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本科毕业设计10万吨/年硫酸生产工艺设计（硫磺制酸熔硫工序）学院化工与药学院专业化学工程与工艺年级班别 2011级01班学号 2011402010107学生姓名指导教师危想平2015 年 5 月17 日目录前言 (1)1 文献综述 (1)1.1硫磺、硫化物及硫酸的性质 (2)1.1.1 化学性质 (2)1.1.2 物理性质 (3)1.2 硫酸的生产方法 (3)1.2.1 硝化法制造硫酸 (3)1.2.2 接触法制造硫酸 (4)1.3 硫酸生产工艺流程叙述 (5)气体的制取 (5)1.3.1 SO21.3.2 炉气的净化 (6)气体的转化 (6)1.3.3 SO2气体的吸收 (6)1.3.4SO31.3.5尾气的处理 (7)1.4 硫酸的用途 (7)1.4.1 硫酸的工业用途 (7)1.4.2 硫酸的农业用途 (8)2 物料平衡计算 (8)2.1 设计要求 (9)2.2 熔硫部分的物料衡算 (9)2.3熔硫工段的能量衡算 (9)3 主要设备 (10)3.1熔硫釜 (11)3.2焚硫炉 (11)3.3 转化器 (13)3.4 干吸塔 (14)3.5 空气鼓风机 (14)3.6 循环吸泵 (15)3.7 废热锅炉 (15)3.8 过热器和省煤器 (16)4 硫酸的安全生产 (16)4.1 硫酸工业中催化剂的重要作用 (17)4.2 硫酸生产中可能存在的危害 (17)4.3 我国硫酸工业技术概况 (18)4.4安全防护措施及防护用具 (18)4.5环境保护与治理建议 (18)设计小结 (19)参考文献 (20)致谢 (21)10万吨/年硫酸生产工艺设计（硫磺制酸熔硫工序）摘要硫酸作为工业之母，至今还发挥着重要作用。
采用硫磺制硫酸有利于保护环境建清洁文明工厂，且装置上投资为原来的50%，具有很大的经济效益。
硫酸生产工艺主要由五部分组成，包括二氧化硫气体的制取，炉气的净化，二氧化硫气体的转化，三氧化硫气体的吸收以及尾气的处理。
硫铁矿制酸工艺流程该装置以固体硫铁矿为原料，采用沸腾焙烧，中压余热锅炉回收高温热能发电，干法收尘，带电除尘的稀酸洗封闭净化和“3+2”五段转化两转两吸工艺流程。
硫酸生产工艺流程图见图2-1所示。
年产12（1a 、干燥后的原料含水6%，进入链式破碎机粉碎，并经筛分后送入库内堆放。
b、用桥式抓斗起重机将干燥破碎好的硫精砂抓入成品贮斗，由圆盘给料机均匀加入皮带机，再由皮带栈桥送到焙烧工段沸腾炉加料贮斗。
（2）焙烧工段沸腾炉加料斗中的矿粉，由皮带加料机送入沸腾炉焙烧。
焙烧产生的SO2炉气温度达900~930℃，该炉气经余热锅炉后温度降至400℃左右。
在锅炉中产生的中压过热蒸汽，送往汽轮发电机发电。
炉气从余热锅炉出来，进入旋风除尘器，经旋风降尘后进入电除尘器进一步除尘。
电除尘器除尘效率可达99%。
炉气经除尘后含尘0.2g/Nm3左右，温度300~350℃进入净化工段。
沸腾炉排出的矿渣，余热锅炉，旋风除尘器排出的矿尘都经冷却滚筒冷却后，与电除尘器排出的矿尘，一并用埋刮板输送机输送到矿渣增湿器，喷入水使矿渣降温增湿，再由胶带输送机送往贮仓。
焙烧硫铁矿所需空气由沸腾炉鼓风机送入。
锅炉用脱水由脱盐水站锅炉给水泵送来。
（3）净化工段由电除尘器出来的炉气进入净化工段空塔及填料洗涤塔，炉气经喷淋的约15%～20%的稀酸洗涤，同时稀酸中水份大量蒸发，炉气绝热冷却至60~70℃，并除去其中的矿尘、砷、氟等有害杂质。
炉气的降温是在等焓过程下进行的，炉气需要在间冷器内冷却，使其中水蒸气冷凝下来，气体温度降至40℃左右，再经电除雾器除去酸雾后进入干吸工段。
空塔出口含有矿尘的稀酸，进入斜管沉降器内沉淀，清液流入循环槽，再由泵送至空塔内喷淋，循环使用。
少量污酸泥定期排放到污水处理站，用石灰中和后的废泥水送至矿渣增湿器随矿渣一起送入渣仓。
在循环泵出口定期引出15%（H2SO4）稀酸，送到稀酸贮槽。
填料洗涤塔和间冷器分别设置稀酸循环系统。
