年产8万吨硫酸车间干吸工段工艺设计-卢苗
毕业设计(论文)-年产7万吨硫酸焙烧工段的车间工艺设计
襄樊学院化学与生物科学系2006届毕业生毕业设计说明书设计题目：年产7万吨硫酸焙烧工段的车间工艺设计学生：学号：专业：化学工程与工艺指导老师：日期：2006年5月目录前言1 总论1．1 概述1．1．1 硫酸工业发展简史1．1．2 硫酸的性质、用途和品种规格1．1．3 硫酸的生产方法1．2 文献综述1．2．1 工业制取硫酸的种类1．2．2 我国硫酸工业的现状和发展分析2 生产方案和生产流程确定2．1 生产方案的确定2．2 生产流程的确定2．2．1 原料工段2．2．2 焙烧流程2．2．3 净化流程2．2．4 干吸流程2．2．5 转化流程2．2．6 流程框图2．2．7 生产工艺流程的确定3 生产流程简述3．1 硫酸生产原料预处理工艺3．1．1硫铁矿的预处理3．2 硫铁矿的焙烧工艺3．2．1 硫铁矿焙烧原理3．2．2 硫铁矿焙烧操作条件3．2．2 硫铁矿焙烧设备3．3 焙烧车间开停车方法3．3．1 开车3．3．2 短期停炉后的开车3．3．3 长期停车3．3．4 短期停车3．3．5 紧急停车3．4 炉气净化工艺3．4．1 净化的目的和指标3．4．2 净化的原理及设备3．4．3 净化流程3．5 二氧化硫气体的转化工艺3．5．1 二氧化硫的催化氧化3．6 三氧化硫的吸收工艺3．7 三废处理4 工艺计算4．1 物料衡算4．2 热量衡算5 设备选型及工艺计算5．1 设备选型5．1．1 沸腾炉5．1．2 旋风除尘器5．1．3 电除尘器5．2 典型设备的工艺计算5．2．1 沸腾炉的工艺计算6 车间布置前言本设计为年产7万吨硫酸焙烧工段的车间工艺设计，主要设计内容有：产品介绍、生产方法的选择及工艺流程的设计、工艺生产的简述（包括焙烧工艺、净化工艺、转化工艺、吸收工艺及三废的处理）、工艺设计计算、主要设备的工艺设计及选型、车间布置设计以及图纸设计绘制。
通过毕业设计提高自己的动手能力和勤于思考的能力，将所学的书本知识应用于实践中去。
大型年产20万吨硫酸生产车间工艺设计
大型年产20万吨硫酸生产车间工艺设计年产20万吨硫酸生产车间工艺设计摘要硫酸是最重要的基础化工原料之一，主要用于制造磷肥及无机化工原料，其次作为化工原料广泛应用于有色金属的冶炼、石油炼制和石油化工、橡胶工业以及农药、医药、印染、皮革、钢铁工业的酸洗等。
本设计以硫磺为原料生产硫酸，因为以硫磺为原料生产硫酸不需净化，大大简化了工艺过程，节省投资费用，且产品质量高。
本设计完成了年产20万吨硫酸生产车间工艺设计，介绍了硫酸生产的主要方法和成熟的工艺流程。
主要内容包括原料熔硫工段、焚硫转化工段、干吸工段及主要设备的选择、环保措施等。
完成了化工设计的各个设计环节，达到了设计目标。
经分析，设计技术可靠，经济合理。
在设计过程中，还重点对废水处理进行了分析。
关键词：硫酸；硫磺制酸；焚烧炉；转化塔The Production Process Design of the Workshop for Sulfuric acid with an Annual Output of 200,000 TonsAbstractSulfuric acid is one of the most important basic chemical raw materials, mainly used in the manufacture of phosphate fertilizer and inorganic chemical raw materials, as a chemical raw material, it is widely used in non-ferrous metal smelting, petroleum refining and petroleum chemical industry, rubber industry, as well as pesticides, pharmaceuticals, printing and dyeing, leather pickling of iron and steel industry. This design is used sulfuric acid as raw material to product sulfur, thus it products sulfur without purification, the process is greatly simplified to save investment costs and gain high product quality.It is an annual output