。硫酸最主要用途是生產(chǎn)化學(xué)肥料，用于生產(chǎn)磷銨，重過(guò)磷酸鈣，硫銨等。在化學(xué)工業(yè)中，硫酸是生產(chǎn)各種硫酸鹽的主要原料，是塑料，人造纖維，染料，油漆，藥物等生產(chǎn)中不可缺少的原料。在石油工業(yè)中，石油精練需使用大量硫酸作為洗滌劑，以除去石油產(chǎn)品中不飽和烴和硫化物等雜質(zhì)。在火炸藥及國(guó)防工業(yè)中，濃硫酸用于制取硝化甘油，硝化纖維，三硝基甲苯等炸藥。運(yùn)載火箭所用燃料亦離不了硫酸。7H2O）得到一種腐蝕性液體，該液體即為硫酸。16世紀(jì)初，在波西米亞（Bohemia）開(kāi)始以硫酸鐵干餾法制造發(fā)煙硫酸。1740年前后，英國(guó)人J ?沃德(Ward)在玻璃器皿中燃燒硫磺和硝石混合物，并將產(chǎn)生的含二氧化硫，氮氧化物及氧氣的混合氣體與水反應(yīng)制成了硫酸。羅巴克(Roebuck)依照以上方法，在伯明翰建成一座6英尺見(jiàn)方的鉛室，以間歇方式制造硫酸。1810年，英國(guó)人金此后，鉛室法在發(fā)展中不斷得到完善。呂薩克(Gay lussac)于1827年提出在鉛室后設(shè)置吸硝塔；英國(guó)人J這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合使用實(shí)現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)，至此鉛室法工藝基本成熟。19世紀(jì)30年代，英國(guó)和德國(guó)相繼開(kāi)發(fā)成功以硫鐵礦為原料的制酸技術(shù)。1911年，奧地利人C自