年產七萬噸硫酸車間干吸工段畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　硫酸廣泛應用于化肥工業(yè)、石油工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、有色冶金工業(yè)等。其中硫酸的最大消費者是化肥工業(yè)。在工業(yè)生產中，一般都采用二氧化硫催化氧化的方法制硫酸。硫酸生產主要分原料預處理，SO2爐氣制取和凈化，SO2轉化，SO3吸收和尾氣處理等6大工序。年產萬噸硫酸車間干吸工段的工藝設計主要包括工藝流程設計，工藝過程計算，主要設備工藝計

2、算及選型，部分設備的平面布置。在設計中全系統(tǒng)采用兩轉兩吸工藝。首先爐氣進入干燥塔干燥后，干燥氣再進入轉化工段，一次轉化后爐氣進入第一吸收塔進行SO3的吸收，吸收后氣體中含有少量SO2和殘余的SO3，進入二次轉化器后回到第二吸收塔進行吸收。設計中對主要工序進了物料衡算，熱量衡算，并以此繪制物料平衡表和熱量平衡表。</p><p>　　關鍵詞：硫酸；工藝設計；物料衡算；熱量衡算；</p><p&g

3、t;<b>　　Abstract</b></p><p>　　Sulfuric acid is widely used in chemical fertilizer industry, petrochemical industry, iron and steel industry, non-ferrous metallurgical industries. One of the larges

4、t 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

5、 processes .Which are the main points of raw materials, reparation of SO2 ,purification of exhaust gas, the conver</p><p>　　Keywords: sulfuric acid; process design;mass balance;heat balance</p><p&

6、gt;<b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 緒 論1</p><p>　　1.1 硫酸的性質1</p><p>　　1.1.1 硫酸的物理性質1</p><p>　　1.1.2 硫酸的化學性質1</p><p>　　1.2 硫酸的生產方法3</p>

7、<p>　　1.2.1 硝化法制造硫酸4</p><p>　　1.2.2 接觸法制造硫酸5</p><p>　　1.3 硫酸生產全工段工藝簡介5</p><p>　　1.3.1 SO2氣體的制取與凈化5</p><p>　　1.3.2 SO2氣體的轉化和吸收6</p><p>　　1.3.3 尾

8、氣的處理7</p><p>　　1.4 硫酸工業(yè)的重要性及其發(fā)展8</p><p>　　1.4.1 硫酸在國民經濟中的重要性8</p><p>　　1.4.2 硫酸工業(yè)的發(fā)展10</p><p>　　1.5 本次設計主要研究內容11</p><p>　　第2章 生產工藝12</p><

9、p>　　2.1 兩次吸收法生產硫酸流程圖12</p><p>　　2.2 干燥、一吸及二吸系統(tǒng)流程說明12</p><p>　　2.3 工藝計算的基礎數據13</p><p>　　2.3.1 干燥塔基礎數據13</p><p>　　2.3.2 兩轉兩吸的吸收塔基礎數據14</p><p>　　第3章 工

10、藝計算15</p><p>　　3.1 原始數據15</p><p>　　3.1.1 產量15</p><p>　　3.1.2 爐氣成分15</p><p>　　3.1.3 爐氣水分含量15</p><p>　　3.1.4 進酸濃度15</p><p>　　3.1.5 轉化率及吸收率

11、15</p><p>　　3.2 干燥塔及其循環(huán)槽的工藝計算15</p><p>　　3.2.1 干燥塔及循環(huán)槽的物料衡算15</p><p>　　3.2.2 干燥塔及其循環(huán)槽的熱量衡算17</p><p>　　3.3吸收塔及其循環(huán)槽的物料衡算21</p><p>　　3.3.1中間吸收塔物料衡算21<

12、;/p><p>　　3.3.2 最終吸收塔物料衡算22</p><p>　　3.3.3 吸收循環(huán)槽物料衡算24</p><p>　　3.4吸收塔及其循環(huán)槽的熱量衡算24</p><p>　　3.4.1中間吸收塔熱量衡算24</p><p>　　3.4.2 最終吸收塔熱量衡算26</p><p&