of 200,000 tons of sulfuric acid production plant process design, introduces the main methodsof sulfuric acid production and mature process. The main contents include the raw material sulfur melting section, and burning sulfur conversion section, drying and absorption section and the major equipments selection, environmental protection measures. It completes various links of the chemical engineering design, and achieves the design objectives. Through the analysis of the design, design technology is reliable, and the design is economical and reasonable. In the design process, it is also focusing on wastewater treatment.Keywords: Sulfuric acid; Producing Sulfuric Acid by Sulfur; The stove of sulfur; Conversion tower目录1 引言 (1)1.1概述 (1)1.2全球硫酸工业概况 (1)1.3我国工业概况 (2)1.4硫酸的性质 (3)1.4.1物理性质 (3)1.4.2浓硫酸的化学性质 (4)1.4.3稀硫酸的化学性质 (7)1.4.4相对密度 (7)1.4.5硫酸的结晶温度 (8)1.4.6硫酸的热容、热焓 (8)1.4.7硫酸的沸点蒸气压和蒸气组成 (9)1.5硫酸几种不同的生产工艺 (10)1.5.1以硫磺为原料 (10)1.5.2以硫铁矿含伴生硫铁矿为原料 (11)1.5.3冶炼烟气和其它原料 (11)1.6低浓度二氧化硫气体的处理 (12)1.7硫酸污水处理 (13)1.8二氧化硫尾气 (13)2 工艺流程 (13)2.1快速熔硫与液硫过滤工段 (14)2.2转化工段 (15)2.2.1二氧化硫转化反应的基本原理 (15)2.2.2二氧化硫转化三氧化硫工艺操作条件选择和选定理由 (17) 2.3吸收工段 (27)2.3.1吸收流程配置的方式 (28)2.3.2吸收工段的流程 (29)2.3.3吸收工段主要工艺指标分析 (29)2.4废热回收工艺 (30)2.5关于低温位热能回收工艺 (31)3 物料衡算 (32)3.1 设计要求： (32)3.2物料衡算 (32)3.2.1硫磺焚烧的物料衡算 (32)3.2.2转化器物料衡算 (33)3.3热量衡算 (36)3.3.1热量衡算的目的 (36)3.3.2热量衡算依据 (36)3.3.3各物质热力学参数[23]（标况下） (36)3.3.4各工段的热量衡算 (37)4 主要设备的设计与选型 (46)4.1焚硫炉 (46)4.2转化塔 (47)4.3干吸塔 (49)4.4气体换热器 (50)4.5空气鼓风机 (53)4.6循环吸泵 (54)4.7废热锅炉 (55)4.8过热器和省煤器 (56)4.9设备一览表 (57)5 车间布置 (59)5.1车间布置的任务 (60)5.2车间布置的基本原则 (60) 5.3车间布置设计的一般要求 (60) 5.4车间布置 (64)5.5 装置的组成部分 (66)5.6 布置方案 (66)5.7 设备布置 (66)6 安全与环保 (67)6.1安全 (67)6.1.1产业安全现状 (67)6.1.2安全评价简介 (67)6.2环保 (68)6.2.1作业环境 (68)6.2.2主要污染 (69)6.2.3环境管理重点 (69)7 经济核算 (71)7.1概述 (71)7.2 能耗分析 (71)7.3 节能措施 (71)7.4经济核算 (72)7.4.1工程费用 (72)7.4.2其他费用 (74)7.4.3备用费用 (75)7.4.4专项费用 (75)7.4.5产品单位成本 (75)7.4.6流动资金 (77)7.4.7投资回收期 (77)设计总结 (78)参考文献 (79)致谢 (82)1 引言1.1概述近十几年以来，我国硫酸工业得到很大的发展，重要的标志之一是硫酸工程设计项目多、质量好、技术水平高、经济效益和社会效益显著。