武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）说明书论文题目：年产13万吨硫酸转化工艺设计学号：学生姓名：专业班级：指导教师：总评成绩：2015年5月31日目录摘要 (III)Abstract (IV)第一章文献综述 (1)1.1硫酸介绍 (1)1.2硫酸的生产方法 (6)1.3硫铁矿制酸工艺 (7)1.4方案的选择 (9)1.5本次设计的目的及意义 (9)第二章转化工序物料衡算与热量衡算 (10)2.1 产品规模和规格 (10)2.2确定各断进口温度及转化率 (10)2.3转化工序物料衡算 (15)2.4转化器各段的热量衡算 (23)第三章设备选型 (33)3.1换热器计算 (33)3.2转化器计算 (42)3.3其他设备的选择 (43)3.4设备选型一览表 (44)第四章环境保护与治理建议 (46)4.1 三废主要来源 (46)4.2 三废处理方案 (46)设计小结 (48)致谢 (49)参考文献 (50)附录 (51)摘要硫酸作为一种基本的无机化工产品，在国民经济的很多部门如化工、轻工、冶金、化肥等领域都有着广泛的用途。
其主要生产过程包括以下工序：硫铁矿的焙烧、炉气的净化、SO2的转化、SO3的吸收和尾气的处理。
本设计是年产13万吨H2SO4转化系统的工艺设计，主要负责硫酸工艺中SO2到SO3的转换过程，转换工艺流程是通过一转一吸收完成的，涉及4台换热器，主要以高温生成气来预热低温反应气，达到热量的有效利用，最大限度的降低能量损失，做到工业生产的低碳化和环保化，以经济、节能、高效、可持续发展为目标来进行设计。
本设计的计算部分主要分两块：物料衡算和热量衡算。
本次工艺设计的进气体积百分数分别为：SO2=9.0%，N2=80.8%。
第一、第二、第三、第四转化工段的进口、出口温度依次设计为380℃→560℃，480℃→510℃，455℃→470℃，390℃→400℃。
通过物料衡算与热量衡算，对出口温度进行核算，核算的四个转化工段的出口温度依次为：562.07℃、502.37℃、492.79℃、399.01.℃，与设计温度吻合，说明本设计是合理可行的。
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第一章概述 (1)第一节装置概况 (1)第二节硫酸及硫氧化物的性质 (2)第三节工艺流程及其控制特点 (13)第二章硫铁矿制酸主要工艺原理 (22)第一节沸腾焙烧工艺原理 (22)第二节炉气净化工艺原理 (30)第三节三氧化硫吸收工艺原理 (39)第四节二氧化硫转化的工艺原理 (46)第五节循环水工艺原理 (49)第一章概述第一节装置概况江西铜业集团化工有限公司老系统硫酸装置设计生产能力为10万吨／年，以德兴铜矿副产硫精矿为原料，采用氧化焙烧，干法除尘，稀酸酸洗净化和两转两吸接触法制酸工艺。
本装置还具有高回收率和低“三废”排放等优点。
总硫回收率期望值可达97％（保证值为96.0％以上），工艺流程采用了二转二吸制酸工艺，“3+1”四段转化，提高硫的利用率，使尾气中SO2及硫酸雾的排放指标低于《大气污染物综合排放标准》，净化工段20％稀酸外运到大山厂和泗州厂做为选矿药剂使用，不外排；硫酸钡烧渣是优质铁精矿，直接销售给钢铁厂，达到综合利用的目的。
鼓风机噪音采用消声、隔声及不设固定岗位等有效措施。
本装置技术新、可靠性高，采用以下具有成功业绩的最新技术：DCS控制系统；阳极保护管壳式酸冷器；二吸塔用高效除雾器控制尾气排放带出酸沫等。
现在建设的江西铜业（德兴）60万吨/年硫铁矿循环经济项目一期工程规模为30万吨/年，项目建成后，年产98%工业硫酸25万吨，105%发烟硫酸15万吨，优质铁精粉18.2万吨，余热发电量7800万度。
计划于2012年6月竣工投产。
第二节硫酸及硫氧化物的性质1 硫酸的物理性质硫酸的分子量为98.078，分子式为H2SO4。
从化学意义上讲，是三氧化硫与水的等摩尔化合物，即SO3·H2O。
