硫磺制酸焚硫工艺工段设计
10万吨年硫酸生产工艺设计(硫磺制酸熔硫工序毕业设计
荆楚理工学院毕业设计本科毕业设计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。
300kta硫磺制酸装置焚硫转化工段焚硫炉工艺设计
我国的硫酸工业起始于19世纪70年代，当时产量很少。新中国建立后，尤其是20世纪80年代以后，硫酸工业获得了快速地发展[6]。随着中国高浓度磷复肥和有色金属的发展，硫酸产量迅速增加。2002年硫酸产量突破3000万吨，达到3051. 9万吨[5]。
综上，我们看以看到，硫酸工业自诞生以来，其规模就一直快速发展。21世纪的这十年中，特别是我国的硫酸工业更是发展迅速，硫酸产量不断提高。随着全球对硫酸需求量的不断增加，硫酸产品会有更广的市场前景。
1.4
正如上一节所提到的，随着我国际硫磺价格的下降和硫磺回收量的增加，硫磺制酸在硫酸产量中所占的比例也越来越大。特别是我国，硫磺回收和硫磺制酸发展迅速，2010年我国硫磺回收产能在4000~5000kt/a，产量为2870kt[7]。同时硫磺制酸还有原料清洁，不产生矿渣或酸性污水，气体SO2浓度较高，制酸工艺简单和气体流程简单等优点[8]。
生产硫酸的原料以硫磺为主，冶炼烟气次之，两者共占所用原料总量的90%以上，而使用硫铁矿制酸在逐年减少[2]。如:1996年，英国占总产量82.9%的硫酸以硫磺为原料、美国占82.0%。1995年，以硫铁矿为原料的硫酸产量为20000kt左右，占硫酸总产量的13%；1997年，除中国以外，其余地区以硫铁矿为原料的硫酸产量下降了8%[3-4]；1998年全球硫铁矿产量6270kt(折100%硫，
关于各种循环流程工艺的详细讲解请参照相关文献[15]。南化公司硫磺制酸装置采用的是三塔两槽循环流程，其中干燥塔单独一槽，两个吸收塔共槽。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1.4.5
在硫磺制酸过程中，从硫磺燃烧生产二氧化硫、二氧化硫催化氧化生成三氧化硫到三氧化硫吸收生成硫酸，每一步反应都是放热的，总得反应热约500kJ/mol硫酸。除装置散热、平排气等损失外，其余热量理论上均可回收利用。回收的热量中焚硫和转换部分的高温废热约占60%，干吸部分的低温废热约占40%[16]。
年产20万吨硫磺制酸工艺设计
年产20万吨硫磺制酸工艺设计目录1.1.1设计规模设计规模:20万吨/年1.1.2 产品及规格:原料: 硫磺规格: 含水:0.24% 灰分:0.72%产品：98%的浓硫酸规格：产品质量标准执行中华人民共和国工业硫酸标准（GB / T 534-2002）一等品规格，硫酸质量符合下表要求。
表1.1 硫酸质量指标表指标名称浓硫酸1 硫酸（H2so4）≥98.02 灰粉%≤0.033 铁（Fe）含量≤0.014 砷(As)含量%≤0.0055 透明度mm≥506 色度ml≤ 2.01.1.3 硫酸的性质及基本用途硫酸纯品为无色油状液体。
工业品因含杂质而呈黄、棕等色。
密度(液态)1.831g/cm3。
凝固点10.36。
沸点(330±0.5)℃。
98.3％的硫酸水溶液为恒沸混合物，沸点339℃。
一种活泼的二元无机强酸。
能与许多金属、金属氧化物或其他酸的盐类反应生成硫酸盐。
浓硫酸具有强烈的脱水作用和氧化性。
能使木材、纸张、棉麻织物等强烈脱水而炭化。
与水混合反应激烈，放出大量热。
用水稀释时应在不断搅拌下将硫酸缓缓注入水中，切勿将水注入酸中造成溅酸伤人。
低于76％的硫酸与金属反应放出氢气。
生产方法有接触法和硝化法。
主要用于生产磷酸，磷肥，各种硫酸盐，二氧化钛(硫酸法)，洗涤剂，染料，药物，合成纤维等。
也可用作搪瓷、金属的酸洗剂，有机合成的磺化剂和脱水剂，以及用于金属冶炼，石油精制和电子工业等。
用工业硫酸在石英设备中蒸馏提纯，或以去离子水吸收三氧化硫制成纯品，再经微孔过滤膜进行超净过滤而得半导体及硫酸。
超净高纯试剂。
