硫酸轉化工藝課程設計---年產25萬噸硫酸轉化工藝設計

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　論文題目： 年產25萬噸硫酸轉化工藝設計 </p><p>　　學 號： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　專業(yè)班

2、級： 09應用化工03班 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　總評成績： </p><p>　　2011年12月26日 </p><p><b>　　目 錄&l

3、t;/b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　第一章 文獻綜述1</p><p>　　第二章 工藝說明書5</p><p><b>　　2.1 概述5</b></p>&

4、lt;p>　　2.1.1 產品規(guī)模和規(guī)格5</p><p>　　2.1.2 工藝方案敘述5</p><p>　　2.2 裝置設計說明5</p><p>　　2.2.1 工藝原理5</p><p>　　2.2.2 工藝流程說明6</p><p>　　2.2.3 主要設備選型說明6</p>

5、<p>　　2.2.4 化工原材料規(guī)格及用量6</p><p>　　第三章 轉化工序物料衡算與熱量衡算7</p><p>　　3.1轉化工序流程示意圖及簡要說明7</p><p>　　3.2確定各段進口溫度及轉化率7</p><p>　　3.2.1溫度與平衡轉化率的關系7</p><p>　　3.2

6、.2最適宜溫度與轉化率關系8</p><p>　　3.2.3確定操作線9</p><p>　　3.2.4各段進口溫度及轉化率10</p><p>　　3.3轉化工序物料衡算10</p><p>　　3.3.1進轉化器一段氣體量及成分11</p><p>　　3.3.2出一段氣體量及成分11</p>

7、;<p>　　3.3.3出二段氣體量及成分12</p><p>　　3.3.4出三段氣體量及成分12</p><p>　　3.3.5出四段氣體量及成分12</p><p>　　3.4轉化器各段的熱量衡算14</p><p>　　3.4.1轉化一段反應熱量和出口溫度14</p><p>　　3.4

8、.2轉化二段反應熱量和出口溫度16</p><p>　　3.4.3轉化三段反應熱量和出口溫度18</p><p>　　3.4.4轉化四段反應熱量和出口溫度20</p><p>　　第四章 環(huán)境保護與治理建議24</p><p>　　4.1 三廢主要來源24</p><p>　　4.1.1 廢氣24</

9、p><p>　　4.1.2 廢水24</p><p>　　4.1.3 礦渣24</p><p>　　4.2 三廢處理方案24</p><p>　　4.2.1 廢氣24</p><p>　　4.2.2 廢水25</p><p>　　4.2.3 廢渣25</p><p&g

10、t;<b>　　設計小結26</b></p><p><b>　　參考文獻27</b></p><p><b>　　工藝流程圖28</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計進行25萬噸H2SO4/年轉化系統(tǒng)工藝

11、設計，根據(jù)進口原料氣的組成，平衡曲線和最適溫度曲線以及催化劑的起燃溫度、使用溫度大致估計四段轉化過程的操作線，再畫出X—T平衡曲線和最適溫度曲線，根據(jù)操作線來進行物料衡算和熱量衡算，如果設定值和實際計算值相差太大，需要用方差的方法重新設定操作曲線來計算，直到設計值和計算值差不多，畫出硫酸工藝流程圖和一次轉化工段流程圖。</p><p>　　關鍵詞：硫酸；轉化工藝；設計</p><p>&l

12、t;b>　　Abstract</b></p><p>　　The design of 250,000 tons H2SO4 of every year conversion system is in process design, according to the composition of feed gas imports, balance curve , the optimum tempe

13、rature curve ,catalyst light-off temperature and the temperature generally estimated using four paragraphs into the operation of the process line, then draw X-T equilibrium curve and the optimal temperature curve, depend

14、ing on the operating line to complete the material balance and heat balance, if the calculated value is too la</p><p>　　Key word: H2SO4；conversion process； design</p><p><b>　　第一章 文獻綜述</