在工艺技术上，硫酸是指SO3与H2O以任何比例结合的物质，当SO3与H2O的摩尔比≤1时，称为硫酸，它们的摩尔比﹥1时，称为发烟硫酸。
硫酸的浓度有各种不同的表示方法，在工业上通常用质量百分比浓度表示。
【工艺技术】年产万吨硫酸转化系统工艺设计xxxx年xx月xx日xxxxxxxx集团企业有限公司Please enter your company's name and contentv目录摘要： (1)ABSTRACT: (1)第一章文献综述 (2)第二章工艺说明书 (4)2.1概述 (4)2.1.1产品规模和规格 (4)2.1.2工艺方案叙述 (4)2.2 装置设计说明 (4)2.1.1 工艺原理 (4)2.2.2 工艺流程说明 (5)2.2.3 主要设备选型说明 (5)2.2.4 化工原材料规格及用量 (5)第三章转化工序物料衡算与热量衡算 (6)3.1转化工序流程示意图及简要说明 (6)3.2 确定各段进口温度及转化率 (6)3.2.1温度与平衡转化率的关系 (6)3.2.2最适宜温度与转化率的关系 (7)3.2.3确定操作线 (7)3.2.4各段进口温度及转化率 (8)3.3 转化工序物料衡算 (9)3.3.1进转化器一段气体量及成分 (10)3.3.2出一段气体量及成分 (10)3.3.3 出二段气体量及成分 (10)3.3.4出三段气体量及成分 (10)3.3.5出四段气体量及成分 (10)3.4 转化器各段的热量衡算 (12)3.4.1转化一段反应热量和出口温度 (12)3.4.2转化二段反应热量和出口温度 (14)3.4.3转化三段反应热量和出口温度 (16)3.4.4转化四段反应热量和出口温度 (17)第四章安全备忘录 (21)4.1概述 (21)4.2二氧化硫和硫酸的危害 (21)4.3二氧化硫和硫酸运输、使用等应注意的事项以及如何防护 (22)第五章环境保护与治理建议 (23)5.1 三废主要来源 (23)5.1.1 废气 (23)5.1.2 废水 (23)5.1.3 矿渣 (23)5.2 三废处理方案 (23)5.2.1 废气 (23)5.2.2 废水 (23)5.2.3 废渣 (24)设计小结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)摘要：本设计是进行24万吨H2SO4/年转化系统工艺设计，画出工艺流程图，再画出X-T 平衡曲线和最适温度曲线，根据进口原料气的组成，平衡曲线和最适温度曲线以及催化剂的起燃温度、使用温度大致估计四段转化过程的操作线，根据操作线来进行物料衡算和热量衡算，如果设定值和实际计算值相差太大，需要用试差的方法重新设定操作曲线来计算，直到设计值和计算值差不多。
硫铁矿制酸工艺控制方案一、工艺流程本装置为15万吨/年硫铁矿制酸，通过硫铁矿燃烧出的SO2烟气进行净化吸收和转化成浓度不低于96%的硫酸，可分为原料、沸腾焙烧、余热锅炉、脱盐水站、炉气净化、二氧化硫转化、烟酸、65酸、三氧化硫吸收等九个工序。
二、控制目标⑴、开胶带给料机，并进行调节保持适当的风矿比例；⑵、调节干吸酸温、酸浓、液位等指标在规定范围内；⑶、稳定炉前风机风量，控制生产负荷；⑷、调节主风机风量，维持炉顶微负压，调节后燃烧风量；⑸、调节稀酸阀，控制气浓；⑹、调节转化各段进口温度，使转化率达到最大；⑺、及时将具备条件的联锁投入使用；⑻、调节净化液位；⑼、调节废锅液位，蒸汽压力。
三、系统组成1、系统配置本项目控制系统采用的是FB-2000NS DCS。
该系统能够实现连续控制、批量控制和逻辑控制等多种控制算法。
根据带控制点的工艺流程图，与工艺技术人员认真细致地分析了生产工艺对控制的要求，合理地设计了方便于操作工监视、操作的流程图画面。
由于湖北楚源鑫慧化工公司十五车间的十五万吨/ 年硫酸生产DCS分为制酸站和焙烧站，制酸站是两机两柜，焙烧站上是两机一柜，既要各自独立工作又要相互监视，因此我们采用在四台操作站上同时建立以太网进行连接，现场控制站网络结构图如下：其DCS的硬件配置为：制酸站：FB-2001NS2块，FB-2005NS网卡2块，FB-2010NS-13块，FB-SC14NS-13块；FB-2020NS-6块，FB-SC20NS -6块； FB-2030NS-7块，FB-SC30NS-7块； FB-2040NS-4块，FB-SC43NS -4块。