是半导体工业用量最大的化学品。
一般和过氧化氢一起用于除去晶体上已完成屏蔽作用的光刻胶，或作腐蚀剂。
还可用作电子产品的清洗剂和腐蚀剂。
用纯净水吸收洁净三氧化硫气体制得蓄电池硫酸。
也可用蒸馏法、吹出法对工业硫酸提纯制得。
用作铅酸蓄电池中的电解液和电镀等。
1.1.4 我国硫酸工业的发展状况【1】我国硫磺制酸工业随着国民经济的发展得到了快速发展。
硫磺制酸(30万吨)和硫铁矿制酸(35万吨)工艺流程图及说明
硫磺制酸(30万吨)和硫铁矿制酸(35万吨)工艺流程图及说明硫磺制酸（30万吨/年）生产线工艺流程说明：硫磺制酸生产原理：①硫磺燃烧生成SO2，其反应为：S + O2→SO2②SO2 经“转化”和“吸收”可得硫酸，一般用98.3%的浓硫酸吸收SO3 制硫酸，其反应为：2SO2 + O2→ 2SO3SO3 + H2O →H2SO4（1）熔硫工段原料硫磺室内储存，由带式输送机送入快速熔硫槽内熔融，加热介质为低压蒸汽，生成的粗制液硫经预涂槽、预涂槽泵送入叶片式液硫过滤器制取精制液硫并贮入地下精硫槽，再由液硫输送泵输入液硫贮罐储存，由精硫泵送至焚硫炉内的雾化磺枪。
（2）焚硫和SO2转化工段液硫由精硫泵加压后经硫磺喷枪机械雾化而喷入焚硫炉，空气经干燥塔干燥并经空气鼓风机加压后与液硫一起燃烧，出焚硫炉的是含10~10.5%SO2、1000～1050℃左右的高温炉气，该高温炉气首先进入余热锅炉回收热量，温度降至425℃再进入转化器的第一段触媒层进行转化。
经反应后，温度升至约600~610℃进入高温过热器回收热量，高温过热器换热后温度降至440℃的炉气进入转化器第二段触媒层进行催化反应，转化器后的温度510℃左右的烟气进入第二热交换器（II换）的管程空间，与来自第一吸收塔经过第三热交换器（III换）预热的SO2气体进行换热，温度降至440℃后进入转化器三段触媒层继续转化，转化后的烟气温度约在457℃左右，进入III换管程空间，与来自一吸塔出口含SO2的工艺烟气换热，降至240℃后进入第一省煤器与余热锅炉给水进行换热，再继续降温至165℃后进入第一吸收塔进SO3吸收，以上的工艺为SO2气体的第一次转化。
完成了第一次转化和吸收的含SO3的工艺烟气，进入转化器四段触媒层继续进行转化，但需要依次进入III换、II换的管程空间进行换热并升温至430℃进入转化器第四段触媒层进行第二次转化，至此，SO2的最终转化率可达到99.8%。
硫磺制酸装置焚硫转化工艺和设备设计要则
由于采用板框式液硫过滤器 ， 硫磺 中的固体颗粒基
本在液硫过滤器中除去 ， 以再设炉气过滤器 的已 所 不多。大型装置多不设置炉气过滤器 。
２ 关 于 三段 出 口气 体 的 换 热 、
对第三段催化剂层 出口的气体 ， 也有在第一吸 收塔前设置 Ｓ Ｏ 冷却器 的流程 ， 即利用冷 热换热器 得到回收。其缺点是由于提高了进焚硫炉的空气温
１１ 典型 的工 艺流 程 ．
硫磺制酸工艺 目前 已趋成熟 ， 各装置中焚硫转
化工序的流程也相差不 大， １ 图 为硫磺制酸装置焚
硫转化工序典型的工艺流程。
层转化 ， 反应后 的高温 气体进 入高温过 热器 回收热
量， 降温后的炉气进入转化器第二段催化剂层转化 ，
空气鼓风机的布置有两种 ： 一种是布置在干燥 塔上游 ， 即塔前流程 ， 风机进 口为湿空气 ， 它对鼓风
硫磷 设 计 与粉体 工程 ＳＰ＆Ｂ ＨＲ Ｌ ＤＥ ＧＮ Ｅ ＩＧ Ｍ Ｅ Ａ＇ Ｎ ＩＥ ＲＮ Ｉ Ｅ
２ｏ 第 １ ０ ７年 期
图 １ 硫磺制酸装置焚硫转化工序典型 的工艺流 程示意
器和省煤器降温后进入第一吸收塔。 在第一吸收塔 ， 气体中的 ｓ Ｏ 被吸收， 再通过塔 顶除雾器除去酸雾后 ， 依次经过冷热换热器和热热 换热器与催化剂层第三段 、 二段 出 口的高温气体 第
它对鼓风机耐腐蚀要求较高 ， 气量 比塔前流程大 ， 相
应的干燥塔直径稍大。塔后流程的优点是鼓风机的 压缩热带入焚硫炉 ， 可多产蒸汽 ， 同时可减少干燥塔