15、b></p><p>　　硫酸，H2SO4，相對分子質量98.078，是指SO3與H2O摩爾比等于1的化合物，或指100﹪H2SO4，外觀為無色透明油狀液體，密度（20℃）為1.8305g/cm3。工業(yè)上使用的硫酸是硫酸的水溶液，即SO3與H2O摩爾比≤1的物質。發(fā)煙硫酸是SO3的H2SO4溶液，SO3與H2O的摩爾比>1，以為無色油狀液體，因其暴露與空氣中，逸出的SO3與空氣中的水分結合形成白色煙霧

16、，故稱之為發(fā)煙硫酸。</p><p>　　硫酸用途非常廣泛，無論在工業(yè)部門，還是在發(fā)展農業(yè)生產、滿足人民物質生活需要、加強國防力量，都起著重要作用。硫酸在大宗生產的化學品中產量居于前列，是最重要的化工原料之一。硫酸最重要的用途是生產化學肥料，用于生產磷銨、重過磷酸鈣、硫胺等。在中國，硫酸產量的60％以上用于生產磷肥和復肥。在化學工業(yè)中，硫酸是生產各種硫酸鹽的主要原料，是塑料、人造纖維、染料、油漆、藥物等生產中不可

17、缺少的原料。在農藥、除草劑、殺蟲劑的生產中亦需要硫酸。在石油工業(yè)中，石油精煉需要使用大量硫酸作為洗滌劑，以除去石油產品中的不飽和烴的硫化物等雜質。在冶金工業(yè)中，鋼材加工及成品的酸洗要用硫酸；電解法精煉銅、鋅、鎘、鎳時，電解液需使用硫酸；某些貴金屬的精煉亦需用硫酸溶去雜質的其它金屬。在炸藥及國防工業(yè)中，濃硫酸用于制取硝化甘油、消化纖維、三硝基甲苯等炸藥。原子能工業(yè)中用于濃縮鈾。運載火箭所用染料亦離不了硫酸。</p><

18、p>　　我國的硫酸工業(yè)起始于19世紀70年代，在舊中國產量很少，新中國建立后，硫酸工業(yè)獲得了高速發(fā)展。傳統(tǒng)的工藝流程是硫鐵礦制酸法。這種工藝落后，不但廠區(qū)內粉塵飛揚，礦渣如山，而且排放出大量廢水、廢氣，嚴重污染周圍環(huán)境，每年僅向農戶支付的賠償金和上繳的排污費占據(jù)了不少生產成本。為了減少污染，降低生產成本改用硫磺制硫酸。發(fā)達國家早就開始普遍推廣了，由于近期進口硫磺比國內便宜，利潤空間很大，大多數(shù)國內硫酸生產廠家轉向用硫磺法生產硫酸。

19、中國是硫鐵礦資源較為豐富的國家，硫鐵礦產量居世界首位。相對而言，天然和再生硫磺要少的多，因此硫鐵礦是中國硫酸生產的主要原料。用它生產的硫酸占硫酸總產量的80﹪以上，其它原料在20﹪以下，其中冶煉煙氣占16﹪左右。根據(jù)中國硫資源的特點，今后中國的制酸原料仍以硫鐵礦為主，同時大力發(fā)展冶煉煙氣制酸，穩(wěn)健的發(fā)展硫磺制酸、石膏制酸]。</p><p>　　早在8世紀就有硝石與綠礬在一起蒸餾得到硫酸的方法。Paracelsu

20、s記述了用綠礬（FeSO4·7H2O)為原料，放在蒸餾釜中煅燒而制得硫酸的方法。在煅燒過程中，綠礬發(fā)生分解，放出二氧化硫和三氧化硫，其中三氧化硫與水蒸氣同時冷凝，便可得到硫酸。在18世紀40年代以前，這種方法為不少地方所采用。古代稱硫酸為“綠礬油”，就是由于采用了這種制造方法的緣故。</p><p>　　實驗室硫酸制法：可以用FeSO4.7H2O加強熱，用冰水混合物+U型管冷凝即可，用NaOH吸收SO2