硫酸厂干吸岗位操作法
硫酸厂干吸岗位操作法300Kt/a 硫磺制酸装置一、岗位任务1、干燥由风机来的空气中水分，吸收由转化工段送来的SO3气体制成硫酸或烟酸。
2、控制好本岗位的各项操作指标，使之在规定范围内，及时、清晰记录好报表。
3、检查、维护所管范围内的一切设备、管线，阀门、电器、仪表等。
4、负责本岗位的开停车和不正常现象的处理。
5、做好与相关岗位的协调，保证合格产品供出。
6、搞好本岗位的安全生产和环境卫生，避免环境污染。
7、提前进行交接班。
在交班时，要交清工艺设备情况，生产中发生的问题及处理情况与下班应继续进行的工作。
在交接班的过程中，现场的操作仍由交班者负责。
交接完毕后，发现问题由接班者负责处理。
二、所管范围1、干燥塔、一吸塔、二吸塔、烟酸吸收塔、尾气塔、烟囱及其附属管线、阀门、仪表、电器等。
2、组合循环槽、烟酸循环槽及其附属机泵、管线、阀门、电器、仪表等。
3、干燥、一吸、二吸酸冷却器、烟酸冷却器、成品酸冷却器及其附属管线、阀门、电器、仪表等。
4、相关的取样、分析用品及岗位设施。
三、工艺流程湿空气经过空气过滤器出去灰尘后进入消声器，经主风机升压后经消声器送入干燥塔，用98%H2SO4吸收其水分，经塔顶丝网除雾器出去酸雾后，进入焚硫炉与酸磺混合燃烧，干燥后空气含水量在0.1g/Nm³以下。
组合循环槽98%H2SO4循环酸泵为一台，泵出口经三通由阀门控制流量分为三路，分别进入干燥、一吸、二吸酸冷却器，为便于操作和控制温度，各酸冷却器装有进出口阀门及旁路阀。
各塔上酸管可跳过各自酸冷却器上酸，为便于检修，各酸管道及设备最低点装有抽酸管。
干燥塔、一吸塔、二吸塔、烟酸塔均为填料塔。
干燥塔喷淋98%H2SO4吸收空气中水分后自塔底排至组合循环槽中，与吸收酸混合，温度升至85℃左右再由循环酸泵送入酸冷却器中冷却至60℃后送至干燥塔。
一吸塔喷淋98%H2SO4，吸收由转化器三段出来经低温换热器、第一省煤器冷却的SO3后自塔底排至组合循环槽中，与干燥塔酸混合后温度为85℃，再通过循环酸泵送入酸冷却器。
8万吨铅烟气制硫酸装置生产操作规程
铅烟气制硫酸装置生产操作规程2007年4月编制说明铅烟气制硫酸装置是利用经电除尘后的铅冶炼烟气生产硫酸。
电除尘后的铅冶炼烟气的烟气参数为：SO2 %SO3%O2 14.290%N2 %CO2 %H2O尘≤0.5 g/Nm3As g/Nm3F 0.39 g/Nm3温度 280O C压力 -196 Pa本装置利用上述冶炼烟气，经过净化、干吸、转化等工段，生产硫酸，成品由成品工段贮存装汽车。
本装置产酸能力为8万吨/年，计算产量为10t/h(折100%H2SO4),产品为93%或98%商品酸。
硫酸装置从2005年开始建设，其中净化、转化、污水处理等工段于2006年8月制作安装完成。
为使操作人员掌握硫酸装置的操作要领和操作方法，特编制本操作规程，要求各岗位操作人员按本规程进行操作。
本规程是生产操作规程，只简单地涉及安全规程和设备维护保养规程，有关安全和设备维护保养等方面执行工厂相应有关规程。
本规程难免有不当之处，敬请指正，甚为感谢。
第一章净化工段操作规程1．工段任务将电除尘器送来的冶炼烟气经过净化达到净化指标，以利后工段的操作和设备正常运转。
2．管理范围本工段从冷却塔进口开始至干燥塔进口止，包括在此区域内的一切建筑物、设备、管道、阀门、电器、仪表等。
本工段主要工艺设备见下表：3．工艺流程和工艺指标3.1 工艺流程（见净化工段管道及仪表流程图）由冶炼电除尘器来的烟气进高效洗涤器，经逆流喷液冷却洗涤后，进入填料洗涤塔，与塔内喷淋的稀酸逆向接触，完成传质与传热过程，把烟气冷却到42℃左右。
然后烟气经两级串联的电除雾器，除去酸雾，符合指标的烟气送往干吸工段。
净化工段高效洗涤器采用绝热蒸发冷却，高效洗涤器稀酸循环系统不设冷却器。
出器稀酸部分流经斜管沉淀器沉淀泥浆后，上部清液与其余出器稀酸一起流回高效洗涤器循环槽，经高效洗涤器循环泵打回高效洗涤器，循环使用。
填料洗涤塔下部的出塔稀酸流回填料塔循环槽，经填料塔循环泵送往两台并联的稀酸冷却器，用循环水冷却后，冷稀酸回填料洗涤塔循环使用。
122047106-赵文杰-年产8万吨稀硝酸生产车间工艺设计
（4）按照给出的年处理量进行物料衡算、热量衡算：对主要设备进行选型并计
算工艺过程中各设备要求的主要尺寸；
（5）设计工艺过程中主要设备其中一个的具体构造及尺寸，画出设备装配图；
（6）对工艺过程中辅助设施进行选型；
（7）合理布置所有设施并画出厂区平面图；
（8）按时完成设计论文。
3. 主要参考资料
[1]杨金娟.稀硝酸生产的挖潜改造[M].化学工业与工程技术.2001（05）:77-80.
