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1、<p> JISHOUUNIVERSITY 专业课课程设计 题 目 名 称 200kt/a硫磺制酸焚硫工段的工艺设计 学 生 姓 名 谭振华 学 号 20104064014 学 院 化学化工学院 专 业 年 级 10级化工1班 指 导 教 师 熊绍锋 职 称 副教授 填 写 时 间 2013年2月2013年3月 化工原理课程设计任务书(一)设计题目 200kta硫磺制酸焚硫工段的工艺设计设计（论文）的主要任务及目标设计的主要任务：根据毕业设计课题要求，结合设计条件，主要完成200kt/a硫磺制酸装置设计说明书、气体流量及组成计算、液体流量及组成计算、气体热量计算、循环酸温计算、主要设
2、备尺寸核算、主要管道尺寸核算。设计目标：采用先进成熟的工艺设备，节能措施和环保措施，达到高效、节能、环保的要求，取得好的经济效益。设计（论文）的基本要求和内容硫磺制酸装置的物料衡算和热量衡算，及主要设备的尺寸计算、定型型号的选择，原辅材料的消耗计算，和带工艺控制点的工艺流程图和设备装备图的绘制，设计说明书的编制。(二)设计任务及操作条件设计任务(1)以硫磺味原料，含S量为S99.5%。(2) 硫磺燃烧率为100%。(3)年产纯硫酸200kt操作条件 (1)硫磺以液态形式进入焚硫炉。 (2)控制鼓风机速率。 (3)控制焚硫炉内的温度。 设备型式喷硫枪，卧式焚硫炉设备工作日：每年333天，每天24
3、小时连续运行，约8000小时。（三）设计内容1）设计说明书的内容1)焚硫炉的物料衡算；2)喷硫枪和鼓风机的速率确定；3)焚硫炉工艺条件及有关物性数据的计算；4)焚硫炉炉体工艺尺寸计算；5) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。2、设计图纸要求： 1) 绘制生产工艺流程图（A2号图纸）； 2) 绘制焚硫炉设计条件图（A2号图纸）。 （四）参考资料1物性数据的计算与图表2化工工艺设计手册3化工过程及设备设计4化学工程手册5化工原理1、总 论61.1概述71.1.1项目名称71.1.2设计概况71.2可研的简要综合结论71.3硫酸几种不同的生产工艺81.3.1以硫磺为原料81.3.2以硫铁矿含伴生硫铁
4、矿为原料91.3.3冶炼烟气和其它原料101.4 硫酸的性质101.4.1相对密度111.4.2硫酸的结晶温度111.4.3硫酸的热容、热焓121.4.4硫酸的沸点蒸气压和蒸气组成121.4.5硫酸的粘度13第二章 工艺部分132.1二氧化硫转化反应的基本原理132.2二氧化硫转化三氧化硫工艺操作条件选择和选定理由152.2.1转化反应的温度152.2.2转化反应的进气浓度172.2.3转化器的通气量192.3工艺参数确定202.4 工艺技术方案222.4.1国内外工艺技术概况222.4.2 工艺技术方案的选择232.5工艺设计部分242.5.1快速熔硫与液硫过滤工段242.5.2转化工段25
5、2.5.3吸收工段262.5.3.1吸收流程配置的方式272.5.3.2吸收工段的流程272.5.3.3吸收工段主要工艺指标分析272.5.4废热回收工艺282.5.5关于低温位热能回收工艺292.6 原材料、辅助材料和动力消耗定额302.7市场需求预测302.7.1 国内外近期、远期需求量预测30第三章 物料衡算313.1设计要求313.2焚硫炉主体计算313.2.1硫磺焚烧的物料衡算313.2.2气体流量及组成计算333.3 气体热量衡算343.3.1焚硫炉出口炉气温度计算343.3.2 余热锅炉移走热量353.3.3空气预热器空气升温计算363.4主要设备核算363.4.1 焚硫炉363
6、.4.2管道直径核算37第四章 主要设备384.1焚硫炉384.2 转化器384.3干吸塔404.4 循环吸泵414.5气体换热器414.6 空气鼓风机444.7废热锅炉45第五章 设计总结471、总 论1.1概述1.1.1项目名称（1）项目名称： 200Kt/a硫磺制酸工程1.1.2设计概况（1）大力加强工艺流程与设备配套开发的工作，在充分吸取国内外科技成果的基础上，通过设计方案的比较和选择，提高装置的技术水平，完全实现设备国产化，以节约工程建设投资。确保装置技术先进、工程投资省、运行费用低，装置运行可靠性高。做出高水平、高质量、高效益的“三高”设计。（2）在做好主装置设计的同时，要注重节能
7、、环保、安全、消防、抗震、劳动安全及工业卫生的配套设计。“三废”排放必须符合国家的有关标准和本项目环评报告的要求。生产操作的环境条件必须符合国家劳动安全及工业卫生的要求。贯彻执行国家有关环境保护和职业安全卫生的政策和法规。（3）认真贯彻“五化”的设计原则，尽量提高“工厂布置一体化、生产装置露天化、（建）构筑物轻型化、公用工程社会化、引进技术国产化”的程度。贯彻“安全生产，预防为主”的方针，确保本工程投产后符合职业安全卫生的要求，保证职工的安全和健康。（4）在确保工程质量的前提下，尽量降低工程造价，使项目综合技术经济指标达到先进水平。 1.2可研的简要综合结论（1）本项目所产硫酸，作为其它化工产
