【正文】 ............................. 21 液體初始分布器 ................................................. 22 吸收塔流體力學(xué)參數(shù)計(jì)算 ......................................... 22 主要設(shè)備能量衡算 .................................................. 24 中間吸收塔能量衡算 ............................................ 24 計(jì)算匯總表 ......................................................... 26 參考文獻(xiàn) ................................................................ 27 結(jié)論 .................................................................... 28 致謝 .................................................................... 29 符號(hào)說明 ................................................................ 27 年產(chǎn) 33 萬(wàn)噸硫磺制酸吸收工藝裝置工段 1 1 緒論 硫酸的性質(zhì)及用途 物理性質(zhì) 純硫酸是一種無(wú)色無(wú)味油狀腐蝕性液體，熔點(diǎn) ℃ ，沸點(diǎn)： 280℃ 。常用的濃硫酸中 H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %，其密度為 ，其物質(zhì)的量濃度為 。濃硫酸溶解時(shí)放出大量的熱，因此濃硫酸稀釋時(shí)應(yīng)該“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不斷攪。 化學(xué)性質(zhì) a、稀硫酸：（ 1）可與多數(shù)金屬（比銅活潑）氧化物反應(yīng)，生成的硫酸鹽和水；（ 2）可與所含酸 根例子對(duì)應(yīng)酸酸性比硫酸根離子弱的鹽反應(yīng)，生成相應(yīng)的硫酸鹽和弱酸 。 b、 濃硫酸： ⑴ 脫水性【物質(zhì)被濃硫酸脫水的過程是化學(xué)變化的過程，反應(yīng)前沒有水，其反應(yīng)是，濃硫酸按水分子中氫氧原子數(shù)的比（ 2∶ 1）奪取被脫水物中的氫原子和氧原子。濃硫酸的吸水作用，指的是濃硫酸分子跟水分子強(qiáng)烈結(jié)合，生成一系列穩(wěn)定的水合物，并放 出大量的熱】； ⑶ 強(qiáng)氧化性： ① 跟金屬反應(yīng)【常溫下，濃硫酸能使鐵 、 鋁等金屬鈍化；加熱時(shí)，濃硫酸可以與除金 、 鉑之外的所有金屬反應(yīng)，生成高價(jià)金屬硫酸鹽，本身一般被還原成 SO2】； ② 跟非金屬反應(yīng)【熱得濃硫酸可將碳 、 硫 、 磷等非金屬單質(zhì)氧化到其高價(jià)態(tài)的氧化物或含氧酸，本身被還原為 SO2】； ③ 跟其它還原性物質(zhì)反應(yīng)【濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，實(shí)驗(yàn)室制取 H2S、 HBr、 HI 等還原性氣體不能被選用濃硫酸】。 ⑸ 酸性：制化肥，如氮肥 、磷肥等。 硫酸的用途 硫酸是基本化學(xué)工業(yè)中重要產(chǎn)品之一。它的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，需要數(shù)量日益增加 。中國(guó)化肥工業(yè)在硫酸消費(fèi)上所占比例也一直保持 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 2 在 50％～ 60％。鋼鐵工業(yè)需用硫酸進(jìn)行酸洗，以除去鋼鐵表面的氧化鐵皮。在有色冶金工業(yè)中，濕法冶煉過程用硫 酸浸取銅礦、鈾礦和鋇礦；電解法精煉銅、鋅、鎳、鎘等，需用硫酸配制電解液。在硝化棉、梯恩梯、硝化甘油、苦味酸等炸藥的制造中，硫酸是硝化工序不可缺少的脫水劑。在塑料工業(yè)方面，環(huán)氧樹脂和聚四氟乙烯等的生產(chǎn)也需用數(shù)量可觀的硫酸。硫酸與鈦鐵礦反應(yīng)可制得重要 的白色顏料二氧化鈦。