毕业设计--年产8万吨硫酸车间工艺设计.doc

PAGE PAGE 9 目 录 TOC \o 1-2 \h \z \u 1.设计任务说明书 1 1.1项目 1 1.2设计内容 1 1.3设计规模 1 1.4设计依据 1 1.5产品介绍 1 1.6生产方式 3 2.工艺路线的选择及设计 3 2.1工艺路线选择 3 2.2工艺流程介绍 5 3.换热器物料衡算 6 3.1转化工段流程图及简述 6 3.2换热器物料衡算 8 4.换热器热量衡算 10 4.1炉气带入热量Q1 10 4.2水的冷凝热Q2 11 4.3入塔酸带入热Q3 11 4.4 93％酸稀释热Q4 11 4.5炉气带出热Q5 11 4.6出塔酸带出热Q6和酸的温度 12 5.典型设备设计 12 5.1填料干燥塔干燥流程与原理 12 5.2干燥塔设备的计算 13 6.主要设备一览表 16 7.车间人员定置 16 8.经济技术指标 17 9.厂房布置及水电要求 18 10.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/cm 1.8305 熔解热（100%），KJ/mol 10.726 汽化潜热（326.1℃） 50.124 熔点℃ 10.37±0.05 沸点℃ 100% 275±5 98.4% 326±5 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H2 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+2P→2H3PO4+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+2H2SO4→2H2O+CO2+SO2 H2SO4（＞91%）+CO→CO2+SO2+H2O 1.5.3用途： 硫酸是重要的基本化工原料，主要用于制造磷肥和氮肥。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. 铜金矿冶炼制得的烟气。 1.5.5 表2. 硫酸产品原料标准 烟气成分 SO2 SO3 O2 CO2 N2 H2O 含量（%） 7.4 0.2 15 4.8 65.5 11.2 1.5. 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 ≤0.02 ≤0.03 ≤0.10 Fe ≤0.005 ≤0.010 ― As ≤0.0001 ≤0.005 ― Hg ≤0.001 ≤0.01 ― Pb ≤0.005 ≤0.02 ― 透明度/mm ≥80 ≥50 ― 色度/mL ≤2.0 ≤2.0 ― 1.6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