4 画出设备装配图及厂区布置图
2016 年 5 月 16 日—2016 年 5 月 31 日
5 完成论文，制作答辩所需ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ PPT，答辩
2016 年 6 月 1 日—2016 年 6 月 22 日
审核人：
年月
日
III
太原工业学院毕业设计
年产 8 万吨稀硝酸生产车间工艺设计
摘要
本设计从硝酸的基本概念出发，简单描述了硝酸的基本性质，并且就硝酸在化 工生产中的重要作用进行了较为详细的阐述。从而得出制造硝酸在化工领域乃至其 他各领域的必要性。然后简单介绍了制造硝酸的各工艺方法，着重介绍了世界各国 在生产硝酸所采用较为先进的工艺，并且对各工艺的流程及优缺点作了详细分析， 最后选择了双加压生产法。然后就这一种工艺进行了详细的介绍，从各个工段的工 艺流程到质量、热量的计算和主要设备的设计选型。其中，首先清楚地阐述了稀硝 酸的生产原理(包括了催化剂的选择和催化机理)，其次，通过流程图简单明了地介 绍了生产稀硝酸的工艺流程，并且提出了生产过程中可能遇到的一切影响因素及其 相对应的解决方法，然后就是各个流程段的工艺计算，再后来根据计算结果进行主 要设备（氧化炉）的设计选型，最后完成了整个生产车间的布置图。本设计工艺流 程的最后，考虑到环保问题，还介绍并选择了治理尾气的方法。在设计的最后阶段， 本设计还对生产稀硝酸所采用工艺流程进行了总结。 关键词：稀硝酸；双加压法；氧化炉；铂催化剂 ；吸收塔；尾气处理
年产七万吨硫酸车间干吸工段毕业设计
摘要硫酸广泛应用于化肥工业、石油工业、钢铁工业、有色冶金工业等。
其中硫酸的最大消费者是化肥工业。
在工业生产中，一般都采用二氧化硫催化氧化的方法制硫酸。
硫酸生产主要分原料预处理，SO2炉气制取和净化，SO2转化，SO3吸收和尾气处理等6大工序。
年产万吨硫酸车间干吸工段的工艺设计主要包括工艺流程设计，工艺过程计算，主要设备工艺计算及选型，部分设备的平面布置。
在设计中全系统采用两转两吸工艺。
首先炉气进入干燥塔干燥后，干燥气再进入转化工段，一次转化后炉气进入第一吸收塔进行SO3的吸收，吸收后气体中含有少量SO2和残余的SO3，进入二次转化器后回到第二吸收塔进行吸收。
设计中对主要工序进了物料衡算，热量衡算，并以此绘制物料平衡表和热量平衡表。
关键词：硫酸；工艺设计；物料衡算；热量衡算；AbstractSulfuric acid is widely used in chemical fertilizer industry, petrochemical industry, iron and steel industry, non-ferrous metallurgical industries. One of the largest consumers of sulfuric acid is a chemical fertilizer industry .In industrial production, we generally used the method of catalytic oxidation of sulfur dioxide sulfuric acid. Sulfuric acid pretreatment includes six major processes .Which are the main points of raw materials, reparation of SO2 ,purification of exhaust gas, the conversion of SO2, absorption of SO3 and emission treatment .Annual output of 70,000 tons of sulfuric acid drying and absorption section of the process plant design including process design, process calculation, calculation and selection of major equipment and technology, some of the equipment layout. In the design of system-wide, which use the double-absorption process. Firstly, drying furnace gas into the drying tower, and then the dry air going into the transformation department, after the first transformation the gas into the first furnace for the absorber of SO3, the absorbed gas contain small amount of SO2 and the remnants of SO3, after the converter back into the secondary to the second absorption tower for absorption. The design processes include the main material balance, heat balance, and thus draw the material balance and heat balance.Keywords: sulfuric acid; process design;mass balance;heat balance目录第1章绪论 (1)1.1 硫酸的性质 (1)1.1.1 硫酸的物理性质 (1)1.1.2 硫酸的化学性质 (1)1.2 硫酸的生产方法 (3)1.2.1 硝化法制造硫酸 (4)1.2.2 接触法制造硫酸 (5)1.3 