13、gt;　　3.4.3 吸收循環(huán)槽熱量衡算27</p><p>　　第4章 主要設備的工藝計算30</p><p>　　4.1冷卻器計算30</p><p>　　4.1.1干燥塔冷卻器的計算30</p><p>　　4.1.2中間吸收塔冷卻器的計算33</p><p>　　4.1.3最終吸收塔冷卻器的計算34

14、</p><p>　　4.2填料塔的工藝計算36</p><p>　　4.2.1干燥塔的工藝計算36</p><p>　　4.2.2中間吸收塔的工藝計算39</p><p>　　4.2.3最終吸收塔的工藝計算41</p><p>　　第5章 主要設備設計結果匯總45</p><p>

15、　　第6章 環(huán)境保護與治理建議47</p><p><b>　　設計小結48</b></p><p><b>　　參考文獻49</b></p><p><b>　　致 謝50</b></p><p><b>　　附 錄51</b>

16、;</p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 硫酸的性質</b></p><p>　　硫酸是基礎化學工業(yè)中重要的產品之一。硫酸主要用于生產化學肥料、有色金屬的冶煉、合成纖維、涂料、致冷劑、洗滌劑、飼料添加劑和石油的精煉，以及鋼鐵、醫(yī)藥和化學工業(yè)。</p>&l

17、t;p>　　1.1.1 硫酸的物理性質</p><p>　　硫酸，分子式為H2SO4，相對分子質量98.08。純硫酸是一種無色無味油狀液體，工業(yè)品因含雜質而呈黃、棕等色。常用的濃硫酸中H2SO4的質量分數為98.3%，其密度(液態(tài))1.831g/cm3。物質的量濃度為18.4mol·L-1。凝固點10.36。沸點(330±0.5)℃。98.3％的硫酸水溶液為恒沸混合物，沸點339℃。硫酸

18、是一種高沸點難揮發(fā)的強酸，易溶于水，能以任意比與水混溶。濃硫酸溶解時放出大量的熱，因此濃硫酸稀釋時應該“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不斷攪”。若將濃硫酸中繼續(xù)通入三氧化硫,則會產生“發(fā)煙”現象,這樣含有SO3的硫酸稱為“發(fā)煙硫酸”。100%的硫酸熔沸點為熔點10℃，沸點290℃。但是100%的硫酸并不是最穩(wěn)定的，沸騰時會分解一部分，變?yōu)?8.3%的濃硫酸，成為338℃（硫酸水溶液的）恒沸物。加熱濃縮硫酸也只能最高達到98.3%的濃度。98.

19、3%硫酸的熔沸為熔點10℃，沸點338℃。</p><p>　　1.1.2 硫酸的化學性質</p><p><b>　　1.脫水性</b></p><p>　　脫水指濃硫酸脫去非游離態(tài)水分子或脫去有機物中氫氧元素的過程。 就硫酸而言，濃硫酸有脫水性且脫水性很強。 </p><p>　　(1)可被脫水的物質 </p&

20、gt;<p>　　物質被濃硫酸脫水的過程是化學變化的過程，反應時，濃硫酸按水分子中氫氧原子數的比(2:1)奪取被脫水物中的氫原子和氧原子或脫去非游離態(tài)的結晶水，如五水合硫酸銅(CuSO4·5H2O)。 </p><p><b>　　(2)炭化 </b></p><p>　　可被濃硫酸脫水的物質一般為含氫、氧元素的有機物，其中蔗糖、木屑、紙屑和棉

21、花等物質中的有機物，被脫水后生成 了黑色的炭。</p><p>　　黑面包反應：在200mL燒杯中放入20g蔗糖，加入幾滴水，水加適量，攪拌均勻。然后再加入15mL質量分數為98%的濃硫酸，迅速攪拌。觀察實驗現象?？梢钥吹秸崽侵饾u變黑，體積膨脹，形成疏松多孔的海綿狀的炭，還會聞到刺激性氣味氣體。</p><p>　　濃硫酸 如C12H22O11=濃硫酸=12C + 11H2O </

22、p><p>　　2．難揮發(fā)性（高沸點）</p><p>　　制氯化氫、硝酸等（原理：高沸點酸制低沸點酸）如，用固體氯化鈉與濃硫酸反應制取氯化氫氣體。</p><p>　　NaCl(固)+H?SO?(濃)═NaHSO4+HCl↑(常溫)</p><p>　　2NaCl(固)+H?SO?(濃)═加熱═Na2SO4+2HCl↑(加熱)</p>