21、，理論可得29.5%的H2SO4 關鍵在于尾氣吸收。 其他硫酸制備工藝：1、氨酸法增濃低濃度二氧化硫氣體生產硫酸方法；2、采用就地再生的硫酸作為催化劑的一體化工藝；3、草酸生產中含硫酸廢液的回收利用；4、從芳族化合物混酸硝化得到廢硫酸的純化與濃縮工藝；5、從氧化鈦生產過程中排出的廢硫酸溶液的再生方法；6、從稀硫酸中分離有機磷化合物和其它雜質的方法；7、從制備2-羥基-4-甲硫基丁酸(MHA)工藝的含硫副產物中回收硫酸的方法；8、催化氧化

22、回收含有機物廢硫酸的方法；9、電瓶用硫酸生產裝置；10、二氧化硫源向硫酸的液相轉化方法；11、沸騰爐焙燒硫磺制備硫酸的方法；12、沸騰爐摻燒硫磺生產裝置中稀酸的回收利用；13、高濃二氧化硫氣三轉三吸硫酸生產方法 ；14、高溫濃硫酸液下泵耐磨軸套；15、高效陽極保護管殼式濃硫酸冷卻器；16、節(jié)能精煉硫酸爐裝置；17、精苯再生酸焚燒制取硫酸的方法；18、利用廢硫酸再生液的方法和裝置；19、利用含硫化氫的酸性氣體與硫磺聯(lián)合制取高濃度硫酸；20

23、、利用含硫化氫的酸性</p><p>　　二氧化硫氧化成三氧化硫是制硫酸的關鍵，但是，這一反應在通常情況下很難進行。后來人們發(fā)現(xiàn)，借助于催化劑的作用，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。根據(jù)使用催化劑的不同，硫酸的工業(yè)制法可分為硝化法和接觸法。</p><p>　　硝化法（包括鉛室法和塔式法）是借助于氮的氧化物使二氧化硫氧化制成硫酸。其中鉛室法在1746年開始采用，反應

24、是在氣相中進行的。在鉛室法的基礎上發(fā)展起來的塔式法，開始于本世紀初期。塔式法制出的硫酸濃度可達76%左右。目前，我國仍有少數(shù)工廠用塔式法生產硫酸。硝化法制得的硫酸，H2SO4含量低（<78﹪H2SO4），雜質含量高（主要含有塵及氮氧化物），且需耗用大量硝酸或硝酸鹽，遠遠滿足不了染料、化纖、有機合成、石油化工部門的要求。因此，次發(fā)的發(fā)展受到限制2]。</p><p>　　接觸法制酸幾乎是世界上硫酸工業(yè)的唯一生

25、產方法。其原料為能夠生產二氧化硫的含硫物質，一般含有硫磺、硫化物、硫酸鹽、含硫化氫的工業(yè)廢氣（包括冶煉煙氣）等。在不同的國家中，由于本國含硫資源的不同，生產硫酸的原料路線有很大的差異，且所用原料的比重隨硫資源的供給情況也有所調整。以硫鐵礦為原料的接觸法硫酸生產過程是目前廣泛采用的方法，它創(chuàng)始于1831年，在本世紀初才廣泛用于工業(yè)生產。到20年代后，由于釩觸媒的制造技術和催化效能不斷提高，已逐步取代價格昂貴和易中毒的鉑觸媒。世界上多數(shù)的硫

26、酸廠都采用接觸法生產。新中國成立后，即大力發(fā)展先進的接觸法硫酸生產，逐步代替鉛室法和塔式法。接觸法中二氧化硫在固體觸媒表面跟氧反應，結合成三氧化硫，然后用98.3%的硫酸吸收為成品酸。這種方法優(yōu)于塔式法的是成品酸濃度高，質量純（不含氮化物），但爐氣的凈化和精制比較復雜。在外部換熱式轉化流程中，反應過程與換熱過程是分開的。氣體在床層中進行絕熱反應，溫度升高到一定程度后，離開催化床進行降溫，然后再進入下一段床層進行絕熱反應。每進行這樣一次絕