硫酸生产全工段工艺简介 (5)1.3.1 SO2气体的制取与净化 (5)1.3.2 SO2气体的转化和吸收 (6)1.3.3 尾气的处理 (7)1.4 硫酸工业的重要性及其发展 (8)1.4.1 硫酸在国民经济中的重要性 (8)1.4.2 硫酸工业的发展 (10)1.5 本次设计主要研究内容 (11)第2章生产工艺 (12)2.1 两次吸收法生产硫酸流程图 (12)2.2 干燥、一吸及二吸系统流程说明 (12)2.3 工艺计算的基础数据 (13)2.3.1 干燥塔基础数据 (13)2.3.2 两转两吸的吸收塔基础数据 (14)第3章工艺计算 (15)3.1 原始数据 (15)3.1.1 产量 (15)3.1.2 炉气成分 (15)3.1.3 炉气水分含量 (15)3.1.4 进酸浓度 (15)3.1.5 转化率及吸收率 (15)3.2 干燥塔及其循环槽的工艺计算 (15)3.2.1 干燥塔及循环槽的物料衡算 (15)3.2.2 干燥塔及其循环槽的热量衡算 (17)3.3吸收塔及其循环槽的物料衡算 (21)3.3.1中间吸收塔物料衡算 (21)3.3.2 最终吸收塔物料衡算 (22)3.3.3 吸收循环槽物料衡算 (24)3.4吸收塔及其循环槽的热量衡算 (24)3.4.1中间吸收塔热量衡算 (24)3.4.2 最终吸收塔热量衡算 (26)3.4.3 吸收循环槽热量衡算 (27)第4章主要设备的工艺计算 (30)4.1冷却器计算 (30)4.1.1干燥塔冷却器的计算 (30)4.1.2中间吸收塔冷却器的计算 (33)4.1.3最终吸收塔冷却器的计算 (34)4.2填料塔的工艺计算 (36)4.2.1干燥塔的工艺计算 (36)4.2.2中间吸收塔的工艺计算 (39)4.2.3最终吸收塔的工艺计算 (41)第5章主要设备设计结果汇总 (45)第6章环境保护与治理建议 (47)设计小结 (48)参考文献 (49)致谢 (50)附录 (51)第1章绪论1.1 硫酸的性质硫酸是基础化学工业中重要的产品之一。
年产20万吨硫酸车间转化工段工艺设计
年产20万吨硫酸车间转化工段工艺设计年产20万吨硫酸车间转化工段工艺设计学院名称化学与制药工程学院专业班级化工13-1 学生姓名宋有为导师姓名袁芳2017年5月8日年产20万吨硫酸车间转化工段工艺设计作者姓名宋有为专业化学工程与工艺指导教师姓名袁芳专业技术职务讲师目录摘要 (1)第一章文献综述 (3)1.1综述 (3)1.2硫酸发展史 (3)第二章工艺说明书 (5)2.1概述 (5)2.1.1产品规模和规格 (5)2.1.1.1年操作日 (5)2.1.1.2生产方式 (5)2.1.1.3生产能力 (5)2.1.1.4产品规格 (5)2.1.2工艺方案叙述 (5)2.2装置设计说明 (5)2.2.1工艺原理 (5)2.2.2工艺流程说明 (6)2.2.3主要设备选型说明 (6)2.2.4化工原材料规格及用量 (6)2.2.4.1进入转化器气体组成 (6)2.2.4.2本设计采用的催化剂型号: (6)第三章转化工序物料衡算 (7)3.1转化工序 (7)3.2转化反应引发平衡转化率，转化率计算 (8)3.3两次转化流程 (10)3.4物料衡算 (11)3.4.1进一段气体量及成分 (11)3.4.2出一段气体量及成分 (11)3.4.3出二段气体量及成分 (12)3.4.4出三段气体量及成分 (12)3.4.5出四段气体量及成分 (12)第四章转化器各段的热量衡算 (15)4.1一段反映热量和出口温度 (15)4.1.1进入转化器第一段气体带入热量 (15)4.1.2出转化器第一段气体温度 (15)4.1.3反应热 (16)4.1.4一段出口气体带出热量 (17)4.2转化二段反应热量和出口温度 (17)4.2.1进转化器第二段气体带入热量 (17)4.2.2出转化器第二段气体温度 (18)4.2.3反应热 (19)4.2.4二段出口气体带出热量 (19)4.3转化三段反应热量和出口温度 (19)4.3.1进转化器第三段气体带入热量 (19)4.3.2出转化器第三段气体温 (20)4.3.3反应热 (21)4.3.4三段出口气体带出热量 (21)4.4转化四段反应热量和出口温度 (21)4.4.1进转化器第四段气体带入热量 (21)4.4.2出转化器第四段气体温度 (22)4.4.3反应热 (23)4.4.4四段出口气体带出热量 (23)第五章换热器温度，传热面积的计算 (25)5.1第一换热器 (25)5.2第二换热器 (25)5.3第三换热器 (26)5.4第四换热器 (27)第六章换热器设计 (30)6.1换热器概述 (30)6.2换热器基本要求 (31)6.2.1合理地实现所规定的工艺条件 (31)6.2.2安全可靠 (32)6.2.3有利于安装、操作与维护 (32)6.2.4经济合理 (32)6.3 换热器的结构形式 (32)6.3.1管壳式换热器 (32)6.3.2蛇管式换热器 (33)6.3.3套管式换热器 (33)6.4换热器材质的选择 (33)6.5管板式换热器的优点 (33)6.6列管式换热器的结构 (34)6.7管板式换热器的类型及工作原理 (35)摘要本设计进行的是20万吨硫酸 /年转换系统的工艺设计，主要负责硫酸生产过程中二氧化硫到三氧化硫的转化过程，计算部分包括三个：物料平衡，热量衡算和换热面积的计算，转换过程是通过2次转化2次吸收来完成的。
化学与环境工程毕业设计_年产8万吨硫酸车间工艺设计
目