亞硝基法又分為鉛室法和塔式法。 ⑴ 接觸法硫酸生產(chǎn)原料有多種，因此其工藝過程種類很多，但從化學(xué)途徑看，其制取過程基本相同。 生產(chǎn)過程包含以下三個(gè)基本工序： 第一、 由含硫原料制取含二氧化硫氣體。 第二、 將含二氧化硫和氧的氣體催化轉(zhuǎn)為三氧化硫，稱之為轉(zhuǎn)化工序。 不論采用何種原料，何種工藝和設(shè)備，以上三個(gè)工序是必不可少的，除此之外工業(yè)上實(shí)現(xiàn)硫酸生產(chǎn)還需要其他輔助工序。原料的貯存和加工成為必要工序。另外，生產(chǎn)中排出的含有害物質(zhì)的廢水、廢氣、廢渣等需要處理后才能排放，因而還需要相應(yīng)的處理裝置。 生產(chǎn)硫酸原料種類不同決定了生產(chǎn)工序和輔助工序的多少不同。前途的原料加工、焙燒、凈化、催化凈化、吸收、三廢處理、成品算貯存和計(jì)量工序的在過程中均有。 . 我國(guó)硫酸工業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀 由于硫酸是主要的基礎(chǔ)化工原料，其發(fā)展程度是一個(gè)國(guó)家的工業(yè)、國(guó)名經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度上的標(biāo)志之一，各國(guó)對(duì)硫酸 生產(chǎn)都比較重視。 在磷復(fù)肥和工業(yè)用酸需求的拉動(dòng)下，硫酸產(chǎn)量繼續(xù)增長(zhǎng)。 2020 年 1~11 月，我國(guó)共生產(chǎn)硫酸 萬(wàn)噸，同比減少 %。 2020 年硫磺與硫酸市場(chǎng)價(jià)格的大起大落給行業(yè)留下了深刻印象。展望 2020 年硫酸市場(chǎng)， 2020 年國(guó)內(nèi)硫酸市場(chǎng)還是充滿希望的。其次，國(guó)家惠農(nóng)政策將進(jìn)一步促使農(nóng)民增加化肥用量， 2020 年磷肥產(chǎn)量將有一定增長(zhǎng)，這無(wú)疑會(huì)促使硫酸裝置開工率提高。中國(guó)磷肥能不能把我國(guó)際市場(chǎng)，關(guān)鍵取決于能否形成一個(gè)有效的出口機(jī)制。因此明年國(guó)內(nèi)硫酸行業(yè)的發(fā)展一定程度上依賴于磷肥出口是否順暢，這需要整個(gè)行業(yè)上下協(xié)力，共同謀求發(fā)展。在經(jīng)歷了 2020 年下半年大幅下挫后， 2020 年硫磺價(jià)格基本處于震蕩盤整，價(jià)格大體保持穩(wěn)定，而在 月 月則出現(xiàn)了一輪大幅上漲并在 3 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 4 月底開始沖高 回落。從宏觀壞境來(lái)看，目前正值中國(guó)硫酸行業(yè)大變革、大發(fā)展的時(shí)代，在當(dāng)前金融危機(jī)的局勢(shì)下認(rèn)識(shí)局勢(shì)掌控方向，對(duì)硫酸行業(yè)所受到的影響和未來(lái)的發(fā)展態(tài)勢(shì)予以詳實(shí)的剖析，無(wú)論是對(duì)于中國(guó)硫酸行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，還是對(duì)硫酸行業(yè)在具體工作總的突破都具有積極的指導(dǎo)作用。 60 年代，采用了兩吸兩轉(zhuǎn)新技術(shù)，使二氧化硫總轉(zhuǎn)化率提高到 ﹪ 以上；為加強(qiáng)生產(chǎn)，提高進(jìn)入轉(zhuǎn)化器二氧化硫濃度；采用提高余熱利用效率及將傳統(tǒng)的柱狀催化劑改為環(huán)狀催化劑，改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)及減小系統(tǒng)阻力等措施；開發(fā)了硫酸尾氣治理工藝，使排入大氣的二氧化硫含量降至 104 以下；在生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備上采用大型化，從而降低了成本，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 發(fā)展建議 我國(guó)硫酸工業(yè)與世界硫酸強(qiáng)國(guó)的差距，以及硫酸行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，提出以下發(fā)展建議： (1)要?jiǎng)?chuàng)建一流硫酸企業(yè)。 