年產(chǎn)30萬噸硫酸畢業(yè)設(shè)計說明書-閱讀頁
2025-02-02 15:19本頁面
【正文】 H2O硫酸98%%硫酸的稀釋熱 總量 [1] [1]焚硫爐物料衡算進料組分摩爾流量kmol/h體積流量Nm3/h質(zhì)量流量kg/h硫酸產(chǎn)量kg/h硫磺用量kg/hN2O2理論氧氣量理論氮氣量SH2O實際氧氣與理論氧氣比出料組分摩爾流量kmol/h體積流量Nm3/h體積百分含量質(zhì)量流量kg/hN2O2H2OSO2SO31） 進口物料帶入熱量液硫帶入熱量 Q1= kJ/h 干空氣帶入熱量 Q2= kJ/h物料帶入總熱量 Q入=Q1+Q2= kJ/h2 ）反應(yīng)燃燒熱查資料[2]得：25時，SO2燃燒熱：。 SO3燃燒熱：反應(yīng)燃燒熱Q反=+）=1121253889kJ/h3） 混合氣體帶出熱量氣體進口溫度T1=+=氣體出口溫度T2=930+=Q氮= ((T2T1)+()())= kJ/h[2]Q氧=(T2T1)+()())= kJ/h[2]Q二氧化硫=((T2T1)+()()+())= kJ/h[2]Q三氧化硫=( T2T1)= kJ/h[2]Q水= ((T2T1)+()())= kJ/h[2]氣體帶出總熱量Q出= Q氮+Q氧+Q二氧化硫+Q三氧化硫+Q水= kJ/h4）熱損失Q損=Q入+Q反Q出= kJ/h熱損失率 w==%焚硫爐熱量衡算（kJ/h）進口液硫干空氣總量燃燒熱出口N2O2SO2SO3H2O總量熱損失(%) 余熱鍋爐的熱量衡算 已知條件進口混合氣體溫度T1=930+= 出口混合氣體溫度T2=430+= 混合氣體中各組分含量如下圖：組分N2O2SO2SO3H2O摩爾流量（kmol/h）1） 混合氣體放出熱量Q放Q氮= ((T2T1)+()())= kJ/h [2]Q氧= ((T2T1)+()())= kJ/h [2]Q二氧化硫=((T2T1)+()()+())= kJ/h[2]Q三氧化硫=( T2T1)= kJ/h[2]Q水= ((T2T1)+()())= kJ/h[2] 混合氣體放出總熱量 Q放= （Q氮+Q氧+Q二氧化硫+Q三氧化硫+Q水）= kJ/h2） 熱損失考慮鍋爐熱損失5%Q損=5%Q放= kJ/h3） 水蒸氣吸收熱Q吸=（15%）Q放= kJ/h4） 確定水蒸氣消耗量M水蒸氣t1=150 飽和水蒸汽t2=240，r= kJ/kg[2]水蒸氣T= =195 時，Cp=() Q吸=m(Cp(t2t1)+ r ) m= = kg/h考慮到只有95%的水蒸氣能得到利用，則水蒸氣消耗量M== kg/h4干燥塔設(shè)備設(shè)計高效干吸塔系統(tǒng)是將塔填料支撐結(jié)構(gòu)形式、高效塔填料、高效分酸器、高效除霧器元件與塔的尺寸、操作氣速和噴淋酸密度統(tǒng)一考慮，互相配合，從而形成高強度塔，達到符合工藝要求的干燥吸收效率。一般采用高鋁制耐酸瓷填料支撐結(jié)構(gòu)，有的采用大跨度、高開孔率的耐酸高鋁瓷條梁，也有的采用高開孔率的瓷球拱。第一吸收塔酸溫度高、霧量大、霧粒細，為保護后面的換熱設(shè)備，采用高效纖維除霧器第二吸收塔為保證尾氣排放的要求也采用高效纖維除霧器。，目前大部分大型硫酸裝置干吸塔采用這種形式的分酸器。槽體的結(jié)構(gòu)設(shè)計要保證每個槽的分酸量基本相同，并且不會產(chǎn)生磁流等現(xiàn)象。采用帶陽極保護的槽管式酸分布器，雖然一次性投資較大，但酸分布點多，分酸效果好，使用壽命長，且節(jié)省了維護和維修的費用。