8、品的原料，符合企业产业链的需要，装置建成后具有较好的经济效益。（2）本项目采用生产技术先进、成熟、可靠，设备全部实现国产化，既降低了工程投资，又为装置长周期稳定运行提供了保障。（3）本项目“三废”治理措施有效，项目建设满足环保要求。（4）本项目财务评价结果良好：项目总投资预计12000万元。综上所述，本项目是可行的，投资是必要的。附：主要技术经济指标序号指标名称单位数量备注一生产规模及产品方案1硫酸100%kt/a200折100%为200 kt/a2蒸汽3.82MPakt/a2401.2吨蒸汽/吨酸二年操作日天3338000小时1日产量吨6002小时产量吨25三主要原材料、燃料用量1硫磺kt/
9、a66.642钒触媒吨新工厂一次添加468吨，之后每年消耗56吨.720×0.65t/ M33柴油t/a176开车升温用五公用工程消耗量1供水（补充新鲜水）m3/h500100×5吨水/吨酸2用电负荷380V（总装机容量）KW382585度/吨×100吨×45%10KV（总装机容量）KW467585度/吨×100吨×55%年用电量（上透平风机）万kw.h184080万吨×23度/吨3供汽低压蒸汽（0.6MPa）t/h120100吨×1.21.3硫酸几种
10、不同的生产工艺1.3.1以硫磺为原料进口硫磺可充分利用世界硫资源，以补充我国硫资源的不足，其前提是世界上要有多余的硫磺供应。硫磺进口量的多少受多种因素影响，据最近国际硫研究所和加拿大棱镜硫磺公司的资料，对世纪年代以来世界硫磺供应总量和需求总量的统计和未来的预测至年表明，世界硫磺供需总量是平衡的，并且呈现不同程度的供大于求，多余的部分成为库存在不同地区、不同时期硫的供应或硫的需求发生着变化，但硫的供应总量和需求总量基本上平缓地上升，即使年我国进口硫磺达占世界硫磺贸易量的，也未出现总体上生产和供应小于需求的态势。上述资料可能有局限性，不够全面，但可看出在世界范围某些地区的变化和世界总量的变化是有区
11、别的。拿我国的情况看，年硫铁矿制酸，硫磺制酸仅几十万吨年矿制酸减少到，硫磺制酸升至其中矿制酸改为硫磺制酸的量净增加了世界硫的消费，而其余增加的硫磺制酸大部分用于增产磷肥，并且主要是以产抵进，这样就减少了国外磷肥的生产，即减少了国外硫的消费量。所以，我国使世界硫磺消费净增加量实际低于进口硫磺的增加量。总体上世界硫磺供应略有富余，但年以来世界硫磺的价格逐渐抬高，原因何在目前硫磺生产主要地区是美国、加拿大、中东、前苏联，世界硫磺贸易最大进口国是中国占最大出口地区是加拿大和中东总和。以下几个因素影响国际市场硫的供需平衡和价格：我国以及印度近几年强劲的需求；中东局势动荡影响；中东产油国硫磺贸易；前苏联国
12、家是硫磺生产大国，因存在储运困难，近年进入贸易市场的量还不够大世界运输保险费大幅度增加世界海运费大幅度增加加拿大铁路运输费用增加。硫磺贸易中所占份额最大的是加拿大、中东出口方和中国进口方，因中东不稳定的局势和费用上涨，加拿大随之涨价的可能性也是存在的，受影响最大的是我国。目前的高价位应该能促使我国硫磺制酸增长的势头下降。如果我国进口硫磺的增长率逐步减小，上述其它几项不利因素逐步缓解，市场供应量增加，在市场经济的环境下价格有望不再增加而有小幅度回落，但不可能再回到年以前的低价位。未来几年我国硫磺制酸在现有生产能力的基础上保持平稳的增长是恰当的。1.3.2以硫铁矿含伴生硫铁矿为原料硫铁矿是我国的自
13、有资源，从我国这个人口，大国的安全和经济发展考虑，保持一定规模的硫铁矿采选能力和硫铁矿制酸能力是需要的。同时，从我国硫铁矿资源状况上考虑又应该节约使用，恰当地利用国外的硫资源。我国已是国际市场中重要的一员，因而特别需要研究和把握好国际市场，为硫酸的长期发展争取有利条件，硫铁矿制酸可以起到重要的调节、平衡作用。如果将硫铁矿制酸改为硫磺制酸，将净增加世界硫磺的消费需求，维持现有硫铁矿原料能力并稳步增长不但对国家经济安全有利，而且可以稳定世界硫磺市场，反过来对我国进口硫磺有利，总体上对我国硫酸工业的长期发展有利。稳定和发展硫铁矿制酸要重视发展硫铁矿矿源和发展硫铁矿制酸生产装置。发展硫铁矿矿源包括后备
14、资源的勘探、资源开发利用的规划和评价、资源合理利用的研究、技术开发、矿山建设、提高生产能力和技术水平等。发展硫铁矿制酸生产装置包括工艺技术和装备水平的提高、减少环境污染、解决矿渣的综合利用、大型化等。要本着节约资源的观点，矿山和硫酸厂都要考虑在充分利用中、高品位矿的同时如何利用好低品位矿，提高资源的综合利用率。1.3.3冶炼烟气和其它原料冶炼烟气主要是有色金属硫化矿物冶炼时产生的含二氧化硫烟气，冶炼烟气制酸实际是冶炼厂的副产品，是随着冶金工业的发展而发展。我国冶炼烟气制酸发展迅速，已形成较大的生产能力，其硫酸产量占全国总产量的左右。石膏、磷石膏是我国硫酸原料潜在的硫资源,目前已有口以上的工业生产能力，但近期大规模发展的条件还不够成熟。我国煤炭中所含的硫也是潜在的硫资源，目前燃煤烟气脱硫主要采用抛弃法，回收这部分硫的开发研究和工业化应该加紧进行。1.4 </p>