23、;<p>　　Na2SO3+H?SO?═Na2SO4+H2O+SO2↑</p><p>　　再如，利用濃鹽酸與濃硫酸可以制氯化氫氣體。</p><p>　　酸性：制化肥，如氮肥、磷肥等</p><p>　　2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4</p><p>　　Ca3(PO4)2+2H2SO4═2CaSO4+Ca(H2PO

24、4)2</p><p>　　穩(wěn)定性：濃硫酸與亞硫酸鹽反應</p><p>　　Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+SO2↑</p><p><b>　　3．強氧化性</b></p><p><b>　　(1)跟金屬反應 </b></p><p>　?、俪叵聺饬蛩?/p>

25、能使鐵、鋁等金屬鈍化。 </p><p>　　②加熱時，濃硫酸可以與除金、鉑之外的所有金屬反應，生成高價金屬硫酸鹽，本身一般被還原成二氧化硫 。</p><p>　　Cu+2H2SO4(濃)=加熱=CuSO4+SO2↑+2H2O </p><p>　　2Fe+6H2SO4(濃)=加熱=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O </p><p>

26、;　　在上述反應中，硫酸表現出了強氧化性和酸性。 </p><p><b>　　(2)非金屬反應</b></p><p>　　熱的濃硫酸可將碳、硫、磷等非金屬單質氧化到其高價態(tài)的氧化物或含氧酸，本身被還原為二氧化硫。在這類反應中，濃硫酸只表現出氧化性。</p><p>　　C+2H2SO4(濃)=加熱=CO2↑+2SO2↑+2H2O</p

27、><p>　　S+2H2SO4(濃)=加熱=3SO2↑+2H2O</p><p>　　2P+5H2SO4(濃)=加熱=2H3PO4+5SO2↑+2H2O</p><p>　　(3)跟其他還原性物質反應</p><p>　　濃硫酸具有強氧化性，實驗室制取硫化氫、溴化氫、碘化氫等還原性氣體不能選用濃硫酸。</p><p>　　

28、H2S+H2SO4(稀)=S↓+SO2↑+2H2O</p><p>　　2HBr+H2SO4(稀)=Br2↑+SO2↑+2H2O</p><p>　　2HI+H2SO4(稀)=I2↑ +SO2↑+2H2O</p><p><b>　　4.強酸性</b></p><p>　　純硫酸是無色油狀液體，10.4℃時凝固。加熱純硫

29、酸時，沸點290℃，并分解放出部分SO3直至酸的濃度降到98.3%為止，這時硫酸為恒沸溶液，沸點338℃。無水硫酸體現酸性是給出質子的能力，純硫酸仍然具有很強的酸性，98%硫酸與純硫酸的酸性基本上沒有差別，而溶解三氧化硫的發(fā)煙硫酸就是一種超酸體系了，酸性強于純硫酸。</p><p>　　純硫酸是無色、粘稠，導電性能極高的油狀液體，并不易揮發(fā)，但是加熱沸騰前會產生大量的白霧狀硫酸酸霧。 純硫酸是一種非常極性的液體，

30、其介電系數大約為100。因為它分子與分子之間能夠互相質子化對方，造成它極高的導電性，這是由于它發(fā)生自偶電離生成的兩種離子所致，這個過程被稱為質子自遷移。這種反應機理是和純磷酸以及純氫氟酸所同出一轍的。但純硫酸達成這種反應平衡所需要的時間則比以上兩者快得多，差不多是即時性的。</p><p>　　1.2 硫酸的生產方法</p><p>　　生產硫酸最古老的方法是用綠礬（FeSO4·

31、7H2O）為原料，放在蒸餾釜中鍛燒而制得硫酸。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。</p><p>　　2（FeSO4·7H2O）Fe2O3+SO2+SO3+14H2O</p><p>　　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。二氧化硫氧化成三氧化硫是

32、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，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[3]。</p><p>　　1.2.1 硝化法制造硫酸</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，反應是在氣相中進

