毕业设计产8万吨硫酸车间工艺设计.doc

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1、目 录1.设计任务说明书11.1项目11.2设计内容11.3设计规模11.4设计依据11.5产品介绍11.6生产方式32.工艺路线的选择及设计32.1工艺路线选择32.2工艺流程介绍53.换热器物料衡算63.1转化工段流程图及简述63.2换热器物料衡算84.换热器热量衡算104.1炉气带入热量Q1104.2水的冷凝热Q2114.3入塔酸带入热Q3114.4 93酸稀释热Q4114.5炉气带出热Q5114.6出塔酸带出热Q6和酸的温度125.典型设备设计125.1填料干燥塔干燥流程与原理125.2干燥塔设备的计算136.主要设备一览表167.车间人员定置168.经济技术指标179.厂房布置及水电

2、要求1810.安全环保19致谢23附图24年产8万吨硫酸车间工艺设计1.设计任务说明书：1.1项目：年产8万吨硫酸转化工段工艺及换热器的设计。1.2设计内容：转化工段工艺设计；换热器的设计。1.3设计规模：1.3.1年产 8万吨硫酸；1.3.2年生产日 300天；1.3.3日生产能力 266.67吨，日产24小时，每小时生产11.11吨。1.4设计依据：本设计是依据大冶有色金属公司的生产技术资料，并结合设计任务书的内容和生产管理规范的相关文件而进行设计的。1.5产品介绍：1.5.1基本介绍：产品化学名称：硫酸英文名：Sulfuric acid化学结构式：分子式：H2SO4分子量：98.07由三

3、氧化硫和水化合而成。依据三氧化硫与水的摩尔比的不同，可分为普通硫酸、发烟硫酸和无水硫酸三大类。1.5.2理化性质：表1. 硫酸的物理性质物理性质性质参数20密度，g/cm3 1.8305熔解热（100%），KJ/mol10.726汽化潜热（326.1），KJ/mol50.124熔点10.370.05沸点 100% 275598.4% 3265硫酸的化学性质包括：1强酸，作为二元酸，它有中性盐（硫酸盐）和酸（硫酸氢盐）。2氧化性，根据还原剂的不同，硫酸可以被还原到二氧化硫、硫和硫化氢。3强脱水性，对于有机物和人的皮肤有强烈的破坏作用。4可与硝酸可混合组成硝化剂，应用与有机化合物的硝化过程。5可作

4、为有机反应磺化剂。 6. 对硫和硫化物的作用：常温下，S与浓硫酸不反应，加热至200，发生氧化还原反应并产生SO2逸出；将H2S通入浓硫酸中，生成H2SO3、S和H2O。稀硫酸与H2S不发生这种反应。与磷作用 常温下，磷与硫酸不反应，经加热便反应，生成SO2和H3PO4： 3H2SO4+2P2H3PO4+3SO2将H2SO4与P置于密闭容器中，使之沸腾，则发生气相硫蒸气燃烧并产生单体硫：2H2SO4+PCL3ClHSO3+SO2+HPO3+2HCl与碳作用C+2H2SO42H2O+CO2+SO2H2SO4（91%）+COCO2+SO2+H2O1.5.3用途： 硫酸是重要的基本化工原料，主要用于

5、制造磷肥和氮肥。杀虫剂、除草剂等的制造也需使用大量的硫酸，炼焦时炉气中的氨需用硫酸吸收。此外，在钢材加工、化学纤维、染料工业、石油炼制、制革，制药、油漆、炸药及高能燃料制造等方面都需要用硫酸，故被称为“化学工业之母”。1.5.4原料： 铜金矿冶炼制得的烟气。1.5.5原料标准：表2. 硫酸产品原料标准烟气成分SO2SO3O2CO2N2H2O含量（%）7.40.2154.865.511.21.5.6产品质量规格：表3. 硫酸产品质量标准各组分百分含量（%）优等品一等品合格品灰分0.020.030.10Fe 0.005 0.010As 0.0001 0.005Hg 0.0010.01Pb 0.00