本次模擬工程設(shè)計結(jié)合以上兩種塔底結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，并根據(jù)大型化干吸塔的特點，將干吸塔設(shè)計成具有塔底出酸優(yōu)點的平底結(jié)構(gòu)，即將塔底設(shè)計成外部平底內(nèi)部錐形的結(jié)構(gòu)，出酸口在錐形底的中央最低點。為防止降塔內(nèi)填料碎片帶至循環(huán)槽打壞酸泵葉輪，在出酸口一般都設(shè)置防渦流裝置。2．效率高，傳質(zhì)性能好，傳質(zhì)系數(shù)要大。4．抗污，抗堵的性能好。6．強度大，破損小。因此，本次干燥塔的填料采用瓷質(zhì)矩鞍型[5]。 [1] K=A=()u= m/s K== [1]= m2[1]Hp= ,mD= m, a=200 m2/m3填料容積 Vpm3 Hp[1] m。 G——氣體密度，kg/m3 G = 標 kg/m3 [1] 取瓷矩鞍填料，則 ，公稱尺寸DN=25 mm ，A=G= kg/m3，L= kg/m3， L=13 cPG= kg/h, L= kg/h, g= m/s2 代入計算得：WF= m/s WF= m/s m/s故取空塔操作氣速u= m/s符合要求[1]。核算管內(nèi)實際流速= = m/s[6]取空氣進管速度u=18m/sV= m3/h查標準選用mm的管子， ，JB 470192的法蘭。選用mm的管子， ，JB 470192的法蘭。一個理想的液體分布裝置應(yīng)該是液體分布均勻，自由截面大，操作彈性寬，不易堵塞，裝置的部件可以通過人孔進行安裝拆卸。按Eckert建議值，時，噴淋點密度為42點/m2，因該塔液相負荷較大， 布液點數(shù)為[5]。塔徑3400 mm；噴淋槽外徑25 mm,數(shù)量8條，在槽側(cè)面開孔，槽寬度為80 mm，槽高度為210 mm，兩槽中心矩375 mm；分配槽，雙槽式，中心距1500 mm。溢流槽式布液器高度為400 mm[5]。本設(shè)計采用梁型氣體噴射式支撐板。為了確保氣體的純度，減少液體的夾帶損失，選用除沫器。材料：合成纖維；結(jié)構(gòu)：支撐橫梁結(jié)構(gòu)[5]。裝于塔頂?shù)囊话愠?，所需的塔頂分離空間總高度Hd=1200 mm，頂層塔盤至絲網(wǎng)底面的距離Ht=900 mm。 查資料[8]，本設(shè)備采用HG2059395人孔標準，人孔DN=500，共兩個。則取塔頂高度 H1= 填料高度Hp= 塔的底部空間高度對釜液流量大的塔，停留時間一般取3—5分鐘，取停留時間4分鐘計算。但是硫酸工業(yè)污染嚴重,硫酸工業(yè)的每一次技術(shù)進步都是在提高硫利用率的同時,減少廢氣、廢水的排放,提高廢熱利用效率,做到資源利用率的最大化。在這次工藝設(shè)計中我充分利用了四年來我們所學(xué)習(xí)的理論知識，并且結(jié)合在株化集團硫酸廠的畢業(yè)實習(xí)，介紹了硫酸的性質(zhì)、用途、工藝流程，在此基礎(chǔ)上我們對硫酸生產(chǎn)裝置進行分析。通過本次設(shè)計我們學(xué)會了化工設(shè)備的分析，掌握工藝設(shè)計的計算方法，培養(yǎng)了我們核算和工藝設(shè)計的能力總的來說，設(shè)計基本上考慮到經(jīng)濟和效率優(yōu)先的原則，大設(shè)計方案還是比較合理。對設(shè)計有了一個初步的印象，對我以后的研究生學(xué)習(xí)以及走上工作崗位后的科學(xué)研究有很大的幫助。當然由于本人水平有限，知識面不是太寬，工藝設(shè)計難免存在著一些問題和不足之處，對這些發(fā)現(xiàn)和未發(fā)現(xiàn)的不足，希望各位指導(dǎo)老師指出，提出更好的寶貴意見。33
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