33、行的。由于這個方法所需設備龐大，用鉛很多，檢修麻煩，腐蝕設備，反應緩慢，成品且為稀硫酸，所以，這個方法后來逐漸地被淘汰。</p><p>　　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。1907年在奧地利建成了世界上第一個塔式法制硫酸的工廠，其制造過程同樣是使氮的氧化物起氧的傳遞作用，從而氧化二氧化硫，再用水吸收三氧化硫而制成硫酸，不同的是該過程在液相中進行，生產成本及產品質量都大大優(yōu)于鉛室法。塔式法制出

34、的硫酸濃度可達76%左右，目前，我國仍有少數工廠用塔式法生產硫酸。目前我國硫酸生產接觸法占絕大部分，塔式法已很少，但是硝化法還具有它一定的優(yōu)點。雖然它產酸的濃度為76％左右，該濃度的酸適合制造過磷酸鈣，另外此種生產方法設備簡單，建廠快，硫的利用率比較高，可以用雜質比較高的原料，其缺點是必須消耗硝酸。</p><p>　?。?）硝化法制造硫酸可歸納為三個重要過程：</p><p>　　① 二

35、氧化硫與氮氧化物的作用。反應結果，二氧化硫被氧化成硫酸，高級的氮氧化物轉變?yōu)榈图壍趸铮∟O）。</p><p>　?、?一氧化氮的氧化。目的在于使其變?yōu)楦呒壍牡趸?，并再次參與二氧化硫的氧化反應。</p><p>　?、?氮氧化物的回收。以硫酸吸收高級氮氧化物使之與尾氣分離回收。</p><p>　?。?）硝化法的優(yōu)缺點</p><p>

36、;　　硝化法制造硫酸主要有如下優(yōu)點：</p><p>　?、?投資小，建設速度快；</p><p>　?、?采酸率高，可達92%以上，電的消耗比較少。</p><p><b>　　硝化法的缺點：</b></p><p>　?、?一般只能生產稀硫酸；</p><p>　　② 設備腐蝕較重，維護也比較

37、困難，維護費用也較高；</p><p>　?、?生產操作比較不穩(wěn)定，指標波動大。</p><p>　　1.2.2 接觸法制造硫酸</p><p>　　接觸法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。世界上多數的硫酸廠都采用接觸法生產。接觸法中二氧化

38、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。目前可作為制造硫酸原料的含硫資源除硫磺外，主要有：硫鐵礦、硫精砂（尾砂）、有色金屬冶煉氣、焦爐氣、天然氣、石油氣中的硫化氫也可作為制取二氧化硫氣體的原料[6]。將二氧化硫與氧化合成為三氧化硫的反應式是：2SO2＋O2 = 2SO3＋Q，這個反應在常溫下沒有觸媒存在時，實際上不

39、能進行。為了使這一反應加快，必須提高溫度并且采用觸媒催化（也叫觸媒氧化）。這便是接觸法制造硫酸名稱的由來。</p><p>　　（1）接觸法生產硫酸由下列四個工序組成：</p><p>　?、?制備二氧化硫氣體；</p><p>　　② 精制二氧化硫以除去其中的雜質；</p><p>　?、?二氧化硫氧化成三氧化硫；</p>&

40、lt;p>　　④ 三氧化硫被吸收而變成硫酸[4,7]。</p><p>　?。?）接觸法的優(yōu)缺點</p><p>　　接觸法制造硫酸主要有以下優(yōu)點：</p><p>　　① 產品純度高，且產品種類多；</p><p>　?、?設備腐蝕較輕，容易維護而且維護費用也較小，設備壽命比較長，管理也比較容易；</p><p&g

41、t;　?、?生產比較平穩(wěn)，指標波動范圍小。</p><p>　　接觸法的缺點主要有：</p><p>　　投資較大、建造速度慢、采酸率較低等。</p><p>　　1.3 硫酸生產全工段工藝簡介</p><p>　　1.3.1 SO2氣體的制取與凈化</p><p>　　制取SO2氣體是制取硫酸的第一步，也是制取硫酸的

42、重要一步?，F今制取SO2氣體的方法主要有，燃燒硫鐵礦，燃燒硫磺，還原硫酸鹽，冶煉煙氣以及各種含硫工業(yè)廢料再次利用等方法。但現今采用最多的還是硫鐵礦與硫磺的燃燒這兩種方式。</p><p>　　進入凈化系統(tǒng)的爐氣含有0.5~30g/cm3的礦塵。礦塵積累起來不僅堵塞管道設備，而且其中的氧化鐵能與酸霧形成硫酸鐵，覆蓋在二氧化硫催化劑的表面，既降低催化劑的活性，有增加了床層的阻力。此外，硫鐵礦中所含的砷，硒，氟等雜質，

