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1、目录摘要：11ABSTTRACCT:11第一章文献综综述2第二章工工艺说明明书42.1概概述42.1.1产品品规模和和规格442.1.2工艺艺方案叙叙述42.2 装置设设计说明明42.1.1工艺艺原理442.2.2工艺艺流程说说明52.2.3主要要设备选选型说明明52.2.4 化化工原材材料规格格及用量量5第三章转转化工序序物料衡衡算与热热量衡算算63.1转转化工序序流程示示意图及及简要说说明63.2 确定各各段进口口温度及及转化率率63.2.1温度度与平衡衡转化率率的关系系63.2.2最适适宜温度度与转化化率的关关系73.2.3确定定操作线线73.2.4各段段进口温温度及转转化率883.3
2、转化工工序物料料衡算993.3.1进转转化器一一段气体体量及成成分1003.3.2出一一段气体体量及成成分1003.3.3出二二段气体体量及成成分1003.3.4出三三段气体体量及成成分1003.3.5出四四段气体体量及成成分1003.4 转化器器各段的的热量衡衡算1223.4.1转化化一段反反应热量量和出口口温度1123.4.2转化化二段反反应热量量和出口口温度1143.4.3转化化三段反反应热量量和出口口温度1163.4.4转化化四段反反应热量量和出口口温度117第四章安安全备忘忘录2114.1概概述2114.2二二氧化硫硫和硫酸酸的危害害214.3二二氧化硫硫和硫酸酸运输、使使用等应应注
3、意的的事项以以及如何何防护222第五章环环境保护护与治理理建议2235.1三三废主要要来源2235.1.1废气气235.1.2 废废水2335.1.3 矿矿渣2335.2三三废处理理方案2235.2.1 废废气2335.2.2 废废水2335.2.3 废废渣244设计小结结25参考文献献26致谢2771摘要：本设计是是进行244万吨HH2SO4/年转转化系统统工艺设设计，画画出工艺艺流程图图，再画画出X-T平衡曲曲线和最最适温度度曲线，根根据进口口原料气气的组成成，平衡曲曲线和最最适温度度曲线以以及催化化剂的起起燃温度度、使用温温度大致致估计四四段转化化过程的的操作线线，根据据操作线线来进行行
4、物料衡衡算和热热量衡算算，如果果设定值值和实际际计算值值相差太太大，需需要用试试差的方方法重新新设定操操作曲线线来计算算，直到到设计值值和计算算值差不不多。完完成工艺艺说明书书，安全全备忘录录，即完完成课程程设计说说明书。关键词：催化剂剂，物料料衡算，热热量衡算算Absttracct:The 24,0000 tonss off H22SO4 peer yyearr coonveersiion sysstemm iss deesiggnedd inn thhis papper. Thhe ttrannsfoormaatioon pproccesss fllow diaagraam iis ddr
5、awwn ffirsstlyy, aand theen ddraww thhe eequiilibbriuum ttempperaaturre ccurvve aand opttimuum ttempperaaturre ccurvve. Acccorddingg too thhe ccompposiitioon oof mmateeriaals gass annd tthe prooperrtiees oof ccataalysst, we cann seet tthe impportt annd eexpoort temmperratuure, annd tthe callcullatii
6、on of masss bbalaancee annd hheatt baalannce willl bbe ddonee affterr drrawiing thee opperaatinng llinee off foour perriodds. Thee vaaluee off thhe aactuual exiit ttempperaaturre aand sett teempeeratturee shhoulld bbe cclosser to eacch ootheer, othherwwisee wee neeed retturnn too seet tthe temmperra
7、tuure andd caalcuulatte aagaiin. At lasst, commpleete thee prroceess mannuall annd mmemooranndumm, aand givve ssomee reecommmenndattionns tto eenviironnmennt pprottecttionn.Key worrd:ccataalysst, masss bbalaancee, hheatt baalannce第一章文献综综述硫酸是一一种重要要的基本本化工原原料，广广泛应用用于各个个工业部部门。硫硫酸的产产量常被被用作衡衡量一个个国家工工业发展展水
8、平的的标志。硫硫酸主要要用于生生产化学学肥料、合合成纤维维、涂料料、洗涤涤剂、致致冷剂、饲饲料添加加剂和石石油的精精炼、有有色金属属的冶炼炼，以及及钢铁、医医药和化化学工业业。我国的硫硫酸工业业起始于于19世世纪700年代，在在旧中国国产量很很少。新新中国建建立后，硫硫酸工业业获得了了高速发发展。传传统的工工艺流程程是硫铁铁矿制酸酸法。这这种工艺艺落后，不不但厂区区内粉尘尘飞扬，矿矿渣如山山，而且且排放出出大量废废水、废废气，严严重污染染周围环环境，每每年仅向向农户支支付的赔赔偿金和和上缴的的排污费费占据了了不少生生产成本本。为了减减少污染染，降低低生产成成本改用用硫磺制制硫酸。发发达国家家早