硫酸企業(yè)應(yīng)把產(chǎn)品質(zhì)量視為企業(yè) 的生命，把質(zhì)量工作放企業(yè)各項(xiàng)工作的首位，發(fā)揮品牌效應(yīng)，創(chuàng)造世界知名品牌，向管理要效益。組建企業(yè)集團(tuán)只是形式上的做大，真正要年產(chǎn) 33 萬(wàn)噸硫磺制酸吸收工藝裝置工段 5 實(shí)現(xiàn)企業(yè)大型化達(dá)到降低硫酸成本的目的，還必須通過技術(shù)改造盡快實(shí)現(xiàn)硫酸設(shè)備的大型化。信息化可使企業(yè)的銷售、供應(yīng)、技術(shù)及管理快捷、暢通地和國(guó)際接軌，為此我國(guó)的硫酸企業(yè)必須盡快進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。 (3)提高硫酸企業(yè)裝備技術(shù)水平。積極采用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)，改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。我們要繼續(xù)搞好對(duì)外開放，加大對(duì)外技術(shù)交流和國(guó)際合作的廣度和深度，逐步縮小我們與國(guó)外的差距。 注重環(huán)保以及能源消耗情況與廢熱回收利用 環(huán)境保護(hù) 硫酸工業(yè)是一個(gè)污染較重的行業(yè)，隨著技術(shù)進(jìn)步和嚴(yán)格管理，對(duì)環(huán)境影響的程度日漸降低。對(duì)于生產(chǎn)中的酸性廢水，一方面通過工藝過程的改進(jìn)減少酸性廢水的產(chǎn)生，另一方面對(duì)排放的污水以石灰乳或電石渣等中和處理，達(dá)標(biāo)后排放?？傊?，對(duì)硫酸生產(chǎn)所排放的廢氣、廢水以及廢渣仍應(yīng)繼續(xù)治理，盡可能降低其危害生命和對(duì)環(huán)境的影響，使硫酸工業(yè)自身得以持續(xù)發(fā)展。近年來(lái)，硫磺制酸生產(chǎn)單位產(chǎn)品的耗電量總體呈下降趨勢(shì)，主要是由于節(jié)能措施得當(dāng)，如大型裝置推廣了汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣鼓風(fēng)機(jī)、干吸塔低位配置等技 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 6 術(shù)，使得產(chǎn)品能耗有所降低。 廢熱回收利用 硫酸 生產(chǎn)是一個(gè)放熱過程，反應(yīng)熱主要來(lái)源有四部分：含硫原料的燃燒、二氧化硫的氧化、氣體干燥和三氧化硫的吸收。根據(jù)載熱介質(zhì)溫位高低，將焙燒或燃燒過程生產(chǎn)的 100℃ 左右的熱煙氣及沸騰層中 850℃ 床層的熱能稱為高溫廢熱；轉(zhuǎn)化過程 500―600 ℃ 的轉(zhuǎn)化氣的熱能稱為中溫廢熱；干吸過程 100℃ 左右循環(huán)酸的熱能稱為低溫廢熱。 目前，國(guó)內(nèi)硫磺制酸高、中溫位熱能普遍得到回收；硫鐵礦和冶煉煙氣制酸高位熱能也得到了回收利用，而受工藝條件的限制，中溫位熱能主要用于預(yù)熱進(jìn)轉(zhuǎn)化工序的二氧化硫爐氣以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化操作的自熱平衡，只要少數(shù)企業(yè)在進(jìn)轉(zhuǎn)化器爐氣（ SO2） ≥%的條件下，回收中溫位的熱能；低溫位熱能回收的較少。 工藝流程的簡(jiǎn)述 原料工段 固體硫磺運(yùn)至氣庫(kù)，采用人工上料式，通過一大傾角膠帶式輸送機(jī)將硫磺送至快速熔硫槽加料口處 熔硫工段 來(lái)自原料工段的固體散裝硫磺由膠帶輸送機(jī)送入快速溶硫槽內(nèi)溶化，經(jīng)融化后的熔融液硫自溢流口流至過濾槽中，由過濾泵送入帶過濾劑預(yù)涂層的液硫過濾后流入液硫中間槽內(nèi)，再由液硫輸送泵送到液硫儲(chǔ)槽內(nèi)，液硫由液硫儲(chǔ)罐經(jīng)精硫泵送到焚硫轉(zhuǎn)化工段的焚硫爐內(nèi)燃燒， 快速熔硫槽，助硫槽液硫貯槽，精硫槽等內(nèi)設(shè)有蒸汽加熱等，用年產(chǎn) 33 萬(wàn)噸硫磺制酸吸收工藝裝置工段 7 蒸汽間接加熱使硫磺保持熔融狀態(tài)，助濾槽內(nèi)設(shè)有助濾劑硅藻土運(yùn)到液硫過濾器上。