43、分別以不同的形式進入到爐氣中，其中的一部分或大部分隨爐氣帶入凈化系統(tǒng)。砷能使催化劑中毒，氟能腐蝕設備。進入轉化器后，還能侵蝕催化劑載體，引起粉化，使催化床阻力上漲。隨同爐氣帶入凈化系統(tǒng)的還有水蒸氣和少量三氧化硫氣體，二者結合可形成酸霧。酸霧在洗滌塔中較難吸收，帶入轉化系統(tǒng)會降低二氧化硫的轉化率，腐蝕系統(tǒng)設備和管道。因此，爐氣必須進行一部的進化和干燥，方可進行二氧化硫的催化氧化。爐氣的凈化可用干法或濕法進行。目前普遍采用的是濕法凈化。&l

44、t;/p><p>　　爐氣凈化技術隨著凈化設備的進步而提高。初始，由簡單的重力沉降室和慣性除塵室、旋風除塵器等所組成，凈化效率低下。自1960年美國科學家F.G.科特雷爾發(fā)明了高壓靜電除塵、除霧設備后，加快了爐氣凈化技術的發(fā)展步伐[8]。高效旋風除塵器、文式管、泡沫塔、新型填料塔、星形鉛間冷器、板式冷卻器、沖擊波洗滌器、高密度聚乙烯泵、耐稀酸合金泵等高效耐磨蝕設備的出現，使凈化設備的選型范圍擴大了，壽命延長了，促進了

45、爐氣凈化工藝方法更加合理、完善。</p><p>　　1.3.2 SO2氣體的轉化和吸收</p><p>　?。?）一次轉化一次吸收</p><p>　　為了使轉化器中的SO2催化氧化過程盡可能地遵循最佳溫度曲線進行，隨著轉化率的提高，必需從反應系統(tǒng)中除去多余的熱量，是溫度相應地降低。按照換熱方式不同，轉化器可以分為多段換熱式和連續(xù)換熱式兩類。由于SO2最終轉化率很

46、高，反應前期與后期單位時間內單位體積催化床的反應熱相差倍數很大，用一般的連續(xù)換熱式轉化器時，過程難以遵循最佳溫度曲線；而且溫度調節(jié)也很困難，對于氣體組成和空速的變化適應性也很差；再加上結構復雜，催化劑裝填系數較小，設備的生產能力也低。所以現在普遍采用多段換熱式轉化器。一次轉化一次吸收工藝可能達到的最佳最終轉化率是97.5～98%如果要得到更高的轉化率，將使所需的催化劑用量大幅度增加，這是不經濟的，而且還受到平衡轉化率的限制。如果將尾氣直

47、接排入大氣，將造成嚴重的大氣污染。</p><p>　?。?）二次轉化二次吸收</p><p>　　兩次轉化兩次吸收工藝與一次轉化一次吸收工藝相比，能用較少的催化劑而獲得很高的最終轉化率，關鍵在于將整個轉化過程分為兩次進行。第一次使大部分SO2得到轉化，一般控制轉化率在90%左右，然后進入第一吸收塔（或稱中間吸收塔）將SO2吸收，再進行第二次轉化。此時由于反應混合物中不含SO3，而且SO2

48、濃度很低，O2/SO2比值較一次轉化要高得多，在這種情況下，平衡轉化率高，反應速度快，用較少的催化劑就能保證轉化率達到95%左右[9]。兩次轉化的最終轉化率因工藝條件而異，一般在99.5～99.8%范圍內。</p><p><b>　?。?）沸騰轉化</b></p><p>　　傳統(tǒng)上，二氧化硫的催化氧化過程都是采用固定床轉化器。這種轉化器的生產強度受到多種因素的限制

49、：</p><p>　　催化劑顆粒不能太小，否則反應氣體通過催化床的流體阻力太大；</p><p>　?、?釩催化劑的導熱系數小，不能采用換熱管將固定床中的熱量除去；</p><p>　　③ 不能采用高濃度的二氧化硫氣體。</p><p>　　為了克服這些缺點，可采用沸騰轉化。沸騰轉化能從催化床中非常有效地除去熱量，能夠使用小顆粒催化劑和采用