这样就构成了一套分布式数据采集与控制系统。
另外现场有一台10KVA和一台3KVA一共两台在线式不间断电源UPS，备品备件有：FB-2001NS主控制器2块。
焙烧站：FB-2001NS2块，FB-2005NS网卡2块，FB-2010NS-6块，FB-SC14NS-6块；FB-2020NS-3块，FB-SC20NS -3块； FB-2030NS-3块，FB-SC30NS-3块； FB-2040NS-2块，FB-SC43NS -2块。
硫铁矿年产硫酸课程设计一、课程设计背景与意义硫铁矿是一种重要的非金属矿产资源，其中含有大量的硫元素。
而硫酸则是一种广泛应用于化工、冶金、制药等领域的化学品，其需求量也日益增加。
因此，开发利用硫铁矿资源并生产高质量的硫酸已成为当今社会发展的重要课题之一。
本课程设计旨在通过对硫铁矿年产硫酸生产工艺流程及技术要点进行深入探讨和分析，使学生掌握相关知识和技能，为今后从事相关行业提供必要的理论和实践基础。
二、教学目标1.了解硫铁矿年产硫酸生产工艺流程；2.掌握硫铁矿选矿、浮选及冶炼过程中所需使用的化学药剂；3.了解硫酸制造过程中所需使用的反应器类型及反应条件；4.了解硫酸产品质量检测方法及其重要性。
三、教学内容1. 硫铁矿年产硫酸生产工艺流程（1）硫铁矿选矿及浮选过程（2）硫铁矿冶炼过程（3）硫酸制造过程2. 硫铁矿选矿、浮选及冶炼过程中所需使用的化学药剂（1）捕收剂（2）起泡剂（3）调节剂3. 硫酸制造过程中所需使用的反应器类型及反应条件（1）接触法反应器（2）吸收法反应器4. 硫酸产品质量检测方法及其重要性四、教学方法与手段本课程设计采用多种教学方法，包括课堂讲授、案例分析、实验演示等。
同时，还将配备相应的教学手段，如PPT课件、实验仪器设备等。
五、教学进度安排本课程设计共分为5个教学单元，每个单元的内容和时间安排如下：第一单元：硫铁矿年产硫酸生产工艺流程（2小时）1.1 硫铁矿选矿及浮选过程（30分钟）1.2 硫铁矿冶炼过程（30分钟）1.3 硫酸制造过程（1小时）第二单元：硫铁矿选矿、浮选及冶炼过程中所需使用的化学药剂（2小时）2.1 捕收剂（40分钟）2.2 起泡剂（40分钟）2.3 调节剂（40分钟）第三单元：硫酸制造过程中所需使用的反应器类型及反应条件（2小时）3.1 接触法反应器（1小时）3.2 吸收法反应器（1小时）第四单元：硫酸产品质量检测方法及其重要性（2小时）4.1 硫酸产品质量检测方法介绍（30分钟）4.2 硫酸产品质量检测方法演示实验（1.5小时）第五单元：案例分析与实践操作（4小时）5.1 案例分析讨论（2小时）5.2 实践操作演示及讲解（2小时）六、教学评价本课程设计将采用多种教学评价方式，包括平时作业、期末考试、实验报告等。
硫铁矿制酸工艺流程该装置以固体硫铁矿为原料，采用沸腾焙烧，中压余热锅炉回收高温热能发电，干法收尘，带电除尘的稀酸洗封闭净化和“3+2”五段转化两转两吸工艺流程。
硫酸生产工艺流程图见图2-1所示。
年产12万吨硫酸生产工艺主要由原料工段、焙烧工段、净化工段、干吸工段、转化工段、贮酸工段组成。
（1）原料工段a、原料硫精矿运入装置内，先堆放于露天堆场，再用铲车运入矿库，用桥式抓斗起重机将原料抓入贮斗内，经皮带给料机均匀加入回转干燥机进行干燥，干燥后的原料含水6%，进入链式破碎机粉碎，并经筛分后送入库内堆放。
b、用桥式抓斗起重机将干燥破碎好的硫精砂抓入成品贮斗，由圆盘给料机均匀加入皮带机，再由皮带栈桥送到焙烧工段沸腾炉加料贮斗。
（2）焙烧工段沸腾炉加料斗中的矿粉，由皮带加料机送入沸腾炉焙烧。
焙烧产生的SO2炉气温度达900~930℃，该炉气经余热锅炉后温度降至400℃左右。
在锅炉中产生的中压过热蒸汽，送往汽轮发电机发电。