27、熱反應成為一段。為了達到較高的最終轉化率，必須采取多段催化轉化3]。</p><p>　　一次轉化、一次吸收流程：所謂一次轉化、一次吸收是指SO2經過多段轉化以后只經過一個或串聯(lián)兩個吸收塔，吸收其中SO2后就排放。這種流程比較簡單，但轉化率相對較低，一般不超過97%。在60年代以前，我國硫酸廠大多數(shù)采用這種流程。</p><p>　　兩次轉化、兩次吸收流程：60年代以來，轉化工藝流程最大的

28、變化就是采用了兩次轉化、兩次吸收新流程，簡稱為兩轉兩吸。這項新技術開始時，著眼于充分利用硫的資源和減少SO2氣體排放量，保護環(huán)境。這種方法的特點是：1.最終轉化率搞；2.能夠處理較高濃度的SO2氣體；3.減少尾氣中SO2排放量；4.所需換熱面積較大；5.系統(tǒng)阻力比一轉一吸增加4-5KPa。</p><p>　　接觸法制造硫酸的生產過程包含以下三個基本工序：第一，由含硫原料制取含二氧化硫氣體。實現(xiàn)這一過程需將寒流原

29、料焙燒，故工業(yè)上稱之為“焙燒”。第二，將二氧化硫和氧的氣體催化轉化為三氧化硫，工業(yè)上稱之為“轉化”。第三，將三氧化硫與水結合成硫酸。實現(xiàn)這一過程需將轉化所得三氧化硫氣體用硫酸吸收，工業(yè)上稱之為“吸收”。這樣，在三個基本工序之外，再加上原料的貯存與加工，含二氧化硫氣體的凈化，成品酸的貯存與計量，三廢處理等工序才構成一個接觸法硫酸生產的完整系統(tǒng)。硫鐵礦制酸是輔助工序最多且最有代表性的化工過程。前述的原料加工、焙燒、凈化、吸收、三廢處理，成品

30、酸貯存和計量工序在該過程中均有。</p><p><b>　　第二章 工藝說明書</b></p><p><b>　　2.1 概述</b></p><p>　　2.1.1 產品規(guī)模和規(guī)格</p><p>　?。?）年操作日 300天/年</p><p>　?。?）生產方式

31、 連續(xù)生產</p><p>　?。?）生產能力 二氧化硫 轉化率≥98%</p><p>　?。?）產品規(guī)格 二氧化硫 轉化率≥98%</p><p>　　2.1.2 工藝方案敘述</p><p>　　國內生產硫酸的方法主要是用硝化法和接觸法，考慮到硝化法所需設備龐大，用鉛很多，檢修麻煩，腐蝕設備，反應緩慢，本設計采用的是接觸法，

32、該方法制得的成品酸濃度高，純度較高。理論上催化氧化操作過程的段數(shù)越多，最終轉化率越高，而且過程更接近于最佳溫度曲線，催化劑的利用率越高。本設計的生產過程采用一轉一吸的工藝流程，即將二氧化硫經過多段轉化后只經過一個或串聯(lián)兩個吸收塔，吸收其中SO2后就排放。轉化流程為4段間接換熱式。</p><p>　　2.2 裝置設計說明</p><p>　　2.2.1 工藝原理</p>&l

33、t;p>　　二氧化硫轉化通常是在不高于0.5MPa壓力下進行，而且SO2、SO3濃度又較低，體系可視為理想氣體。</p><p>　　二氧化硫氧化反應是一個可逆放熱反應：</p><p>　　2.2.2 工藝流程說明</p><p>　　現(xiàn)運用接觸法一轉一吸酸洗封閉流程生產硫酸，其生產工藝大致有六大工序，即：原料預處理、SO2爐氣制取、SO2氣體凈化、二氧化硫