50、高濃度二氧化硫氣體。而且，采用沸騰床轉化器可以降低工廠投資，提高蒸汽回收量。硫酸廠使用這種轉化器的主要障礙是催化劑的磨損問題。</p><p>　　氣體中的二氧化硫經催化氧化形成三氧化硫后，即送入到吸收系統(tǒng)用發(fā)煙硫酸或濃硫酸吸收，形成不同規(guī)格的產品硫酸。吸收過程可用下式表示：</p><p>　　改變上式中的n值，便形成相應濃度的產品硫酸。當n>1時，形成發(fā)煙硫酸；n=1時，形成無水

51、硫酸；n<1時，則為含水硫酸，即硫酸和水的溶液。要求生產發(fā)煙硫酸時，可采用兩端吸收流程。轉化氣一次通過發(fā)煙硫酸吸收塔和濃硫酸吸收塔，分別為發(fā)煙硫酸和98.3%硫酸吸收SO3氣體后，氣相中的SO3含量可降至0.1~0.01%，然后由濃硫酸吸收塔出口引至尾氣處理部分，或直接經過捕沫后放空?，F今三氧化硫吸收技術的發(fā)展主要表現在填料性能的改進，布酸設備的改進和冷卻器設計材料的改進。</p><p>　　1.3.3

52、尾氣的處理</p><p>　　硫酸廠尾氣中的有害物，主要是SO2（約0.2%~0.5%），少量的SO3和酸霧。因此，減少尾氣中的有害物的排放，主要應該是提高SO2的轉化率及SO3的吸收率。提高SO2的最終轉化率，使之達到99.75%，就符合目前的排放標準。采用兩轉兩吸流程時，在正常的條件下，是可以達到的。故在新建的硫酸廠中，這種流程以得到廣泛的采用。但是，在早期建成的硫酸裝置中，絕大多數為一轉一吸流程，對尾氣及

53、含低濃度SO2氣體的處理方法甚多，且各具特色，主要有：</p><p><b>　?。?）氨法</b></p><p>　　用氨水或銨鹽溶液吸收形成亞硫酸銨—亞硫酸氫銨吸收液。連續(xù)引出部分吸收液進行處理，隨著處理方法的不同，所獲得的產品異不同。其中應用最廣的是氨—堿法。</p><p><b>　　（2）堿法</b><

54、;/p><p>　　用各種堿液吸收尾氣中的SO2，可以免除氨法中氨的損失和霧沫。常用的堿吸收液有碳酸鈉溶液，氫氧化鎂溶液及石灰乳等。其共同的優(yōu)點是：脫除率高，工藝簡單。其中，石灰乳吸收法的突出優(yōu)點是石灰來源方便，價格低廉，投資和操作費用較低。</p><p><b>　?。?）金屬氧化物法</b></p><p>　　金屬氧化物所形成的堿性溶液，亦

55、可作為SO2的吸收劑。主要有堿性硫酸鋁—石膏法；氧化鋅溶液吸收法；氧化錳法等。</p><p><b>　?。?）活性炭法</b></p><p>　　活性炭通常具有較大的內表面積，是一種良好的吸收劑。當尾氣中的SO2在一定條件下通過活性炭層時，被活性炭表面吸附。在100℃以下主要為物理吸附，提高溫度后，從物理吸附轉向化學吸附。在活性炭表面，吸附態(tài)的SO2和吸附態(tài)的氧

56、作用，形成吸附態(tài)SO3，有水存在時，便形成硫酸。</p><p>　?。?）控制SO2排放的其他方法</p><p>　　這類方法主要有稀釋法，CIL法，調節(jié)供氣法等。</p><p>　　1.4 硫酸工業(yè)的重要性及其發(fā)展</p><p>　　1.4.1 硫酸在國民經濟中的重要性 </p><p>　　硫酸是化學工業(yè)的