6、50.02透明度/mm8050色度/mL2.02.01.6生产方式：设计工艺选用净化塔(增湿塔和填料塔)、干燥塔、转化器和吸收塔等设备，进行连续生产。生产安排为三班制，每班八小时。2.工艺路线的选择及设计：2.1工艺路线选择：2.1.1主要的工艺路线有以下3种：A硫铁矿制硫酸：FeS SO2 SO3 H2SO4 首先对硫铁矿进行预处理，对于块状硫铁矿则要粉碎加工成粉矿，对于硫精砂则要进行干燥。若矿的品种较多，入炉前还要按杂质含量要求进行掺配。原料预处理之后的制酸流程如上图。其主要工序为：硫铁矿焙烧、炉气净化、二氧化硫转化及三氧化硫吸收。二氧化硫的炉气制取是采用沸腾焙烧，应用余热锅炉回收高温位热

7、能。炉气烟尘率高，设置旋风除尘器、电除尘器，经除尘后的炉气进入湿法净化工序，通过第一、第二洗涤设备除去炉气中大部分杂质，再经两级电除雾对炉气进一步精制。炉气中的水分在干燥塔内采用浓硫酸进行脱水干燥，并专设过滤设备捕集炉气夹带的雾沫。此后，由主风机将炉气抽送到转化工序。入转化的二氧化硫经换热器加热到反应温度，进入各段触媒，最后一段出口三氧化硫经冷却进入发烟硫酸及98%酸吸收塔，出塔气体经除沫后转入尾气处理工序。此外，还有多种硫铁矿制酸流程，如不同冷却方式的稀酸洗流程、水洗流程以及一次转化流程等。 图1. 以硫铁矿为原料的接触法制酸生产流程图1.加矿皮带 2.沸腾炉 3.余热锅炉 4.旋风除尘器

8、5.电除尘器 6.第一洗涤器 7.第二洗涤器 8.间冷器 9.电除雾器 10.稀酸泵 11.第二循环槽 12.稀酸泵 13.第一循环槽 14.沉淀槽 15.热水泵 16.汽泡 17.除氧器 18.给水泵 19.锅炉水槽 20.空气风机 21.干燥塔 22.酸冷却器 23.一吸塔 24.二吸塔 25.主风机 26.换热器（） 27.换热器（） 28.转化器 29.换热器（） 30.换热器（） 31.加热炉 32.予热器 33.二吸循环槽 34.一吸循环槽 35.干燥塔循环槽B硫磺制硫酸：S SO2 SO3 H2SO4硫磺来源于天然硫磺、从石油和天然气副产物回收硫磺，天然硫磺和回收硫磺纯度很高，可

9、达99.8%以上，有害杂质的含量很少，作为生产硫酸的原料，不需要复杂的炉气净化工序，还可以省掉排渣设备，工艺流程短，生产中热量可合理利用，对环境的污染少，但天然硫磺受到地域的限制，而且高纯度的硫磺在地壳中的含量少。C冶炼烟气制硫酸：含硫的矿石 SO2烟气 SO3 H2SO4可以从矿石中回收重要的金属资源，而且将炉气中的有害气体SO2进行回收利用，减少环境污染。结合该公司的具体情况黄石大冶地区蕴涵丰富的铜金矿资源，最终选择路线C作为生产硫酸的最佳方案。2.2工艺流程介绍：二氧化硫风机换热器转炉旋风除尘电除尘器高温排风机一级动力波洗涤口气体冷却塔二级动力波洗涤口电除雾器 干燥塔转化器一至三段中间吸

10、收塔换热器转化器四段 最终吸收塔 尾气烟囱 图2. 工艺流程框图图2为工艺流程框图，它以冶炼烟气为原料的接触法生产硫酸的过程，主要工序包扩烟气的净化，气体的干燥，二氧化硫的转化，三氧化硫的吸收。经过除尘后的烟气，依次通过冷却塔，洗涤塔，第一级电除雾器和第二级电除雾器进行净化，在冷却塔和洗涤塔中，烟气中所含的微量三氧化硫从硫酸蒸汽形态变成酸雾，砷，硒和其他金属的氧化物则成为固体粒子，从气相中分离出来；它们一部分由烟气中残存在的微量矿尘一起被洗涤除去，另一部分随气体进入电除雾器，在高压静电作用下被清除干净。经过净化的气体，在干燥塔中被循环淋洒的浓硫酸干燥，干燥酸的浓度一般维持在93%左右，由于在气