34、轉化、三氧化硫吸收、“三廢”處理。這里主要介紹一下轉化系統(tǒng)。轉化系統(tǒng)為一轉一吸四段反應裝置，因為二氧化硫轉化的過程是一個放熱過程，它的轉化率隨著溫度的升高而降低，因此采用多段反應器，通過一段反應器后物料的溫度升高，經冷卻后通入下一段反應器繼續(xù)反應，使整個反應的操作曲線在最適溫度曲線附近，既保證了反應的速度，又可以達到較高的轉化率。此流程使用原料氣作為冷卻劑，可以省去外加的冷卻劑，又可以利用反應產生的熱量來預熱原料氣，節(jié)約能源，一舉兩得。

35、轉化系統(tǒng)包括一個四段反應器和四個換熱器。前面制取的氣體經過一系列凈化的過程，一次通過第一、第二、第三、第四換熱器預熱后進入反應器，第一、第二、第三、第四段反應床層出來的氣體分別經過第一、第二、第三、第四換熱器進行冷卻，再通入吸收塔。</p><p>　　2.2.3 主要設備選型說明</p><p>　　考慮到轉化器設計應讓二氧化硫盡可能在最優(yōu)化溫度條件下反應，最大限度的利用二氧化硫反應放出

36、的熱量，設備阻力既要小，又能使氣體分布均勻。故考慮使用外部換熱型轉化器。換熱器考慮到氣體有一定腐蝕性，故選用列管式換熱器。風機選用羅茨風機</p><p>　　2.2.4 化工原材料規(guī)格及用量</p><p>　　進入轉化器氣體組成：SO2占8%，O2占10%，N2占82%。本設計采用的催化劑型號使用溫度為400-580℃，入口SO2：7.5-9.4%5]。</p><

37、p>　　第三章 轉化工序物料衡算與熱量衡算</p><p>　　3.1轉化工序流程示意圖及簡要說明</p><p>　　圖3.1 轉化工序流程示意圖</p><p>　　圖3.1是硫酸轉化工藝的流程，原料氣由干燥器進入換熱器，再進入轉化爐一段，再進入到第一換熱器，以此類推，直到從第四換熱器出來降溫至吸收塔。</p><p>　　3.2

38、確定各段進口溫度及轉化率</p><p>　　3.2.1溫度與平衡轉化率的關系</p><p>　　在400~700℃時， （3.1）</p><p>　　式中： ——平衡常數(shù) T——溫度/K</p><p>　　平衡轉化率 （3.

39、2）</p><p>　　式中：=8%——進轉化器的爐氣中的濃度（%）</p><p>　　=10%——進轉化器的爐氣中的的濃度（%）</p><p>　　P=0.11Mpa——系統(tǒng)總壓力/Kpa</p><p><b>　　取反應溫度T</b></p><p>　　由公式（3.1）計算</

40、p><p>　　由公式（3.2）計算</p><p><b>　　試差過程：</b></p><p>　　時，由公式得=568.766，</p><p>　　由公式，設等式右邊=0.9000，得=0.9934；</p><p>　　同上：設=1.0000得=0.9932,；=0.9900得=0.993

41、2；=0.9932得=0.9932；=0.9931得=0.9932.；=0.9933得=0.9932。綜上取=0.9932。</p><p>　　依次計算得平衡轉化率與溫度的關系列表3-1。</p><p>　　表3-1 平衡轉化率與溫度的關系</p><p>　　3.2.2最適宜溫度與轉化率關系</p><p><b>　　取不

42、同x值，計算。</b></p><p>　　計算得最適宜溫度與轉化率的關系列表3-2。</p><p>　　表3-2 最適宜溫度與轉化率的關系</p><p>　　3.2.3確定操作線</p><p>　　進氣組成：占8%，占10%，占82%</p><p>　　確定轉化器一段進口溫度380℃</p

43、><p>　　氣體經每層觸媒后溫度升高，計算式是：</p><p>　　表3-3二氧化硫的濃度與值的關系</p><p>　　由表3-3查得，濃度為8%的對應的值為226。</p><p>　　操作線溫度的確定：已知催化劑的使用溫度為400-580℃，考慮到應使操作線盡量與最適溫度曲線靠近，且出口溫度在催化劑的使用溫度范圍內，取原料氣的進口溫度為