炉气从余热锅炉出来，进入旋风除尘器，经旋风降尘后进入电除尘器进一步除尘。
电除尘器除尘效率可达99%。
炉气经除尘后含尘0.2g/Nm3左右，温度300~350℃进入净化工段。
沸腾炉排出的矿渣，余热锅炉，旋风除尘器排出的矿尘都经冷却滚筒冷却后，与电除尘器排出的矿尘，一并用埋刮板输送机输送到矿渣增湿器，喷入水使矿渣降温增湿，再由胶带输送机送往贮仓。
焙烧硫铁矿所需空气由沸腾炉鼓风机送入。
锅炉用脱水由脱盐水站锅炉给水泵送来。
（3）净化工段由电除尘器出来的炉气进入净化工段空塔及填料洗涤塔，炉气经喷淋的约15%～20%的稀酸洗涤，同时稀酸中水份大量蒸发，炉气绝热冷却至60~70℃，并除去其中的矿尘、砷、氟等有害杂质。
炉气的降温是在等焓过程下进行的，炉气需要在间冷器内冷却，使其中水蒸气冷凝下来，气体温度降至40℃左右，再经电除雾器除去酸雾后进入干吸工段。
空塔出口含有矿尘的稀酸，进入斜管沉降器内沉淀，清液流入循环槽，再由泵送至空塔内喷淋，循环使用。
硫铁矿制酸工艺流程该装置以固体硫铁矿为原料，采用沸腾焙烧，中压余热锅炉回收高温热能发电，干法收尘，带电除尘的稀酸洗封闭净化和“3+2”五段转化两转两吸工艺流程。
硫酸生产工艺流程图见图2-1 所示。
块矿空气煤破碎热风炉硫精矿干燥器除尘尾气排放空气沸腾炉蒸汽发电SO2 炉气废热锅炉旋风除尘、电除尘增湿器炉渣废酸送磷铵工段冷却、洗涤塔循环酸净化、电除雾酸泥送污水处理站干燥塔SO2 鼓风机成品硫酸二转二吸尾气放空尾气吸收图2-1 硫酸生产装置工艺流程图年产12万吨硫酸生产工艺主要由原料工段、焙烧工段、净化工段、干吸工段、转化工段、贮酸工段组成。
（1）原料工段a、原料硫精矿运入装置内，先堆放于露天堆场，再用铲车运入矿库，用桥式抓斗起重机将原料抓入贮斗内，经皮带给料机均匀加入回转干燥机进行干燥，干燥后的原料含水6%，进入链式破碎机粉碎，并经筛分后送入库内堆放。
b、用桥式抓斗起重机将干燥破碎好的硫精砂抓入成品贮斗，由圆盘给料机均匀加入皮带机，再由皮带栈桥送到焙烧工段沸腾炉加料贮斗。
（2）焙烧工段沸腾炉加料斗中的矿粉，由皮带加料机送入沸腾炉焙烧。
焙烧产生的SO2炉气温度达900~930℃，该炉气经余热锅炉后温度降至400℃左右。
在锅炉中产生的中压过热蒸汽，送往汽轮发电机发电。
炉气从余热锅炉出来，进入旋风除尘器，经旋风降尘后进入电除尘器进一步除尘。
电除尘器除尘效率可达99%。
炉气经除尘后含尘0.2g/Nm3左右，温度300~350℃进入净化工段。
沸腾炉排出的矿渣，余热锅炉，旋风除尘器排出的矿尘都经冷却滚筒冷却后，与电除尘器排出的矿尘，一并用埋刮板输送机输送到矿渣增湿器，喷入水使矿渣降温增湿，再由胶带输送机送往贮仓。
焙烧硫铁矿所需空气由沸腾炉鼓风机送入。
锅炉用脱水由脱盐水站锅炉给水泵送来。
（3）净化工段由电除尘器出来的炉气进入净化工段空塔及填料洗涤塔，炉气经喷淋的约15%～20%的稀酸洗涤，同时稀酸中水份大量蒸发，炉气绝热冷却至60~70℃，并除去其中的矿尘、砷、氟等有害杂质。
第一章概述第一节装置概况江西铜业集团化工有限公司老系统硫酸装置设计生产能力为10万吨／年，以德兴铜矿副产硫精矿为原料，采用氧化焙烧，干法除尘，稀酸酸洗净化和两转两吸接触法制酸工艺。
本装置还具有高回收率和低“三废”排放等优点。
总硫回收率期望值可达97％（保证值为96.0％以上），工艺流程采用了二转二吸制酸工艺，“3+1”四段转化，提高硫的利用率，使尾气中SO2及硫酸雾的排放指标低于《大气污染物综合排放标准》，净化工段20％稀酸外运到大山厂和泗州厂做为选矿药剂使用，不外排；硫酸钡烧渣是优质铁精矿，直接销售给钢铁厂，达到综合利用的目的。
鼓风机噪音采用消声、隔声及不设固定岗位等有效措施。
本装置技术新、可靠性高，采用以下具有成功业绩的最新技术：DCS 控制系统；阳极保护管壳式酸冷器；二吸塔用高效除雾器控制尾气排放带出酸沫等。
现在建设的江西铜业（德兴）60万吨/年硫铁矿循环经济项目一期工程规模为30万吨/年，项目建成后，年产98%工业硫酸25万吨，105%发烟硫酸15万吨，优质铁精粉18.2万吨，余热发电量7800万度。