11、体被浓硫酸干燥的过程中防出大量热量，所以在干燥塔硫酸循环系统中设有酸冷却塔，用冷却水把热量带走。经过干燥的气体进入二氧化硫鼓风机，提升压力后，送往转化工序。从二氧化硫鼓风机出来的气体，首先经过换热器，依次被转换器第三段和第一段出来的三氧化硫气体加热，于大约420的温度下，进入转化器的第一段，气体中的部分二氧化硫气体，在五氧化二钒的催化作用下，与空气中的氧气进行反应，生成三氧化硫并防出热量，使反应后的气体温度升高，为了使未反应的那部分二氧化硫进一步转化，转化器的第一段出来的气体在换热器内进行冷却，然后进入第二段转换，继续进行二氧化硫的转换反应，从第二段出来的气体，在换热器中被冷却，然后进入第三段

12、转换，从第三段出来的气体中，绝大部分二氧化硫已经转化为三氧化硫，为了达到更高的最终转换率，第三段出来的气体在换热器中被冷却并在中间吸收塔内用浓硫酸将气体中的三氧化硫吸收除去。从中间吸收塔出来的气体已基本不含三氧化硫，只含少量的未转化完全的二氧化硫，为使气体达到催化氧化所需要的温度，气体通过换热器，依次被从转化器的第四段出来的气体和转化器第二段出来的气体加热，然后进入转化器的第四段，进行二氧化硫的最终转化。经过第四段转化二氧化硫总转化率可达到99.7%以上。从转化器的第四段出来的气体在换热器中冷却，然后进入最终吸收塔，将气体中的三氧化硫全部吸收除去。3.换热器物料衡算：3.1转化工段流程图及简述

13、：3.1吸收工段流程图及简述图3.吸收工段流程图炉气干燥是净化工序的组成部分，目的是去掉炉气中的水分。吸收是硫酸生产中的最后一道工序，目的是把转化气中的SO3吸收下来制成产品硫酸。此两过程本是硫酸生产中不相连贯的程序，但由于在着两个操作过程中都使用浓硫酸作为吸收剂，都是吸收过程，彼此间又必须进行串酸调节其浓度，采用的设备也几乎完全一样，故在设计和生产上都把它们划归为同一个工段来进行管理，统称干吸工段或干吸岗位。干吸岗位的工艺流程和设备装置，随转化工艺和产品酸的品种的不同而异。对于“一转一吸”工艺，干吸工段一般只配置两台填料塔（即干燥塔和吸收塔）及各自的酸循环系统。“两转两吸”工艺的干吸工段至少

14、要配置三台塔（即干燥塔、中间吸收塔和最终吸收塔），酸的循环系统有两个或三个，可以采用两个循环系统，即干燥循环系统和吸收循环系统（中间吸收塔和最终吸收塔合用一套酸循环系统）。也有用98%H2SO4干燥的，则三塔只用一个循环酸槽。若需生产发烟硫酸，在以上两种配置中都需加装发烟硫酸吸收塔和发烟硫酸的循环系统。酸循环系统，由循环槽，冷却器和泵等三个主要设备所组成。由于冷却器有的放在泵的进口，有的放在泵的出口，故在酸循环系统上，有“泵前流程”和“泵后流程”之分。由于干吸岗位的传质、传热过程，是气液直接传递的，气体中必然带有液体，液体中也必然含有一定的气体，故本岗位还没有除沫和脱吸装置（脱吸又称吹出）。一

15、.一次吸收的干吸岗位工艺流程从转化系统导入的转化气一部分进入发烟硫酸吸收塔，另一部分进入98%硫酸吸收塔。经发烟硫酸吸收塔吸收后的气体，再与直接进入98%硫酸吸收塔的转化气混合，一齐进入98%硫酸吸收塔，两部分气量的分配比例通过蝶阀来调节，一般控制进发烟硫酸吸收塔的气量不少于三分之一，经98%硫酸吸收塔吸收后的气体称为尾气，尾气导入尾气吸收塔或直接放空。105%发烟硫酸从发烟硫酸吸收塔上部进入塔内分酸装置，在塔内吸收三氧化硫后，酸浓度升高，酸温上升，从塔底部排出的酸进入混酸罐，与从98%硫酸吸收塔串过来的98%硫酸混合，把循环酸浓度控制在104.6%105.0%之间，从混酸罐导出的循环酸由泵送