环境的影响等问题 ， 对大型装置尤需加倍重视。笔
者通过几项大型硫磺制酸装置的设计 和建设 ， 对焚
硫转化工序工艺和设备 的设计要则提出见解 ， 供同
年产30万吨硫磺制硫酸工艺设计
年产30万吨硫磺制硫酸工艺设计第一章综述1.1物质的性质1.1.1硫磺的性质硫磺一般呈块状或粉末状，浅黄色，带杂质者为灰绿色。
条痕黄白色，脂肪光泽，晶体透明或半透明。
硬度1.2，不完全解离，性脆。
硫磺的比重2.05-2.09。
摩擦生负电，易溶（180℃），燃烧时生淡蓝色火焰，并放出SO2气体。
硫磺外观为淡黄色脆性结晶或粉末，有特殊臭味。
分子量为32.06，蒸汽压是0.13KPa，闪点为207℃，熔点为119℃，沸点为444.6℃，相对密度为2.0。
硫磺不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳。
作为易燃固体，硫磺主要用于制造染料、农药、火柴、橡胶、人造丝等。
1.1.2稀硫酸化学性质（1）可与多数金属（比铜活泼）氧化物反应，生成相应的硫酸盐和水；（2）可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应，生成相应的硫酸盐和弱酸；（3）可与碱反应生成相应的硫酸盐和水；（4）可与氢前金属在一定条件下反应，生成相应的硫酸盐和氢气；（5）加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解。
（6）强电解质,在水中发生电离H2SO4=2H+ + SO41.1.3浓硫酸的性质脱水性⑴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。
⑵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。
⑶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（炭化）。
浓硫酸如C12H22O11=12C + 11H2O(4)黑面包反应在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀。
然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。
观察实验现象，可以看到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭。
强氧化性⑴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SO2Cu + 2H2SO4(浓) =加热)=CuSO4+ SO2↑+ 2H2O2Fe + 6H2SO4(浓) = Fe2(SO4)3+ 3SO2↑ + 6H2O在上述反应中，硫酸表现出了强氧化性和酸性。
硫磺为原料制硫酸工艺流程
硫磺为原料生产硫酸工艺设计人：赵东波学号：********原料:硫磺完成时间：2012年4月一．硫磺制硫酸工艺以硫磺为原料制硫酸，其炉气无需净化，经适当降温后便可进入转化工段，转化后经吸收即可成酸。
该流程无废渣、污水排出，流程简单，成本低。
二．硫磺制酸工艺流程以硫磺制酸工艺流程主要有：原料预处理、熔硫、焚硫及转化、干燥及成品。
硫磺制酸工艺流程说明（1）原料工段固体硫磺由火车运至硫磺仓库，采用人工上料方式，通过一大倾角胶带式输送机将硫磺输送至快速熔硫槽加料口处。
（2）熔硫工段来自原料工段的固体散装硫磺由胶带输送机送入快速熔硫槽内熔化，经熔化后的熔融液硫自溢流口自流至过滤槽中，由过滤泵送入带助滤剂预涂层的液硫过滤器内过滤后流入液硫中间槽内，再由液硫输送泵输送到液硫贮罐内，液硫由液硫贮罐经精硫泵（屏蔽泵）送到焚硫转化工段的焚硫炉内燃烧。
快速熔硫槽、助滤槽、液硫贮罐、精硫槽等内均设有蒸汽加热管，用0.5～0.6MPa蒸汽间接加热，使硫磺保持熔融状态。
助滤槽内设有助滤泵将助滤剂硅藻土预涂到液硫过滤器上。