录Leabharlann 1.设计任务说明书............................................................................................... 1 1.1 项目.............................................................................................................. 1 1.2 设计内容...................................................................................................... 1 1.3 设计规模...................................................................................................... 1 1.4 设计依据...................................................................................................... 1 1.5 产品介绍...................................................................................................... 1 1.6 生产方式...................................................................................................... 3 2.工艺路线的选择及设计................................................................................... 3 2.1 工艺路线选择.............................................................................................. 3 2.2 工艺流程介绍.............................................................................................. 5 3.换热器物料衡算............................................................................................... 6 3.1 转化工段流程图及简述.............................................................................. 6 3.2 换热器物料衡算.......................................................................................... 8 4.换热器热量衡算............................................................................................. 10 4.1 炉气带入热量 Q1....................................................................................... 10 4.2 水的冷凝热 Q2........................................................................................... 11 4.3 入塔酸带入热 Q3....................................................................................... 11 4.4 93％酸稀释热 Q4...................................................................................... 11 4.5 炉气带出热 Q5........................................................................................... 11 4.6 出塔酸带出热 Q6 和酸的温度.................................................................. 12 5.典型设备设计................................................................................................. 12 5.1 填料干燥塔干燥流程与原理.................................................................... 12 5.2 干燥塔设备的计算.................................................................................... 13 6.主要设备一览表............................................................................................. 16 7.车间人员定置................................................................................................. 16 8.经济技术指标................................................................................................. 17 9.厂房布置及水电要求..................................................................................... 