16、往酸冷却器进行冷却后，大部分循环使用，把循环中的增量作为产品或者串入98%硫酸混酸罐。浓度为98%的循环酸进入98%硫酸吸收塔上部分酸设备，吸收三氧化硫后，浓度升高，酸温上升，从塔底部导入混酸罐，与从干燥塔串来的93%硫酸和从发烟硫酸吸收塔中来的105%硫酸及加入的适量水混合，配成浓度为98.1%98.5%的硫酸，经酸冷却器冷却后，大部分用泵打入98%硫酸吸收塔循环使用，一部分串入105%硫酸混酸罐和93%硫酸混酸罐，根据对产品的要求，也可引出一小部分作为成品酸输出。二.两次吸收的干吸岗位工艺流程随着SO2气体的两次转化工艺的应用，SO3气体的吸收也随之改成了两次吸收工艺。80年代是我国普及发

17、展最快的一个时期，目前新建的年产40kt以上系统几乎都采用“两转两吸”技术。三.循环酸流程循环酸流程在生产应用中较普遍的是由塔、槽、泵、冷却器这四个设备组成的有三种不同流程。流程1，由于冷却器在泵后，酸流速较大，传热系数大些，可节省些冷却面积。但冷却排管受压较大，酸流动速度快，腐蚀也比另两种流程严重些，酸泵在这种流程中输送的是冷却前的热酸，腐蚀也较严重。在手、受泵的压力下的冷却排管漏酸时危害更大，但此流程可以降低干吸塔基础的高度，节约基建费用。流程2，冷却器中的酸是靠塔内酸面与循环槽液面的位差流动，由于位差不可能很大，所以酸液在冷却排管中的流速较慢。采取这种流程时要注意不可时区冷却排管串连过长

18、。这种流程，由于速度慢，需要冷却面积较多，冷却排管腐蚀较轻，也比较安全。流程3的冷却器内酸的流动靠酸槽液面与冷却器间位差的推动和泵的抽力，酸在冷却排管中的流速可介于前两种流程之间。在配置上应注意使循环槽内酸位高于冷却排管最上一根的位置，使泵在开动前能自动充满酸。就对冷排酸管的腐蚀而言，这种流程比第二种流程稍大些，而最大的缺点是不能用立式泵，只能用卧式泵。前两种都能用，为了避免高温酸加速对泵的腐蚀，国内用立式泵的厂多采用流程2。3.2换热器物料衡算： (1)全塔的物料衡算式：L/G（Y1-Y2）/（X1-X2）式中：L通过吸收塔的吸收剂流量，K mol/s；G通过吸收塔的惰性气体流量，K mol

19、/s；Y1，Y2分别为塔底及塔顶气相中溶质的摩尔比，K mol（溶质）/ K mol（惰性气体）；X 1，X2分别为塔底及塔顶液相中溶质的摩尔比，K mol（溶质）/K mol（溶剂）；(2)最小液-气比(L/G)min的计算(L/G)min（Y1-Y2）/（X1-X2）；其中X1是与进塔的气体组成平衡的液相组成；实际采用的液-气比必须大于最小液-气比，当液-气比较小时，吸收剂的用量少，操作费用高，但吸收塔较低，设备费用少，因此，操作费与设备费之和有一最低点，通常把总费用最低时的液-气比作为适宜液气比，根据生产实际经验，适宜液-气比取最小液-气比的1.12.0倍，即：L/G（1.12.0）(L

20、/G)min(3)已知数据一吸塔入塔气体流量为1568.8m3/h;一吸塔入塔气体烟温为185； 吸塔入塔烟压为13300Pa; 一吸塔入塔气体中含SO3（其余的视为惰性气体） 7.4997.33（体积分数）；SO3的吸收率为95；吸收剂的用量为最小用量的1.3倍，即：L/G1.3(L/G)min；吸收剂入塔的组成X2为零；计算吸收剂的用量（K mol/ h）及离塔的溶液组成X 1；A.将气体入塔组成7.33（体积分数）换算成为摩尔比：Y1y 1/ (1-y1) (y1:气体的体积分数)；0.073/（1-0.073）0.079 K mol（SO3）/ K mol（惰性气体）；B.根据吸收率h

