年产七万吨硫酸车间干吸工段毕业设计.doc

年产七万吨硫酸车间干吸工段毕业设计 目 录 第1章 绪 论 1 1.1 硫酸的性质 1 1.1.1 硫酸的物理性质 1 1.1.2 硫酸的化学性质 1 1.2 硫酸的生产方法 3 1.2.1 硝化法制造硫酸 4 1.2.2 接触法制造硫酸 5 1.3 硫酸生产全工段工艺简介 5 1.3.1 SO2气体的制取与净化 5 1.3.2 SO2气体的转化和吸收 6 1.3.3 尾气的处理 7 1.4 硫酸工业的重要性及其发展 8 1.4.1 硫酸在国民经济中的重要性 8 1.4.2 硫酸工业的发展 10 1.5 本次设计主要研究内容 11 第2章 生产工艺 12 2.1 两次吸收法生产硫酸流程图 12 2.2 干燥、一吸及二吸系统流程说明 12 2.3 工艺计算的基础数据 13 2.3.1 干燥塔基础数据 13 2.3.2 两转两吸的吸收塔基础数据 14 第3章 工艺计算 15 3.1 原始数据 15 3.1.1 产量 15 3.1.2 炉气成分 15 3.1.3 炉气水分含量 15 3.1.4 进酸浓度 15 3.1.5 转化率及吸收率 15 3.2 干燥塔及其循环槽的工艺计算 15 3.2.1 干燥塔及循环槽的物料衡算 15 3.2.2 干燥塔及其循环槽的热量衡算 17 3.3吸收塔及其循环槽的物料衡算 21 3.3.1中间吸收塔物料衡算 21 3.3.2 最终吸收塔物料衡算 22 3.3.3 吸收循环槽物料衡算 24 3.4吸收塔及其循环槽的热量衡算 24 3.4.1中间吸收塔热量衡算 24 3.4.2 最终吸收塔热量衡算 26 3.4.3 吸收循环槽热量衡算 27 第4章 主要设备的工艺计算 30 4.1冷却器计算 30 4.1.1干燥塔冷却器的计算 30 4.1.2中间吸收塔冷却器的计算 33 4.1.3最终吸收塔冷却器的计算 34 4.2填料塔的工艺计算 36 4.2.1干燥塔的工艺计算 36 4.2.2中间吸收塔的工艺计算 39 4.2.3最终吸收塔的工艺计算 41 第5章 主要设备设计结果汇总 45 第6章 环境保护与治理建议 47 设计小结 48 参考文献 49 致 谢 50 附 录 51 第1章 绪 论 1.1 硫酸的性质 硫酸是基础化学工业中重要的产品之一。硫酸主要用于生产化学肥料、有色金属的冶炼合成纤维、涂料、致冷剂洗涤剂、饲料添加剂和石油的精炼，以及钢铁、医药和化学工业。1.1.1 硫酸的物理性质 硫酸，分子式为HSO4，相对分子质量98.08。纯硫酸是一种无色无味油状液体工业品因含杂质而呈黄、棕等色。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3，其密度(液态)1.831g/cm3。物质的量浓度为18.4mol·L-1。凝固点10.36。沸点(330±0.5)℃。98.3％的硫酸水溶液为恒沸混合物，沸点339℃。硫酸是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。浓硫酸溶解时放出大量的热，因此浓硫酸稀释时应该“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅”。若将浓硫酸中继续通入三氧化硫,则会产生发烟现象,这样含有SO3的硫酸称为发烟硫酸。100%的硫酸熔沸点为熔点10℃，沸点290℃。但是100%的硫酸并不是最稳定的，沸腾时会分解一部分，变为98.3%的浓硫酸，成为338℃（硫酸水溶液的）恒沸物。加热浓缩硫酸也只能最高达到98.3%的浓度。98.3%硫酸的熔沸为熔点10℃，沸点338℃。硫酸的化学性质1.脱水性 脱水指浓硫酸脱去非游离态水分子或脱去有机物中氢氧元素的过程。 就硫酸而言，浓硫酸有脱水性且脱水性很强。 ()可被脱水的物质 物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程，反应时，浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2:1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子或脱去非游离态的结晶水，如五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)。 ()炭化 可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成 了黑色的炭。黑面包反应：在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，水加适量，搅拌均匀。然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。观察实验现象。可以看到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭，还会闻到刺激性气味气体。浓硫酸 如C12H22O11=浓硫酸=12C + 11H2O 2．难挥发性（高沸点） 制氯化氢、硝酸等（原理：高沸点酸制低沸点酸）如，用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体NaCl(固)+HSO?(浓)═NaHSO4+HCl↑(常温) 2NaCl(固)+HSO?(浓)═加热═Na2SO4+2HCl↑(加热) Na2SO3+HSO?═Na2SO4+H2O+SO2↑ 再如，利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气体。 酸