44、380℃，四段操作線的斜率根據(jù)原理氣里的濃度差表得1/226?？紤]到原料氣的預熱過程是依次經歷第一、第二、第三、第四換熱器，對應于第四、第一、第二、第三段反應器的冷卻，所以如果考慮每個換熱器的換熱面積相當，則出口氣體冷卻降溫的溫差應為第一段大于第二段，第二段大于第三段，按照這個原則，分別取第一段的降溫的溫差為65，第二段的降溫的溫差為50，第三段的降溫溫差為40，并且每一段轉化器的出口溫度和轉化率對應的點都在平衡曲線和最佳溫度曲線之間，

45、由此估算得到四段反應器的操作曲線。</p><p>　　3.2.4各段進口溫度及轉化率</p><p>　　表3-4 一次轉化分段轉化率和溫度</p><p>　　由圖3.2以及表3-4的數(shù)據(jù)可得：</p><p>　　轉化器第一段操作線方程：t=380+226(x-0)</p><p>　　第二段操作線方程：t=4

46、55+226(x-0.752)</p><p>　　第三段操作線方程：t=410+226(x-0.895)</p><p>　　第四段操作線方程：t=380+226(x-0.971)</p><p>　　圖3.2 四段反應過程的X-T關系圖</p><p>　　3.3轉化工序物料衡算</p><p>　　本設計為25

47、萬噸/年硫酸轉化系統(tǒng)工藝設計（以每小時計算），由</p><p><b>　　可得實際進氣總量為</b></p><p>　　為方便計算，本設計假設進氣總量為1000Kmol,故在最后的計算結果上需乘上系數(shù)</p><p>　　3.3.1進轉化器一段氣體量及成分</p><p>　　以1000Kmol的進氣量為標準進行計

48、算，已知占8%，占10%，占82%.</p><p>　　O2的進氣量及成分：</p><p>　　SO2的進氣量及成分：</p><p>　　N2的進氣量及成分：</p><p>　　3.3.2出一段氣體量及成分</p><p>　　3.3.3出二段氣體量及成分</p><p>　　3.3.4

49、出三段氣體量及成分</p><p>　　3.3.5出四段氣體量及成分</p><p>　　由以上計算匯總轉化器物料衡算結果于表3-5。</p><p>　　表3-5 轉換器物料衡算結果</p><p>　　3.4轉化器各段的熱量衡算</p><p>　　氣體的摩爾熱熔量可按下式求出</p><p&

50、gt;　　3.4.1轉化一段反應熱量和出口溫度</p><p>　　（1）進轉換器第一段氣體帶入熱量（以每小時氣量計算）</p><p>　　已知進一段觸媒層氣體溫度為380℃，</p><p>　　所以可得各組分氣體的平均摩爾熱容：</p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p

51、><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p>　　故進一段氣體每升高1℃所需熱量為：</p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b><

52、;/p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p>　　所需總熱量：31155.4</p><p><b>　　帶入熱量=</b></p><p>　?。?）已知出轉化器第一段氣體溫度549.952℃,</p><p>　　所以可得各組分氣體的平均摩爾熱容：</

53、p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p>　　故出

54、一段氣體每升高1℃所需熱量為：</p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p

55、><b>　　所需總熱量：</b></p><p><b>　?。?）反應熱</b></p><p><b>　　摩爾反應熱</b></p><p><b>　　總反應熱</b></p><p><b>　　一段出口溫度℃</b>

56、;</p><p>　?。?）一段出口氣帶出熱量</p><p>　　3.4.2轉化二段反應熱量和出口溫度</p><p>　　（1）進轉化器第二段氣體帶入熱量（以每小時氣量計算）</p><p>　　已知進二段觸媒層氣體溫度為455℃,</p><p>　　所以可得氣體的平均摩爾熱容：</p><