（3）焚硫及转化工段液硫由精硫泵加压经磺枪机械雾化而喷入焚硫炉焚烧，硫磺燃烧所需的空气经空气过滤器过滤后，再经空气鼓风机加压、干燥塔干燥后送入焚硫炉。
（4）干吸及成品工段空气鼓风机设在干燥塔上游，即硫磺焚烧及转化所需空气经过滤器过滤、鼓风机加压后进入干燥塔塔底，用98％硫酸吸收掉空气中的水分使出塔干燥空气中水分0.1g/Nm3，经塔顶除雾器除去酸雾后的干燥空气进入焚硫炉。
从干燥塔出来的浓度约97.8%的硫酸流入干吸塔循环槽中，与来自第一吸收塔的吸收酸混合后，经干燥塔酸循环泵加压后送入干燥塔酸冷却器中，经冷却至约70℃后送到塔顶进行喷淋。
由转化器第三段出口的气体经冷热换热器和省煤器II回收热量、温度降为172℃后一部分进入第一吸收塔塔底，塔顶用来温度75℃、浓度为98.0％的硫酸喷淋，吸收气体中SO3后的酸自塔底流出进入干吸塔循环槽中，与来自干燥塔的干燥酸进行混合并用工艺水调节循环酸浓度至98％后，再由一吸塔酸循环泵依次送入一吸塔酸冷却器冷却后，送至一吸塔塔顶进行喷淋。
硫磺制酸焚硫工艺工段设计
JISHOU UNIVERSITY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S≥99.5%。
(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 (6)1.1概述 (6)1.1.1项目名称 (6)1.1.2设计概况 (6)1.2可研的简要综合结论 (6)1.3硫酸几种不同的生产工艺 (8)1.3.1以硫磺为原料 (8)1.3.2以硫铁矿含伴生硫铁矿为原料 (9)1.3.3冶炼烟气和其它原料 (9)1.4 硫酸的性质 (9)1.4.1相对密度 (10)1.4.2硫酸的结晶温度 (10)1.4.3硫酸的热容、热焓 (11)1.4.4硫酸的沸点蒸气压和蒸气组成 (11)1.4.5硫酸的粘度 (12)第二章工艺部分 (13)2.1二氧化硫转化反应的基本原理 (13)2.2二氧化硫转化三氧化硫工艺操作条件选择和选定理由 (14)2.2.1转化反应的温度 (14)2.2.2转化反应的进气浓度 (17)2.2.3转化器的通气量 (19)2.3工艺参数确定 (19)2.4 工艺技术方案 (21)2.4.1国内外工艺技术概况 (21)2.4.2 工艺技术方案的选择 (22)2.5工艺设计部分 (23)2.5.1快速熔硫与液硫过滤工段 (23)2.5.2转化工段 (24)2.5.3吸收工段 (25)2.5.3.1吸收流程配置的方式 (26)2.5.3.2吸收工段的流程 (26)2.5.3.3吸收工段主要工艺指标分析 (27)2.5.4废热回收工艺 (27)2.5.5关于低温位热能回收工艺 (28)2.6 原材料、辅助材料和动力消耗定额 (29)2.7市场需求预测 (30)2.7.1 国内外近期、远期需求量预测 (30)第三章物料衡算 (31)3.1设计要求 (31)3.2焚硫炉主体计算 (31)3.2.1硫磺焚烧的物料衡算 (31)3.2.2气体流量及组成计算 (32)3.3 气体热量衡算 (34)3.3.1焚硫炉出口炉气温度计算 (34)3.3.2 余热锅炉移走热量 (35)3.3.3空气预热器空气升温计算 (35)3.4主要设备核算 (36)3.4.1 焚硫炉 (36)3.4.2管道直径核算 (37)第四章主要设备 (38)4.1焚硫炉 (38)4.2 转化器 (38)4.3干吸塔 (40)4.4 循环吸泵 (41)4.5气体换热器 (41)4.6 空气鼓风机 (44)4.7废热锅炉 (45)第五章设计总结 (47)1、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。
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JISHOU UNIVERSITY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S≥99.5%。