18 10.安全﹑环保................................................................................................... 19 致谢..................................................................................................................... 23 附图..................................................................................................................... 24
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硫酸作为重要的基本原料，广泛用于化工、轻工、纺织、冶金、石油化工、医药等行业。
目前在化工方面，硫酸主要用于化肥生产，其消费量约占总消费量的70%左右。
因此，化肥工业的发展直接影响硫酸行业的发展。
硫酸的工业生产，基本上有两种，即亚硝基法和接触法。
亚硝基法中又可分为铅室法和塔式法，由于亚硝法存在诸多不足，已被接触法所取代。
接触法硫酸生产的原料有多种，生产路线有硫璜制酸、烟气制酸、硫铁矿制酸和石膏制酸等。
我国硫酸生产多年来一直是以硫铁矿为主要原料。
而国外基本上是以硫磺为生产原料的。
硫磺制酸与硫铁矿制酸相比，在环境保护、生产成本以及生产操作等诸多方面存在着一定的优势。
本项目采用以硫铁矿为原料的接触法硫酸生产工艺。
它的主要工序包括：（1）硫铁矿的焙烧（2）炉气的净化（3）气体的干燥（4）二氧化硫的转化（5）三氧化硫的吸收（6）尾气的处理在工业实际生产中，还需要其它的辅助工序，含硫原料运进工厂后需贮存，要焙烧前需对原料加工处理，以达到一定要求。
焙烧最初得到的二氧化硫气体中含有矿尘和气体杂质等，为避免堵塞管道设备和引起催化剂中毒，以及要求要转化前对二氧化硫原料气进行净化和干燥处理。
成品酸要出厂前需要计量贮存，应设有成品酸贮存和计量装置。
另外，在生产中排出的有害废水、废气、废渣等，需要处理后才能排放，因而还需相应的处理装置。
总之，除以上三个工序外，再加上原料的贮存和加工，二氧化硫原料气的净化和干燥，成品酸的贮存与计量，三废处理等工序才构成一个硫酸生产的完整系统。
水分在炉气中以气态存在，应采用吸收方式进行清除，吸收时气-液相间属于气膜扩散控制。
工业上常采用填料塔对炉气进行干燥。
浓硫酸具有强烈的吸水性，常用于气体干燥。
炉气的干燥就是将气体与浓硫酸接触来实现的，炉气经过干燥塔后一般含水量<0.1g/m3满足工业上的要求，因此得到广泛应用。
1 概述 (1)1.1硫酸的性质 (1)1.1.1 硫酸的物理性质 (1)1.1.2 硫酸的化学性质 (1)1.2硫酸的生产方法 (2)1.2.1 硝化法制造硫酸 (2)1.2.2 接触法制造硫酸 (3)1.3硫酸生产全工段工艺简介 (3)1.3.1 SO2气体的制取与净化 (3)1.3.2 SO2气体的转化和吸收 (3)1.3.3 尾气的处理 (4)2工艺流程的确定 (5)2.1工艺流程选择 (5)2.2工艺设计原理 (5)2.3两转两吸的工艺流程 (5)3 干燥塔工艺计算 (6)3.1选择计算数据 (6)3.1.1 原料气 (6)3.1.2 干燥硫酸 (6)3.1.3热量衡算： (6)3.2物料衡算 (6)3.2.1 原料气的流量 (6)3.2.2 原料气的压强 (6)3.2.3 水蒸气含量 (6)3.2.4 进塔湿气组成 (6)3.2.5 气体总量计算 (7)3.2.6 干燥硫酸用量计算 (7)3.2.7 物料平衡表 (7)3.3干燥塔的热量衡算 (7)3.3.1 入塔处干气带入热Q1 (7)3.3.2 入塔处水气带入热Q2 (8)3.3.3 水的冷凝热Q3 (8)3.3.4 入塔酸带入热Q4 (8)3.3.5 95%酸稀释热Q5 (8)3.3.6 出塔处干气带出热Q6 (9)3.3.7 出塔处水气带出热Q7 (9)3.3.8 出塔酸带出热Q出和酸温t2 (9)3.3.9 干燥塔热量衡算表 (10)4 填料塔工艺计算 (11)4.1填料的选择与堆积方式① (11)4.2填料塔的工艺计算② (11)4.2.1 液泛速度 (11)4.2.2 塔径的计算 (12)4.2.3 填料面积F (12)4.2.4 填料高度H填 (13)4.2.5压力降ΔP (13)4.2.6 填料层持酸量 (13)4.3干燥塔的总高度 (13)5 塔附件的设计 (13)5.1接管的计算与选择① (13)5.1.1 塔底进气管 (13)5.1.2 塔顶出气管 (14)5.1.3 塔顶进酸管 (14)5.1.4 塔底出酸管 (14)5.2除沫器② (15)5.2.1 丝网直径的确定 (15)5.2.2 丝网除沫器在塔内的安装位置 (15)5.3筒体 (16)5.4酸分布装置 (16)5.5填料支承装置 (17)5.6人孔 (17)5.7封头 (17)6 附属设备的选型与设计 (18)6.1酸冷却器的选择 (18)6.2鼓风机的选择 (20)6.2.1 塔顶出口气鼓风机 (20)6.2.2 塔底进口气鼓风机 (20)6.3酸泵 (20)7 主要设备设计结果汇总 (21)7.1干燥塔设计结果 (21)7.2酸冷却器设计结果 (21)7.3设备一览表 (22)8 设计体会 (23)符号说明............................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 (24)1 概述1.1 硫酸的性质硫酸是基础化学工业中重要的产品之一。
硫酸主要用于生产化学肥料、有色金属的冶炼、合成纤维、涂料、致冷剂、洗涤剂、饲料添加剂和石油的精炼，以及钢铁、医药和化学工业。