57、重要產品，又是許多工業(yè)生產的重要原料。硫酸常常被列為國家主要化工產品之一，人們往往用硫酸的年產量來衡量一個國家的化工生產能力。硫酸在國民經濟的各個方面都具有廣泛用途，在有關化學工業(yè)方面尤其重要。硫酸所以被譽為化學工業(yè)的發(fā)動機。硫酸是一種非常重要的化工原料，幾乎所有的工業(yè)都直接或間接地用到它。硫酸最大消費者是化肥工業(yè)，用以制造磷酸、過磷酸鈣和硫酸銨。在石油工業(yè)中,硫酸用于產品的精煉。鋼鐵工業(yè)需用硫酸進行酸洗。在有色冶金工業(yè)中，需用硫酸配制

58、電解液。硫酸是硝化工序不可缺少的脫水劑。硫酸還是現代氟工業(yè)的基礎。其他如制革、造紙、電鍍、印染、醫(yī)藥、農藥、煉焦、蓄電池、合成洗滌劑等生產也都需用硫酸。硫酸也是十分重要的化工基礎原料，被人稱為化工之母，衡量一個國家或者一個地區(qū)的經濟是否發(fā)達，首先就看這個地區(qū)的硫酸產量[3]。我國的硫酸工業(yè)開始于19世紀，19世紀70年代以前，我們過的硫酸基本依靠進口，用黃金交換?，F在我國的硫酸工業(yè)飛速發(fā)展，從1949年的年產4萬噸，到2000年的235

59、6萬噸每年，以每年20%的高速增加。</p><p>　　自從加入WTO后，中國徹底的打破了資源的局限性，在全球范圍內對資源進行優(yōu)化配置，硫酸的工業(yè)原料也根據國際市場進行重組，一統(tǒng)天下的硫鐵礦制酸，幾年之內就被逼退到只剩半壁江山。2006年全國也將關閉四萬噸以下的硫鐵礦制酸，硫磺制酸法受到制酸界的廣泛關注。我國的硫磺資源較少，年產量常年維持在30萬噸，根據有關部門預測我們過未來的10-15年內，為滿足對油品的需求

60、，原油進口量將達到一億噸。其中大部分為中東高硫原油，其加工中必然產生大量的硫化氫氣體；同時內地煉油廠對原油的深度加工，也會產生大量酸性氣體。因此，我國硫磺的回收總產量在未來的5-10年間預計可達到100-150萬噸，除去工業(yè)上用硫磺30-40萬噸，還有100萬噸以上的硫磺可共用于硫酸的生產。</p><p>　　2003年我國的硫酸表現消費量為3565.2萬噸。其中磷復合肥占67.6%，增加18%；其他化肥消耗4

61、.1%；非化肥用酸28.3%增加8.7%雖然國內產量增加很快，但還是無法完全滿足需求。2003年進口硫磺499萬噸，比上年增加22%；進口硫酸193.9萬噸，與上年基本持平。同時我國硫酸的產量也達到了3371.2萬噸，增加10.5%，擺脫了長期以來位居次席的地位，超越了美國的3050-3100萬噸。由于硫磺進口價位一直居高不下。部分硫磺制酸裝置改回硫鐵礦制酸，使硫鐵礦制酸的產量達到了1303.4萬噸，比2002年增加了8.1%，占總產量

62、38.7%；硫磺制酸產量為1260.9萬噸，占總產量的37.4%；冶煉煙氣制酸產量為752.1萬噸，占總產量22.3%；磷石膏以及其他制酸產量為54.7萬噸。</p><p>　　2004年硫酸產量以及市場顯現多年的未見的好形勢，其中有兩個原因：一是從2003年底開始，中央緊抓三農問題，出臺一系列對化肥企業(yè)的好政策，促進了磷復合肥特別是高濃度磷復合肥的生產，復合肥每月以同比20%以上的速度增加；二是國民經濟的快速

63、增長，增加了對硫酸的需求，因此，2004年硫酸每月的產量同比增長都在18%以上，全國硫酸市場上一度出現供不應求的形勢，價格一路上揚。2004年全國硫酸產量3994.6萬噸，同比增加了18.5%其中產量最大的是云南。</p><p>　　2005年1-2月總產量為669.4萬噸，比2004年同期564.9增加了18.5%。預計2005年硫酸產量可超過4400萬噸，同比增加10.1%；其中硫磺制酸2000萬噸，同比增