57、p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p>　　故進二段氣體每升高1℃所需

58、熱量為：</p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b&g

59、t;　　所需總熱量：</b></p><p><b>　　帶入熱量=</b></p><p>　　（2）已知出轉化器第二段氣體溫度487.318℃,</p><p>　　所以可得各組分氣體的平均摩爾熱容：</p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><

60、;p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p>　　故出二段氣體每升高1℃所需熱量為：</p><p><b>　　所需熱量：</b&g

61、t;</p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需總熱量：</b></p><p><b>

62、;　?。?）反應熱</b></p><p><b>　　摩爾反應熱</b></p><p><b>　　總反應熱</b></p><p><b>　　二出口溫度</b></p><p>　?。?）二出口氣帶出熱量</p><p>　　3.4.

63、3轉化三段反應熱量和出口溫度</p><p>　?。?）進轉化器第三段氣體帶入熱量（以每小時氣量計算）</p><p>　　已知進三段觸媒層氣體溫度為410℃,</p><p>　　所以可得各組分氣體的平均摩爾熱容：</p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b

64、>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p>　　故進三段氣體每升高1℃所需熱量為：</p><p><b>　　所需熱量：</b></p>

65、;<p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量： </b></p><p><b>　　所需總熱量：</b></p><p><b>　　帶入熱量=&l

66、t;/b></p><p>　?。?）出轉化器第三段氣體溫度427.176℃,</p><p>　　分氣體的平均摩爾熱容：</p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　

67、的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p>　　氣體每升高1℃所需熱量為：</p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量： </b></p><p>

68、<b>　　所需熱量： </b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需總熱量：</b></p><p><b>　?。?）反應熱</b></p><p><b>　　摩爾反應熱</b><

69、;/p><p><b>　　總反應熱</b></p><p><b>　　三段出口溫度</b></p><p>　　三段出口氣體帶出熱量</p><p>　　3.4.4轉化四段反應熱量和出口溫度</p><p>　?。?）進轉化器第四段氣體帶入熱量（以每小時氣量計算）</p

70、><p>　　已知進四段觸媒層氣體溫度為380℃,</p><p>　　所以可得各組分的平均摩爾熱容：</p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b&

71、gt;</p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p>　　故進四段氣體每升高1℃所需熱量為：</p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所

72、需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需總熱量：</b></p><p><b>　　帶入熱量=</b></p><p>　?。?）已知出轉化器第四段氣體溫度384.294℃,</p><

73、p>　　所以可得各組分按氣體的平均摩爾熱容：</p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</b></p><p><b>　　的平均摩爾熱容：</

74、b></p><p>　　故出四段氣體每升高1℃所需熱量為：</p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需熱量：</b></p><p><b>　　所需

75、熱量：</b></p><p><b>　　所需總熱量：</b></p><p><b>　?。?）反應熱</b></p><p><b>　　摩爾反應熱</b></p><p><b>　　總反應熱</b></p><p&

76、gt;<b>　　四段出口溫度℃</b></p><p>　　（4）四段出口氣體帶出熱量</p><p>　　轉化器熱量平衡見表3-6</p><p>　　表3-6 轉化器熱量衡算結果</p><p>　　第四章 環(huán)境保護與治理建議</p><p>　　4.1 三廢主要來源</p>

77、<p><b>　　4.1.1 廢氣</b></p><p>　　一轉一吸工藝及尾氣回收后的主要廢氣為SO2。</p><p><b>　　4.1.2 廢水</b></p><p>　　硫酸制備工藝主要采用硫鐵礦，故總有酸性污水排出。硫酸廢水通常具有色度大、酸度高的特點，其主要有害物質是硫酸、亞硫酸、礦塵、砷、氟

78、以及多種金屬離子等。</p><p>　　爐氣酸洗凈化流程排除的烯酸，濃度一般在3%~20%之間，除含有礦塵外，還有砷、氟等雜質，通常被稱為廢酸。</p><p><b>　　4.1.3 礦渣</b></p><p>　　礦渣是硫酸生產過程中排除的廢渣，主要為硫鐵礦渣。我國硫鐵礦都含砷，焙燒過程中砷的燒出率只有約40%，大部分仍留在礦渣中，經焙

