年产20万吨硫酸工艺设计--word格式

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1、年产20万吨硫酸工艺设计一、总论1．概述（1）硫酸的化学性质硫酸是一种强酸，作为二元酸，它有中性盐（硫酸盐）和酸式盐（硫酸氢盐）。浓硫酸具有氧化剂的性质，同时，根据还原剂的不同，硫酸可以被还原到SO2、S和H2S。浓硫酸是强脱水剂，对于有机物和人的皮肤有强烈的破坏作用。浓硫酸与硝酸混合组成硝化剂，广泛应用于有机化合物的硝化过程。浓硫酸与发烟硫酸、三氧化硫、氯磺酸都是磺化剂，它们可以把磺酸基引入有机化合物。许多种医药、农药和染料的生产都是基于芳香族有机化合物的磺化。稀硫酸中的硫原子通常不具有强烈的氧化性。与活性在氢之前的金属反应放出氢气。（1）硫酸的物理性质硫酸的物理性质20密

2、度1.8305g/cm3熔解热（100%）　　10.726KJ/mol熔点℃10.37±0.05沸点　℃100%275±598.47%（最高）326±5比容热（25　℃），J/(g·K)98.5%1.41299.22%1.405100.39%1.394气化潜热（326.1　℃）50.124KJ/mol常用硫酸与发烟硫酸的结晶温度硫酸浓度%（重量）结晶温度℃硫酸浓度%（重量）　　结晶温度℃　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　10.0-4.710010.37176.0-22.2游离SO310-1.593.0-27游离SO3202.598.51.8游离S

3、O365-0.35（3）硫酸的用途　　　硫酸是基本化学工业中重要产品之一。它不仅作为许多化工产品的原料，而且还广泛地应用于其他的国民经济部门。硫酸的用途十分广泛，在化肥工业中，硫酸主要用于生产过磷酸钙和硫酸铵；在冶金工业中则主要用于铜、锌、镉、镍等金属的电解精炼；在电镀、搪瓷工业中需要硫酸清洗工件表面；其他工业如轻工业、有机合成工业、无机盐工业等也要消耗相当数量的硫酸，如硫酸主要用于生产化学肥料、合成纤维、涂料、洗涤剂、制冷剂、饲料添加剂和石油的精炼、医药和化学工业。如今己内酰胺生产是硫酸的第二大用户，聚己内酰胺纤维是一种用途很广泛的合成纤维，除用于衣着以外，还用于制造渔网、

4、降落伞、轮胎帘子线和绝燃材料。（4）硫酸的生产方法及特点在10世纪，硫酸就由绿矾矿（硫酸铁）干馏后用水吸收而制得。这是铅室法制酸的萌芽。19世纪初期，因布兰法制碱工业的需要，发展了铅室法和塔室法统称为亚硝基法和硝化法。硝化法的特点是以氮的氧化物为媒介，使二氧化硫在有氧及水的情况下生成硫酸。产品浓度低，酸中杂质多，生产中又要耗用大量的硝酸或硝酸盐。由于染料、化纤、有机合成和石油工业等对浓硫酸和发烟硫酸的需要迅速增加，许多工业部门对硫酸产品的纯度也提出了越来越高的要求，因而塔式法生产硫酸的比重逐渐减低，最终为接触法生产硫酸所替代。2．文献综述利用冶炼烟气生产硫酸是我国硫酸工业的一

5、种重要工艺方法,冶炼烟气制酸工艺利用矿石原料中的硫资源生产副产品,能够获得一定的经济效益。本文通过介绍一个工程实例的工艺设计过程浓度;自热平衡;工艺计算;设备选型计算,叙述了冶炼烟气制酸装置转化工段主要工艺计算和主要设备的选型计算,提出了在计算过程中一些设计参数的选择方法和需要注意的事项。得出的结论为:在烟气中含有一定浓度的一氧化碳的条件下,含较低二氧化硫浓度的烟气同样可以在转化工段实现自热平衡,用于生产硫酸。12004年至今中国硫酸产量位居世界首位，2006年中国硫酸产量达50.43Mt，逐渐形成了以硫磺、硫铁矿和冶炼烟气为主的原料结构。改革开放以来，中国硫酸行业的产业集约

6、化程度大幅提高，单系列硫酸装置的最大规模分别为硫铁矿制酸400kt/a、硫磺制酸1000kt/a、冶炼烟气制酸600kt/a。还指出今后中国硫酸工业的发展趋势是：装置进一步大型化，产业集约化程度继续提高，全方位提升技术装备水平，加大节能减排力度，提高废热回收利用率，走循环经济的发展道路，实现可持续发展。2德国ProcessEngineeringAssociate(PEA)公司推出一种可使排放废气中的SO2含量低于3×10-4%的二段法硫酸生产新工艺,该工艺可用于处理各种浓度的SO2气体。第一段:接触反应器在工艺的第一段,接触反应器中的SO2气体在转换成硫酸之前要进行冷却和清洗

7、。该工艺能生产浓度为95%～98%的硫酸以及游离SO2高达32%的发烟硫酸。在转换器中单层催化剂将65%～70%的SO2转换成SO3,剩下的气体通过管道输送到工艺的第二段。第二段:塔式反应器浓缩或用于生产发烟硫酸。第二段工艺是对原氧化氮工艺的改进(原称容腔工艺或塔式工艺),在此SO2几乎完全转换成76%的强酸,然后又回到接触反应器中进一步76%的硫酸是在塑料塔式反应器中产生的,没有返回到接触反应器中,因此纯度极高,可作特殊用途的酸使用,如作蓄电池酸。3KvaernerChemetics公司开发和建设了一