21、0.95计算出塔气体的组成Y2；Y2Y1（1-h）0.079（1-0.95）0.004 K mol（SO3）/ K mol（惰性气体）；C.通过查表得在185时SO3水溶液的亨利系数E00015Mpa；而相平衡常数E/总；所以 0.0015/0.01330.11而气液平衡关系式为：YX 或YX；则 Y0.11X 或Y0.11X；所以Y10.11X1；X1Y1/0.11 0.079/0.11 0.72 K mol（SO3）/ K mol（H2O）；又因为最小液气比(L/G)min（Y1-Y2）（X1-X2） （0.079-0.004）/（0.72-0） 0.1而本设计中取L/G 1.3(L/G)

22、min；则L/G 1.30.1 0.13D.将非标态下的惰性气体的体积流量换算成标态下的惰性气体的摩尔流量：G惰 P（1- y 1）/（RT） 133001568.8（1-0.073）/8.314（273+185） 5079.5Kmol/ h所以 L 1.3(L/G)minG惰 0.135079.5 660.34Kmol/ h所以吸收剂的用量为660.34kmol/h;又因为L/G = X1-X2则 X1= (Y1-Y2)/ (L/G) X2= (0.079-0.004) /0.13+0 = 0.58K molSO3/K molH2O所以离塔溶液的组成为0.58KmolSO3/K molH2O

23、4.换热器热量衡算：4.1炉气带入热量Q1 t = 40 SO2带入热量：q1=51.564041.57=85744kJ/hO2带入热量： q2=46.44029.37=54519kJ/hN2带入热量： q3=472.884028.45=538204kJ/hH2O带入热量：q4=42.484032.716=55590kJ/h式中41.57,29.37,28.45,32.716分别为040时SO2、O2、N2 及H2O的摩尔热容，kJ/(mol.k)Q1= q1+q2+q3+q4 = 73405kJ/h4.2水的冷凝热Q2 水在40时冷凝热为2406kJ/kg；Q2=764.022406=183

24、8232 kJ/h4.3入塔酸带入热Q35093%H2SO4的热焓I1=78.7 kJ/kg；Q3=131.161.7993100078.7=18572900kJ/h4.4 93酸稀释热Q4Q4=17860n/（n+1.7983）4.18；式中： Q4稀释热，J/molH2SO4;n对于1molH2SO4所用的mol数.对于浓度为C1的硫酸，当稀释到浓度为C2时，放出的热量按下式计算：Q2Q1=17860n2/ (n2+1.7983)-17860n1/ (n1+1.7983)4.1868式中：Q2Q1每molH2SO4放出的热量，J； n2、n1浓度分别为C2、C1时每molH2SO4所含的水

25、的mol数。 93.00H2SO492.70H2SO4n1=7189398=0.41Q1=0.4117860 (0.41+1.7983)4.1868 =13900 n2=7.31892.798=0.429Q2=0.42917860(0.429+1.7983)4.1868=14394Q2-Q1=14394-13900=493.8kJ/kmol131.16m3/h1799.3kg/m3=235996.18 kg/hQ4=235996.20.9398493.8=1105893 kJ/h4.5炉气带出热Q5SO2带出热量q1=51.54541.64=96613 kJ/hO2带出热量q2=46.4452

26、9.295=61377 kJ/hN2带出热量q3=472.884528.5=606681 kJ/hH2O带出热量q4=0.0714532.74=104.62 kJ/h式中41.64,29.395,28.51,32.74分别为045 时SO2、 O2、 N2及H2O的摩尔热容，kJ/(mol.k)。Q5=q1+q2+q3+q4=861389 kJ/h4.6出塔酸带出热Q6和酸的温度Q6=Q1+Q2+Q3+Q4-Q5=734057+1838232+18572900+1105893-861389=21389693 kJ/h则：出塔酸的热焓I2=21389693(235996.2+764)=90.34

27、 kJ/kg查表得：92.7H2SO4I2=90.34 kJ/kg t=57.25.典型设备设计：5.1干燥塔干燥流程与原理图4. 填料塔结构示意图1.气体进口 2.塔壁 3.分酸爪 4.分酸槽 5、6人孔 7.气体出口 8.分酸管 9.酸出口10.152152隔板瓷环一层 11. 75755阶梯环 12.60304矩鞍瓷环13. .25203矩鞍环二氧化硫气体的干燥：在转化操作温度下，二氧化硫气体中的水蒸气对钒催化剂是没有危害的，但水蒸气与转化后的三氧化硫一起，在吸收过程中会形成酸雾且很难被吸收，可导致尾气烟囱冒烟，同时，酸雾与水分综合作用，可造成干吸转化工序中管道设备腐蚀，甚至造成催化剂结