计划于2012年6月竣工投产。
第二节硫酸及硫氧化物的性质1 硫酸的物理性质硫酸的分子量为98.078，分子式为H2SO4。
从化学意义上讲，是三氧化硫与水的等摩尔化合物，即SO3·H2O。
在工艺技术上，硫酸是指SO3与H2O以任何比例结合的物质，当SO3与H2O的摩尔比≤1时，称为硫酸，它们的摩尔比﹥1时，称为发烟硫酸。
硫酸的浓度有各种不同的表示方法，在工业上通常用质量百分比浓度表示。
硫酸的主要物理性质为：20℃时密度g/cm3 1.8305熔点℃10.37+0.05沸点℃100% 275+598.479%(最高) 326+5气化潜热(326.1℃时),KJ/mol 50.124熔解热(100%), KJ/mol 10.726比热容(25℃), J/(g k)98.5% 1.41299.22% 1.405100.39% 1.3941.1 外观特性浓硫酸是无色透明液体，能与水或乙醇混合，暴露在空气中迅速吸收空气中的水份。
武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）说明书论文题目：年产13万吨硫酸转化工艺设计学号：学生姓名：专业班级：指导教师：总评成绩：2015年5月31日目录摘要 (III)Abstract (IV)第一章文献综述 (1)1.1硫酸介绍 (1)1.2硫酸的生产方法 (6)1.3硫铁矿制酸工艺 (7)1.4方案的选择 (9)1.5本次设计的目的及意义 (9)第二章转化工序物料衡算与热量衡算 (10)2.1 产品规模和规格 (10)2.2确定各断进口温度及转化率 (10)2.3转化工序物料衡算 (15)2.4转化器各段的热量衡算 (23)第三章设备选型 (33)3.1换热器计算 (33)3.2转化器计算 (42)3.3其他设备的选择 (43)3.4设备选型一览表 (44)第四章环境保护与治理建议 (46)4.1 三废主要来源 (46)4.2 三废处理方案 (46)设计小结 (48)致谢 (49)参考文献 (50)附录 (51)摘要硫酸作为一种基本的无机化工产品，在国民经济的很多部门如化工、轻工、冶金、化肥等领域都有着广泛的用途。
其主要生产过程包括以下工序：硫铁矿的焙烧、炉气的净化、SO2的转化、SO3的吸收和尾气的处理。
本设计是年产13万吨H2SO4转化系统的工艺设计，主要负责硫酸工艺中SO2到SO3的转换过程，转换工艺流程是通过一转一吸收完成的，涉及4台换热器，主要以高温生成气来预热低温反应气，达到热量的有效利用，最大限度的降低能量损失，做到工业生产的低碳化和环保化，以经济、节能、高效、可持续发展为目标来进行设计。
本设计的计算部分主要分两块：物料衡算和热量衡算。
本次工艺设计的进气体积百分数分别为：SO2=9.0%，N2=80.8%。
第一、第二、第三、第四转化工段的进口、出口温度依次设计为380℃→560℃，480℃→510℃，455℃→470℃，390℃→400℃。
通过物料衡算与热量衡算，对出口温度进行核算，核算的四个转化工段的出口温度依次为：562.07℃、502.37℃、492.79℃、399.01.℃，与设计温度吻合，说明本设计是合理可行的。
本设计说明书的编制包括：硫酸生产原理与生产工艺流程的论证、相关物料衡算与热量衡算、主体设备的设计与选型、转化工段的工艺流程图等内容。
关键词：硫酸；设计；两转两吸；热量衡算；物料衡算AbstractAs a basic inorganic chemical product, sulfuric acid has extensive applications in many fields of domestic economy such as chemical engineering, light industry, metallurgy and fertilizer etc. The main production process consists