79、燒后的砷大部分是水溶性的，遇雨水浸泡后會被溶出，最終流入江河，污染水體。</p><p>　　4.2 三廢處理方案</p><p><b>　　4.2.1 廢氣</b></p><p>　　低濃度的SO2煙氣回收方法很多，主要有氨-酸法、鈉-酸法和活性炭法，其中以氨-酸法應用最為廣泛。除能消除SO2污染，保護環(huán)境外，還可綜合利用生產處有經濟價值

80、的固體亞硫酸鈉、亞硫酸氨、固體亞硫酸鈉等延伸產品。</p><p><b>　　4.2.2 廢水</b></p><p>　　硫酸工業(yè)污水的處理，通常采用石灰石中和的方法，此外還有電石渣-鐵屑處理法。</p><p>　　廢酸的利用：（1）把層降分離后的烯酸直接與98%的濃硫酸參合，配成72%的硫酸用于制造普通磷酸鈣。（2）代替水補加到吸收塔循

81、環(huán)酸槽內，制成商品硫酸。（3）廢酸熱解再生。（4）進行濃縮處理制成濃硫酸。用硫化法處理污酸回收金屬。</p><p><b>　　4.2.3 廢渣</b></p><p>　　硫鐵礦含有豐富的鐵盒其他金屬，因此采用磁選鐵精礦、礦渣制磚、氯化球團煉鐵等方法將其綜合利用。</p><p><b>　　設計小結</b></

82、p><p>　　在這一周的學習中，我們學到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，獲益匪淺。除了學習到了有關專業(yè)的知識以外，也學到了一些對于人員組織及文檔的書寫等非專業(yè)的實踐類知識。我們花了大量時間在數(shù)據(jù)計算上，這里也是令人最頭疼的地方，在這里要童老師，感謝她多次給出的寶貴的意見。我們對Word排版掌握的并不很好，在這里還要特別感謝其它小組成員，分擔了一部分的排版工作。在一起做設計時，各人有個人的主見與思想，如何整

83、合這些也是另外一大難題。此次設計讓我們明白了人際的一些東西，如何當一個組織者和參與者，特別是做一個見成效的學生仍有待學習與提高。</p><p>　　在課程設計的過程中，我們經歷了感動，經歷了一起奮斗的酸甜苦辣。也一起分享了成功的喜悅。這次的課程設計對我們每個人來說都是一個挑戰(zhàn)。做設計講究協(xié)同工作，如果靠自己獨自做，既費時間效果又不好。以前的我很傾向于自己做東西。通過這次設計，明白理解了合作的重要性。課程設計這樣

84、集體的任務光靠團隊里的一個人是不可能完成好的，合作的原則就是要利益均沾，責任公擔。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]湯桂華，趙增泰、鄭沖副.化肥工業(yè)叢書·硫酸[M].北京：化學工業(yè)出版</p><p><b>　　社，1999.</b></p><p&g

85、t;　　[2]陳五平主編，硫酸與硝酸[M].北京：化學工業(yè)出版社，1996.</p><p>　　[3]楊基和，蔣培華．化工工程設計概論[M]．北京：中國石化出版社，2005.</p><p>　　[4]婁愛娟，吳志泉，吳敘美．化工設計[M]．上海：華東理工大學出版社，</p><p><b>　　2002.</b></p>&l

86、t;p>　　[5]劉少武，齊焉，劉東，劉翼鵬等編.硫酸工作手冊[M].南京：東南大學出</p><p><b>　　版社，2001.</b></p><p>　　[6]葛婉華，陳鳴德．化工計算[M]．北京：化學工業(yè)出版社，1997.</p><p>　　[7]Ⅵ.H.庫茲敏內赫著 李紹芬等譯．硫酸工藝學[M]．北京：高等教育出版</