28、块，活性降低，阻力加大等。因此，进行转化工序前，气体必须进行干燥。浓硫酸具有强烈的吸水性能，常用作气体的干燥剂，用高浓度的硫酸来喷淋干燥塔，可使原料气干燥后的水分含量小于0.1g/Nm。填料干燥塔(见附录1)。干燥原理：气体干燥过程中,物质由气相进入液相,填料塔内的气体的干燥原理,可以用双膜理论来解释,在气液两相接触时,存在着界面,界面两边又分别存在着一层稳定的气膜和液膜,一切质量和热量的传递必须克服气膜和液膜的阻力后才可以进行,这就是双膜理论。气体干燥过程中,气体中的水蒸气通过气相主体以对流的形式扩散到气膜,然后以分子扩散的形式通过液膜,再以对流扩散的形式传递到液相主体,从而使气体得以干燥。

29、影响干燥效率的因素:主要因素有硫酸浓度、温度、循环酸量、设备结构和气速等。5.2换热器设备的计算进塔气温 40出塔气温 45进塔气体压力 采用点除雾 -5.884kPa(采用文氏管-10.3 k Pa) 出塔气体压力 -7.06 k Pa进塔气量 133763.9 m3耗/h出塔气量 12834.6m3耗/h大气压 100.79 k Pa 756 k Pa5.2.1 塔径的计算平均气体流量： =4.66 m3 /s近20年来由于填料改进、喷淋调整及鼓风机压头的增高，空塔气速提高较多，现在使用范围在0.61.8 m /s之间。现取空塔速度0.6 m /s，则塔径D：D=4.66/(0.785 0

30、.6) 3.15m设计采用3.13.2m若取空塔速度为1.0 m /s，则塔径为2.4m。5.2.2填料面积F=G/KP(m2)式中G需吸收的水量，kg/h; K干燥速度系数，kg/（m2hk Pa）P干燥推动力，k Pa。干燥水量：G=756.3-1.28=764.02 kg/h干燥速度（或吸收速度）系数：K=AW0.8式中：A常数，视硫酸浓度m/s及填料特征而定；W气体空塔速度，m/s。 据南京化学工业公司氮肥厂1953年测定：使用50 50 5拉西环乱堆时，K拉=0.211W0.8 kg/（m2hk Pa）上海硫酸厂测得：K拉=0.326W0.8，kg/（m2hk Pa）林甸磷肥厂197

31、8年测定矩形填料的K值：K拉 =2.58W0.8 kg/（m2hk Pa）将气速0.6 m/s代入： K拉=0.211 0.60.8=0.14W0.8 kg/（m2hk Pa）或K拉=0.326 0.60.8=0.22W0.8 kg/（m2hkPa）K拉=2.58 0.60.8=1.72W0.8 kg/（m2hkPa）干燥推动力P的计算：干燥推动力的计算，应是塔的进出口处的气体水分分压与液面水分分压之差，来求出塔的干燥推动力，为简化计算和考虑误差允许，采用下法计算：入塔压力=100.83-5.884=94.94 k Pa 出塔压力=100.83-7.06=93.77 k Pa入塔气体水蒸汽分压

32、：P1= = 0.06469 k Pa 出塔气体水蒸汽分压：P2= = 0.000113 k Pa P =(P1-P2)/(2.3lgP1/P2)=(0.06469-0.000113)/(2.3lg0.06469/0.000113)98.06651.0kpa干燥面积:F1=764.02/(0.22 1)=3521.6m2F2=764.02/(0.14 1)=5443.6m2 F3=764.02/(1.72 1.0)=444.2m2从计算结果看出，由于操作条件和填料性能不同，主要是填料性能的不同，需要的填料面积相差712倍，故采用新型填料可以大大强化填料塔。实际证明，采用拉西环，以塔截面计，每平