of the combustion of sulfur ore, the oxidation of SO 2，the absorption of SO 2and the treatment of exhaust gas.This design is 150000 tons of sulfuric acid pear year into system design process, ismainly responsible for the sulfuric acid process of 2SO to 3SO conversion process,Conversion process can be completed by 1 conversion and to absorption of 1, involving 4 heat exchangers, mainly in the high temperature gas is generated in response to low temperature gas preheating, effectively use to heat, to maximize the reduction of energy losses, to achieve industrial production of low carbon and environmental protection, energy saving, highefficiency, economy, sustainable development objective to design. There are three main part of the calculation: the material balance, heat balance and heat transfer areacalculation.The first,second,third,fourth import and export of the transforming section ,is desi gned to a temperature of 380 ℃ to 560 ℃, 480 ℃ to 510 ℃, 455 ℃ to 470 ℃, 390 ℃ to 400 ℃ in turn . By material balance and heat balance, calculating the outlet temperature ,the calcu lation of four order of conversion and outlet temperature is: 562.07℃、502.37℃、492.79℃、 to 399.01 ℃, in accordance with the design temperature, which means this design is feasible. The specification of the design consists: introduction, demonstration of themethod of producing vitriol, calculation of materials balance and energy balance, design and selection of main equipments, the layout of oxidation process of the plant, anticorrosion and security etc. Finally completed the process specification, safety memorandum, completed the design specification.Keywords ：sulfuric acid ；design ；2conversion and to absorption of 2；heat balance ；material bal第一章文献综述1.1硫酸介绍1.1.1硫酸硫酸，化学式为H₂SO₄，硫的最重要的含氧酸无水硫酸为无色油状液体，10.36℃时结晶，通常使用的，是它的各种不同浓度的水溶液，用塔式法和接触法制取，前者所得为粗制稀硫酸，质量分数一般在75%左右，后者可得质量分数98.3%的纯浓酸，沸点338℃，相对密度1.84。