1.1.1 硫酸的物理性质硫酸，分子式为H2SO4，相对分子质量98.08。
纯硫酸是一种无色无味油状液体，工业品因含杂质而呈黄、棕等色。
常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3%，其密度(液态)1.831g/cm3。
物质的量浓度为18.4mol·L-1。
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℃。
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”。
若将浓硫酸中继续通入三氧化硫,则会产生“发烟”现象,这样含有SO3的硫酸称为“发烟硫酸”。
100%的硫酸熔沸点为熔点10℃，沸点290℃。
但是100%的硫酸并不是最稳定的，沸腾时会分解一部分，变为98.3%的浓硫酸，成为338℃（硫酸水溶液的）恒沸物。
加热浓缩硫酸也只能最高达到98.3%的浓度。
98.3%硫酸的熔沸为熔点10℃，沸点338℃。
1.1.2 硫酸的化学性质1.脱水性脱水指浓硫酸脱去非游离态水分子或脱去有机物中氢氧元素的过程。
就硫酸而言，浓硫酸有脱水性且脱水性很强。
(1)可被脱水的物质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或脱去非游离态的结晶水，如五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)。
(2)炭化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。
黑面包反应：在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，水加适量，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，还会闻到刺激性气味气体。
浓硫酸如C12H22O11=浓硫酸=12C + 11H2O2．难挥发性（高沸点）制氯化氢、硝酸等（原理：高沸点酸制低沸点酸）如，用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体。
NaCl(固)+H₂SO₄(浓)═NaHSO4+HCl↑(常温)2NaCl(固)+H₂SO₄(浓)═加热═Na2SO4+2HCl↑(加热)Na2SO3+H₂SO₄═Na2SO4+H2O+SO2↑再如，利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气体。
酸性：制化肥，如氮肥、磷肥等2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4Ca3(PO4)2+2H2SO4═2CaSO4+Ca(H2PO4)2稳定性：浓硫酸与亚硫酸盐反应Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+SO2↑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，本身一般被还原成二氧化硫。
Cu+2H2SO4(浓)=加热=CuSO4+SO2↑+2H2O2Fe+6H2SO4(浓)=加热=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O在上述反应中，硫酸表现出了强氧化性和酸性。
(2)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酸，本身被还原为二氧化硫。
在这类反应中，浓硫酸只表现出氧化性。
C+2H2SO4(浓)=加热=CO2↑+2SO2↑+2H2OS+2H2SO4(浓)=加热=3SO2↑+2H2O2P+5H2SO4(浓)=加热=2H3PO4+5SO2↑+2H2O(3)跟其他还原性物质反应浓硫酸具有强氧化性，实验室制取硫化氢、溴化氢、碘化氢等还原性气体不能选用浓硫酸。
H2S+H2SO4(稀)=S↓+SO2↑+2H2O2HBr+H2SO4(稀)=Br2↑+SO2↑+2H2O2HI+H2SO4(稀)=I2↑ +SO2↑+2H2O4.强酸性纯硫酸是无色油状液体，10.4℃时凝固。
加热纯硫酸时，沸点290℃，并分解放出部分SO3直至酸的浓度降到98.3%为止，这时硫酸为恒沸溶液，沸点338℃。
无水硫酸体现酸性是给出质子的能力，纯硫酸仍然具有很强的酸性，98%硫酸与纯硫酸的酸性基本上没有差别，而溶解三氧化硫的发烟硫酸就是一种超酸体系了，酸性强于纯硫酸。
纯硫酸是无色、粘稠，导电性能极高的油状液体，并不易挥发，但是加热沸腾前会产生大量的白雾状硫酸酸雾。
纯硫酸是一种非常极性的液体，其介电系数大约为100。
因为它分子与分子之间能够互相质子化对方，造成它极高的导电性，这是由于它发生自偶电离生成的两种离子所致，这个过程被称为质子自迁移。
这种反应机理是和纯磷酸以及纯氢氟酸所同出一辙的。
但纯硫酸达成这种反应平衡所需要的时间则比以上两者快得多，差不多是即时性的。
1.2 硫酸的生产方法生产硫酸最古老的方法是用绿矾（FeSO4·7H2O）为原料，放在蒸馏釜中锻烧而制得硫酸。
在煅烧过程中，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。
−−−→Fe2O3+SO2+SO3+14H2O2（FeSO4·7H2O）煅烧在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。
二氧化硫氧化成三氧化硫是制硫酸的关键，但是，这一反应在通常情况下很难进行。
后来人们发现，借助于催化剂的作用，可以使二氧化硫氧化成三氧化硫，然后用水吸收，即制成硫酸。
根据使用催化剂的不同，硫酸的工业制法可分为硝化法和接触法。
1.2.1 硝化法制造硫酸硝化法（包括铅室法和塔式法）是借助于氮的氧化物使二氧化硫氧化制成硫酸。
其中铅室法在1746年开始采用，反应是在气相中进行的。