33、方米、每小时只生产半吨硫酸；采用矩形填料，每平方米、每小时则可以生产2 3t硫酸。为考虑习惯性、为今后挖潜增加的要求，本设计采用F=5443 m2 。应该看到折射保守的，今后应逐步过渡按新填料性能来设计塔，这里主要是为了掌握计算方法及与老塔的吻合。5.2.3 填料体积选用尺寸为50mm的瓷质矩鞍填料为干燥层,则需填料体积V填为:V填 =F/ = 5443/120 45.4m35.2.4塔高在填料层高度确定后，其它部位的高度均根据装配和工作空间高度来决定，本干燥塔具体尺寸为：下气室(包括进气、出酸管)高度2500mm 分酸管、槽高度 2000 mm球拱（或砖拱）高度 400 mm 捕沫器与空间高

34、度 1000 mm 填料层高度 5700 mm 全塔总高度 12200 mm布酸层高度 600 mm 塔容积=0.7853.2212.2=109.2m3；气体停留时间=109.2/4.66=23.4s5.2.5塔壳因干燥塔操作压力接近与大气压力，故不需要进行强度计算，只要塔壳厚度满足施工时的设备刚度要求即可。按石油炼厂设备之计算和设计介绍。对于直径大于1000 mm的直径设备，在不用加强措施时，其壳体厚度S一般用下式计算：S0.001+0.4 cm塔壳直径D=320+24=344 cm（24 cm为衬砌层厚度）S0.001344+0.4=0.744cm，故取塔壁厚度为8 mm1.塔壳环悍缝的对

35、口错边量b110%S且b1不大于3 mm，所以b10.18 mm，即0.8 mm2.塔壳纵悍缝的对口错边量b220%S且b2不大于6 mm，所以b20.28 mm，即1.6 mm6.主要设备一览表表4. 设备一览表设备名称规格型号数量/台回转式干燥窑Q2351沸腾炉V=620m31废热锅炉F=13721电除尘器F=50间冷器F=10502干吸塔内49003浓酸循环槽Q2351转化器F=748.44m21脱气塔Q2351安全封硬PVC17.车间人员定置表5. 人员定置序号职能名称配置班数每班人数合计1管理2122化料3263操作2244分析化验2125动力监控2126包装2247检修2248环保

36、212共计268.经济技术指标表6.投资表序号项目金额(万元)1土建,水电,消防,通风,空调,工具1302贮槽,高位槽,澄清槽103反应器84结晶器65离心通风机106旋风分离器137喷雾干燥器568静电除尘器69扬液器210过滤器511螺杆泵3表7.技术经济指标表序号项目计算单位设计指标1产品价格元/吨48002规模吨/年10003年工作日天3004总收率%925车间定员人266消耗万元/年30007建筑及占地面积M21008产值万元/年40009利税万元/年64010投资回收期年 3511折旧年限年129.厂房布置及水电要求9.1厂房设计要求简单合理,利于生产的运行原料仓,生产区,化验室,

37、辅助生产区,控制室及成品仓9.2厂址的选择鉴于硫酸的各种危害,厂址应选在农村,并远离生活区,地势较低之处；应选择交通运输方便之处；应选择能源有保障,电力供应稳定之处；有良好的工程地质。9.3总布局主要应该满足三个方面的要求9.3.1布局要求保证径直和短捷的生产作业线,并尽可能避免交叉和迂回,使各种物料和运输距离最短,同时将水电消耗很大的车间尽量集中,形成负荷中心,并使其与原料来源靠近,减少输送距离。9.3.2 安全要求硫酸有很强的腐蚀性，其生产工艺的污染主要来自冶炼烟气,所以厂区应充分考虑按照国家排放标准合理安全布局,确保安全环保生产。9.3.3发展要求厂区布置要求有较大的弹性,对于工厂的发展

38、变化有较大的适应性,随着市场需求的变化,厂区规模、人员定置等有可变性、灵活性。9.4水电汽要求9.4.1水冶炼烟气制酸过程中产生的硫酸废水通常具有色度大。酸度高的特点，其主要危害物质是硫酸，亚硫酸，矿尘，砷，氟等多金属离子，废水如直接排入江河将严重污染水体。因此，要尽量减少废水排放量，按照国家有关排放标准执行。9.4.2电根据所设计装置的爆炸危险性选用相应等级的电器设备,照明灯具和仪表9.4.3汽采用废气部分循环流程,在对流加热干燥中,若废气的湿含量不太高,而温度又不太低的情况下,可将部分废气经加热后与干燥介质一起通入干燥器中,这样既提高热效率,又降低单位能耗10.安全环保10.1对人体器官的