硫酸是一种最活泼的二元无机强酸能和许多金属发生反应。
高浓度的硫酸有强烈吸水性，可用作脱水剂、碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉，等含碳水化合物的物质。
与水混合时，亦会放出大量热能，其具有强烈的腐蚀性和氧化性，故需谨慎使用，是一种重要的工业原料，可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等，也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料类工业中常用作化学剂等[1]。
1.1.2硫酸的性质和用途（1）物理性质纯硫酸是一种无色油状液体。
常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3％，其密度为1.84g·cm3，其物质的量浓度为18.4mol·L-1。
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。
”（2）化学特性1.吸水性：将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增加，密度将减小，浓度降低，体积变大，这是因为浓硫酸具有吸水性。
1）就硫酸而言，吸水性是浓硫酸的性质，而不是稀硫酸的性质。
2）浓硫酸的吸水作用，指的是浓硫酸分子跟水分子强烈结合，生成一系列稳定的水合物，并放出大量的热：H2SO4 + nH2O == H2SO4·nH2O，故浓硫酸吸水的过程是化学变化的过程，吸水性是浓硫酸的化学性质。
3）浓硫酸不仅能吸收一般的游离态水（如空气中的水），而且还能吸收某些结晶水合物（如CuSO4·5H2O、Na2CO3·10H2O）中的水。
把少量研细的胆矾放入浓H2SO4中，会逐渐变为白色，就是由于浓H2SO4吸收了胆矾(CuSO4·5H2O)中的结晶水，而使其变为白色的无水硫酸铜。
4）浓H2SO4有很强的吸收水分的性质，是硫酸分子与现成的水分子(自由水)或结晶水结合成硫酸的水合物。
利用这种性质可以用浓H2SO4做干燥剂，但不能干燥NH3等碱性气体，也不能干燥H2S、HI等还原性气体。
2.脱水性1）就硫酸而言，脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。
2）脱水性是浓硫酸的化学特性，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。
3）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（碳化）。
4）常见的浓H2SO4脱水性的表现有以下几种：①使有机物脱水，有碳游离出来，如糖类脱水。
②使有机物脱水，没有碳游离出来，如甲醇制一氧化碳，酒精制乙烯。
3．强氧化性1）跟金属反应①常温下，浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。
②加热时，浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成SO2，硫酸表现出了强氧化性和酸性。
2）跟非金属反应热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧本身被还原为SO2。
在这类反应中，浓硫酸只表现出氧化性。
3）跟其他还原性物质反应浓硫酸具有强氧化性，实验室制取H2S、HBr、HI等还原性气体不能选用浓硫酸。
