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 SO

2

1.3.2 炉气的净化 (6)

气体的转化 (6)

1.3.3 SO

2

气体的吸收 (6)

1.3.4SO

3

1.3.5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。本设计主要涉及固体硫磺熔融装置熔硫装置的工艺方案选择、主要设备选型、液硫的中和处理及熔硫尾气的洗涤、对主要工序进行了物料衡算，热量衡算等。

关键词：熔硫、物料衡算、热量衡算、工艺方案、设备选型

The design of the production process of 100000 tons of

sulfuric acid (sulfuric acid sulfur melting process)

Abstract

sulfuric acid as the mother of industry, has played an important role. The sulfur burning sulfuric acid is beneficial to Protect environment to build a clean and civilized factory,and the equipment investment was 50%, which has great economic benefits. The sulfuric acid production process mainly consists of five parts, including the preparation of sulfur dioxide gas, furnace gas purification, transformation of sulfur dioxide, three sulfur dioxide gas absorption and exhaust gas treatment. Selection of process plans, this design mainly involves solid sulfur melting unit sulfur melting device selection of main equipment, liquid sulfur and sulfur melting treatment and exhaust washing, the material balance of the main process, heat balance etc..

Keywords: sulfur melting, material balance, heat balance, process scheme, equipment selection

设计主要技术指标（或研究目标）

1、原料规格：硫磺：99.5%

2、生产规模及工艺指标：

年生产能力：10万吨100％硫酸

二氧化硫转化率：95％

吸收温度：180℃

吸收塔吸收率：100%

喷淋酸：温度80℃，浓度98% 3、年开工时间：300天

前言

硫酸被誉为工业之母，是重要的化工原料之一；硫酸工业也是重要的基本化学工业之一。硫酸的用途很是广泛，参与众多重要化学品的生产，如用于生产磷铵、过磷酸钙、硫铵等。另外，硫酸可以用于生产硫酸盐、塑料、人造纤维、染料、油漆、药物、农药、杀草剂、杀鼠剂等；也可用作除去石油产品中的不饱和烃和硫化物等杂质的洗涤剂；在环保方面也大有用途；在国防工业中与硝酸一起用于制取硝化纤维、三硝基甲苯等。如此见来，硫酸的应用范围之广泛，并且需求量日益增加，所以我们有必要加强生产，在绿色环保节约型经济的基础上不断改造，力求更大效率。

全世界各行消费硫酸比例（%）

化肥己内酰

胺二氧化钛氟化氢饲料添

加剂

石油炼

制

洗涤剂湿法炼

铜

其他

60.6 4.5 3.2 2.7 1.9 1.6 1.5 1.2 22.8

表1-1

中国硫酸工业主要是以硫铁矿制酸。在70和80年代工厂经历重大曲折硫酸工业和转。原因是世界硫磺市场价格飙升，企业难以承受，导致这些工厂已经停产或转换。在90年初，价格逐渐下降，促进世界硫磺，硫磺制酸在中国逐步发展，近年来技术的飞速发展，除了一些小，硫酸厂已建成或正在建设，大型硫磺制酸装置也在建设中，这波的发展将有中国硫酸生产结构的影响巨大，加上中国对环保的重视程度，硫酸生产过程中，硫酸已日益成为主流，这些都是分析原因：1，因为在硫酸厂焙烧，净化工段，只有硫磺，硫磺熔融，转化，干燥和吸收段，成品，原材料部分也比硫酸装置简单，因此流程短，材料处理，设备少，建设周期短：节约50%的硫酸厂的建设投资，降低设备管理费用；2、减少原材料运输。硫磺，杂质少，产品质量好，单位产品能耗低，热利用程度高，生产蒸汽比硫酸高酸万吨，0.3吨中压蒸汽（不含低热量利用） ;３、三废排放量少,有利于保护环境,做到文明生产；４、根据目前的价格、运输成本及加工成本进行对比，采用硫磺制酸比采用硫铁矿或硫精砂制酸具有更高的经济效益。由于上述原因,吸引了国内硫酸工业原料结构向硫磺制酸转移。除了正在新建的硫磺制酸装置外,有些工厂将硫铁矿制酸装置改造为硫磺制酸。

在采用硫磺制酸中分别为熔硫，硫磺的精制，焚硫和造气，吸收和干燥四大步，其中，熔硫工序至关重要，首先熔硫工序对温度要求很高，其次它又决定了后续硫磺精致的程度及最终产品的质量。固体硫硫基由皮带机为快速加热和熔化熔硫槽。快速熔硫槽内置蒸汽加热盘管和搅拌器，加强外围蒸汽夹套加热。槽硫温度控制在135℃左右加热和蒸汽0.6MPa熔融。从溢流口进入硫磺熔融硫磺罐粗糙通过自由沉降熔融硫磺，对沟槽底部的杂质颗粒较大，夹带的液体少量于硫磺，排放口底部缝隙周期性地手动排出。从快速熔硫槽溢流到粗硫槽液硫，粗硫槽槽挡板，开始作为过滤槽用分为两格和格型滤波器。原油硫槽内设有蒸汽加热盘管，以保持温度在135摄氏度的液体硫磺。槽内设有搅拌器。液硫过滤由预涂、过滤、排渣三个基本步骤组成。过滤后液体粗硫由过滤泵送入液硫过滤机以除去其中的杂质颗粒,控制过滤后液硫中灰分含量≤30ｍｇ/ｋｇ,当过滤机进料和出料侧压差达到一定值时,停止进料,进行震动排渣,至此,完成一个过滤周期。过滤后的液体硫磺进中间槽,液体硫磺中间槽内设有蒸汽加热盘管,维持槽内液硫温度在135℃。精制液体硫磺自液硫中间槽由中间泵送往液硫贮罐贮存,液硫贮槽底部设有蛇管式加热器,顶盖安装了加热盘管热顶,维持精硫贮槽内液硫温度在135～145℃。

第一章综述