39、毒害作用10.1.1硫酸对皮肤的伤害作用对皮肤有强烈的腐蚀作用。10.1.2冶炼硫酸烟气对呼吸道,眼部的毒害作用制酸的烟气对人体呼吸道黏膜受损,致使人体呼吸困难,严重是会导致人窒息身亡。同时也刺激人的眼部使其流泪，对人的视网膜有一定程度的损害，严重影响人的视觉器官。10.1.3硫酸车间有害物的最高允许范围 表8.硫酸车间有害物最高允许浓度序有害物名称最高允许范围1二氧化硫15 mg/m32三氧化硫或硫酸蒸汽2 mg/m33一氧化碳30 mg/m34二氧化硒0.1 mg/m35三氧化二砷及五氧化二砷0.3 mg/m36氟化氢及氟化物1 mg/m37氨30 mg/m38铅烟0.03 mg/m39硫

40、化氢10 mg/m310五氧化二钒烟0.1 mg/m311五氧化二钒尘0.5 mg/m312矿尘或矿灰10 mg/m313石棉粉尘2 mg/m314玻璃棉或矿渣棉粉尘5 mg/m315作业场所气温3516作业场所相对湿度70%17作业场所噪音85 dB(A)90 dB(老企业)10.2 环境管理10.2.1防灰尘喷雾干燥器内排出的废气经锥部中央管通过旋风分离器由离心通风机直接排入大气,会造成空气污染,应用静电除尘器配套使用,净化后排空。10.2.2防渗透废液的渗透会造成周围河流的污染,因此保持沉淀池的严密性防渗透是必要的。10.2.3防泄漏液料需输送至干燥器，若采用常规离心泵输送,固填料箱的经

41、常泄漏会造成污染。采用真空及压缩空气输送液料可防止泄漏。真空及压缩空气输送料液应将排放尾气进行净化。从环保角度考虑,采用液下泵输送液料有一定作用。车间各操作点应铺设花岗岩或辉绿岩地坪,除做到防渗防漏工作外并需装有足够的地下回收池,以充分回收废水,杜绝外流10.2.4改革工艺设备改革工艺设备是加强环境管理的积极措施。例如:以负压代替正压;以连续代替间歇,在设备撒谎能够革除手工操作,采用自动化、连续化、机械化等高效设备。10.2.5加强空气及环境的清洁工作保证车间的自然通风,操作环境宽敞。及时清理地面上散落的物料,清扫地面先洒水,防止灰尘飞扬,车间各操作点应装设方便的冲洗处,以备日常清洁及应急使用

42、。10.2.6加强环境监测各操作点及厂区的空气含二氧化硫量以及各废水排放点浓度必须定期测定,建立报告制度,保证安全环保生产。10.2.7个人防护由于硫酸对皮肤有侵害作用,操作人员必须避免与硫酸直接接触,有必要接触时应穿戴防护服、防护靴、防护手套及围身,有溶液飞溅处及疏通管道时应戴防护眼镜。10.2.7药物防护为预防硫酸烟气的对人体损害,应定期进行皮肤、鼻腔及肺部检查,并采用一些必要的药物措施。10.3硫酸车间的废水处理和稀酸的利用10.3.1硫酸废水处理原则（1）尽量减少废水排放量。（2）优先考虑以废治废。10.3.2污水处理工艺污水处理工艺分石灰乳制备，絮凝剂制备，污水中和、絮凝、沉奖和污泥

43、脱水四个工序。A石灰乳制备 生石灰送入石灰溶解槽制成石灰乳，石灰乳流入石灰乳槽，压缩空气搅拌，加水搅拌，控制石灰乳浓度约10%。B 絮凝剂制备 絮凝剂是聚丙稀酰氨,含量为8%,分子量350-400万,根据污水量,以10-15/加入量,计算出每班用量,投入溶解槽,加入清水,用压缩空气搅拌或机械搅拌.C 污水中和絮凝沉淀 污水进入没有压缩空气搅拌的污水中和池,加入石灰乳进行中和,控制PH8-9,同时加入聚丙稀酰氨进行混凝, 絮凝剂加入10-15/,中和混凝的污水经浓密池或过滤浓缩,清水外排,污泥用泵送去.D 污泥脱水 污泥脱水常用的有真空转鼓过滤机,压滤机和离心机,用泵将污泥送入拖水设备脱水,污泥可送水泥厂助主溶剂.10.3.4稀酸的利用净化