9、就开开始普遍遍推广了了，由于于近期进进口硫磺磺比国内内便宜，利利润空间间很大，大大多数国国内硫酸酸生产厂厂家转向向用硫磺磺法生产产硫酸1。早在8世世纪就有有硝石与与绿矾在在一起蒸蒸馏得到到硫酸的的方法。Paracelsus记述了用绿矾（FeSO47H2O）为原料，放在蒸馏釜中锻烧而制得硫酸的方法。在锻烧过程中，绿矾发生分解，放出二氧化硫和三氧化硫，其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝，便可得到硫酸。在18世纪40年代以前，这种方法为不少地方所采用。古代称硫酸为“绿矾油”，就是由于采用了这种制造方法的缘故。二氧氧化硫氧氧化成三三氧化硫硫是制硫硫酸的关关键，但但是，这这一反应应在通常常情况下下很难进进行。
10、后后来人们们发现，借借助于催催化剂的的作用，可可以使二二氧化硫硫氧化成成三氧化化硫，然然后用水水吸收，即即制成硫硫酸。根根据使用用催化剂剂的不同同，硫酸酸的工业业制法可可分为硝硝化法和和接触法法。硝化法（包包括铅室室法和塔塔式法）是是借助于于氮的氧氧化物使使二氧化化硫氧化化制成硫硫酸。其其中铅室室法在117466年开始始采用，反反应是在在气相中中进行的的。在铅铅室法的的基础上上发展起起来的塔塔式法，开开始于本本世纪初初期。塔塔式法制制出的硫硫酸浓度度可达776左左右。目前，我我国仍有有少数工工厂用塔塔式法生生产硫酸酸。以硫铁矿矿为原料料的接触触法硫酸酸生产过过程是目目前广泛泛采用的的方法，它它
11、创始于于18331年，在在本世纪纪初才广广泛用于于工业生生产。到到20年年代后，由由于钒触触媒的制制造技术术和催化化效能不不断提高高，已逐逐步取代代价格昂昂贵和易易中毒的的铂触媒媒。世界界上多数数的硫酸酸厂都采采用接触触法生产产。新中中国成立立后，即即大力发发展先进进的接触触法硫酸酸生产，逐逐步代替替铅室法法和塔式式法。接接触法中中二氧化化硫在固固体触媒媒表面跟跟氧反应应，结合合成三氧氧化硫，然然后用998.33的硫硫酸吸收收为成品品酸。这这种方法法优于塔塔式法的的是成品品酸浓度度高，质质量纯（不不含氮化化物），但但炉气的的净化和和精制比比较复杂杂。在外外部换热热式转化化流程中中，反应应过程与
12、与换热过过程是分分开的。气气体在床床层中进进行绝热热反应，温温度升高高到一定定程度后后，离开开催化床床进行降降温，然然后再进进入下一一段床层层进行绝绝热反应应。酶进进行这样样一次绝绝热反应应称为一一段。为为了达到到较高的的最终转转化率，必必须采取取多段催催化转化化。一次转化化、一次次吸收流流程：所所谓一次次转化、一一次吸收收是指SSO2经过多多段转化化后只经经过一个个或串联联两个吸吸收塔，吸吸收其中中SO33后就排排放。这这种流程程比较简简单，但但转化率率相对较较低，一一般不超超过977%。在在60年年代以前前，我国国硫酸厂厂大多数数采用这这种流程程。两次转化化、两次次吸收流流程：660年代代
13、以来，转转化工艺艺流程最最大的变变化就是是采用了了两次转转化、两两次吸收收新流程程，简称称为两转转两吸。这这项新技技术开始始时，着着眼于充充分利用用硫的资资源和减减少SOO2排放量量，保护护环境。这种方方法的特特点是：1.最最终转化化率高；2.能能够处理理较高浓浓度的SSO2气体；3.减减少尾气气中SOO2排放量量；4.所需换换热面积积较大；5.系系统阻力力比一转转一吸增增加4-5kPPa。第二章 工艺说说明书2.1概概述2.1.1产品品规模和和规格2.1.1.11年操作作日 3000天/年年2.1.1.22生产方方式连续续生产2.1.1.33生产能能力二氧氧化硫转转化率98%2.1.1.44
14、产品规规格二氧氧化硫转转化率98%2.1.2工艺艺方案叙叙述国内生产产硫酸的的方法主主要是用用硝化法法和接触触法，考考虑到硝硝化法所所需设备备庞大，用用铅很多多，检修修麻烦，腐腐蚀设备备，反应应缓慢，本本设计采采用的是是接触法法，该方方法制得得的成品品酸浓度度高，纯纯度较高高。理论论上催化化氧化操操作过程程的段数数越多，最最终转化化率越高高，而且且过程更更接近于于最佳温温度曲线线，催化化剂的利利用率越越高。本本设计的的生产过过程采用用一转一一吸的工工艺流程程，即将二二氧化硫硫经过多多段转化化后只经经过一个个或串联联两个吸吸收塔，吸吸收其中中SO33后就排排放。转转化流程程为4段段间接换换热式。
15、2.2装装置设计计说明2.1.1工艺艺原理二氧化硫硫转化通通常是在在不高于于0.55MPaa压力下下进行，而而且SOO2、SOO3浓度又又较低，体体系可视视为理想想气体。二氧化硫硫氧化反反应是一一个可逆逆放热反反应：2.2.2工艺艺流程说说明现运用接接触法一一转一吸吸酸洗封封闭流程程生产硫硫酸，其其生产工工艺大致致有六大大工序，即即：原料料预处理理、SOO2炉气制制取、SSO2气体净净化、二二氧化硫硫转化、三三氧化硫硫吸收、“三废”处理。这里主要介绍一下转化系统。转化系统为一转一吸四段反应装置，因为二氧化硫转化的过程是一个放热过程，它的转化率随着温度的升高而降低，因此采用多段反应器，通过一段反应器后物料的温度升高，经冷却后通入下一段反应器继续反应，使整个反应的操作曲线在最适温度曲线附近，既保证了反应的速度，又可以达到较高的转化率。此流程使用原料气作为冷却剂，可以省去外加的冷却剂，又可以利用反应产生的热量来预热原料气，节约能源，一举两得。转化系统包括一个四段反应器和四个换热器。前面制取的气体经过一