(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 (6)1.1概述 (6)1.1.1项目名称 (6)1.1.2设计概况 (6)1.2可研的简要综合结论 (6)1.3硫酸几种不同的生产工艺 (8)1.3.1以硫磺为原料 (8)1.3.2以硫铁矿含伴生硫铁矿为原料 (9)1.3.3冶炼烟气和其它原料 (9)1.4 硫酸的性质 (9)1.4.1相对密度 (10)1.4.2硫酸的结晶温度 (10)1.4.3硫酸的热容、热焓 (11)1.4.4硫酸的沸点蒸气压和蒸气组成 (11)1.4.5硫酸的粘度 (12)第二章工艺部分 (13)2.1二氧化硫转化反应的基本原理 (13)2.2二氧化硫转化三氧化硫工艺操作条件选择和选定理由 (14)2.2.1转化反应的温度 (14)2.2.2转化反应的进气浓度 (17)2.2.3转化器的通气量 (19)2.3工艺参数确定 (19)2.4 工艺技术方案 (21)2.4.1国内外工艺技术概况 (21)2.4.2 工艺技术方案的选择 (22)2.5工艺设计部分 (23)2.5.1快速熔硫与液硫过滤工段 (23)2.5.2转化工段 (24)2.5.3吸收工段 (25)2.5.3.1吸收流程配置的方式 (26)2.5.3.2吸收工段的流程 (26)2.5.3.3吸收工段主要工艺指标分析 (27)2.5.4废热回收工艺 (27)2.5.5关于低温位热能回收工艺 (28)2.6 原材料、辅助材料和动力消耗定额 (29)2.7市场需求预测 (30)2.7.1 国内外近期、远期需求量预测 (30)第三章物料衡算 (31)3.1设计要求 (31)3.2焚硫炉主体计算 (31)3.2.1硫磺焚烧的物料衡算 (31)3.2.2气体流量及组成计算 (32)3.3 气体热量衡算 (34)3.3.1焚硫炉出口炉气温度计算 (34)3.3.2 余热锅炉移走热量 (35)3.3.3空气预热器空气升温计算 (35)3.4主要设备核算 (36)3.4.1 焚硫炉 (36)3.4.2管道直径核算 (37)第四章主要设备 (38)4.1焚硫炉 (38)4.2 转化器 (38)4.3干吸塔 (40)4.4 循环吸泵 (41)4.5气体换热器 (41)4.6 空气鼓风机 (44)4.7废热锅炉 (45)第五章设计总结 (47)1、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、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1.3硫酸几种不同的生产工艺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 硫酸的性质纯硫酸（H2SO4）是一种无色透明的油状液体，相对密度为1.8269，几乎比水重一倍。
工业生产的硫酸是指SO3和H2O以一定的比例混合的溶液，而发烟硫酸是其中SO3和H2O摩尔比大于1的溶液。
由于发烟硫酸的SO3蒸气压较大，暴露在空气中能释放出SO3，和空气中的水蒸气迅速结合并凝结成酸雾而得名。
硫酸的浓度通常用其中所含硫酸的重量百分数来表示。
如98%硫酸，就是指其中含有98%重量的硫酸和2%重量的水。
习惯上把浓度≥75%的硫酸叫做浓硫酸，而把75%以下的硫酸叫做稀硫酸。
各种硫酸的组成如表1-1所示：表1-1 工业硫酸的组成名称H2SO4重量% SO3/H2O组成，% 名称H2SO4重量%SO3/H2O组成，% SO3H2O SO3HO293%硫酸98%硫酸无水硫酸93.0098.00100.000.7130.9031.0075.9280.0081.6324.0820.0018.3720%发烟硫酸65%发烟硫酸104.50114.621.303.2985.3093.5714.706.431.4.1相对密度相对密度即单位体积硫酸的重量与同体积4℃水的重量之比。