64、加23.2%；冶煉煙氣制酸900萬噸，同比增加4.7%；硫鐵礦制酸1450萬噸同比增加1.4%；其他制酸55萬噸，與去年基本持平。進口硫酸175萬噸，由于韓國硫酸減少，總進口量比2004年進一步下降。</p><p>　　2006年 利用廢熱能源，硫資源帶來的廢熱能源是硫酸行業(yè)得天獨厚的優(yōu)勢，石油、天然氣、煤等主要能源原料的供不應求更加反映出硫酸行業(yè)廢熱能源的彌足珍貴。對國內硫酸企業(yè)來說和國際市場完全平等的接軌將

65、意味著硫酸價格的進一步下降。目前，西北歐的硫酸企業(yè)出售硫酸廢熱能源獲得的利潤，已經遠遠超過了銷售硫酸獲得的利潤。因此充分利用硫酸系統(tǒng)高中低溫位廢熱能源是十分必要的。我國現有利用硫酸系統(tǒng)的中壓蒸汽發(fā)電的硫酸企業(yè)只占硫酸企業(yè)總數的10.6%，數量太少，應該積極利用熱管技術等新技術回收硫酸中的廢熱，提高我國硫酸廢熱的回收水平。</p><p>　　對于中國的硫酸工業(yè)來說, 21 世紀是一個全新的發(fā)展階段, 加入WTO

66、所產生的影響是巨大而深遠的。 資源的全球化配置、國外資金與技術的全面介入, 必將打破中國硫酸工業(yè)的原有格局, 我們的技術水平、生產管理水平也將因此而躍上一個新的臺階。對于企業(yè)來說,機遇與挑戰(zhàn)并存, 只要迅速樹立“國際準則”觀念, 及時調整發(fā)展方略、不斷提高競爭實力,就能夠成功地立足于國內乃至國際硫酸市場。面對未來, 我們充滿信心：經過入世風雨的滌蕩之后，中國必將躋身于世界硫酸強國之林。</p><p>　　環(huán)保達

67、標成為企業(yè)生存的首要條件。21世紀是綠色的世紀，實施的是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，企業(yè)的命運與環(huán)境的關系比以往任何時候都更為緊密。依照我國目前《大氣污染物綜合排放標準》，新建裝置的二氧化硫的最高允許排放濃度為960mg/m3。大型裝置，特別是硫磺裝置，只要設計合理、管理嚴格完全可以達到這一標準。因此硫磺制硫酸擁有很好的的工業(yè)使用前景。</p><p>　　1.4.2 硫酸工業(yè)的發(fā)展</p><p>

68、　　硫酸工業(yè)已有 200多年的歷史。早期的硫酸生產采用硝化法，此法按主體設備的演變又有鉛室法和塔式法之分。19世紀后期，接觸法獲得工業(yè)應用，目前已成為生產硫酸的主要方法。</p><p>　　在我國，1874年，天津機械局淋硝廠建成中國最早的鉛室法裝置，1876年投產，日產硫酸約2t，用于制造無煙火藥。1934年，中國第一座接觸法裝置在河南鞏縣兵工廠分廠投產。 　　1949年以前，中國硫酸最高年產量為 180k

69、t(1942)。1983年硫酸產量達8.7Mt（不包括臺灣省）,僅次于美國、蘇聯，居世界第三位。1951年，研制成功并大量生產釩催化劑，此后還陸續(xù)開發(fā)了幾種新品種。1956年，成功地開發(fā)了硫鐵礦沸騰焙燒技術，并將文氏管洗滌器用于凈化作業(yè)。1966年,建成了兩次轉化的工業(yè)裝置,成為較早應用這項新技術的國家。在熱能利用、環(huán)境保護、自動控制和裝備技術等方面，也取得了豐碩成果。</p><p>　　由于硫酸與化肥、繼而與

70、糧食之間的密切關系，硫酸工業(yè)在我國國民生計中占有舉足輕重的地位，一直是個備受關注的行業(yè)。</p><p>　　改革開放以來，硫酸工業(yè)得到了迅速發(fā)展，其產業(yè)結構、原料構成、裝置規(guī)模、技術裝備水平、廢物排放指標全然今非昔比，正在以嶄新的面貌邁入現代化工的行列。雖然我國硫酸工業(yè)取得了令人矚目的成就，但是，我國只是一個硫酸生產大國，而不是硫酸生產強國。從技術方面來看，其工藝設計、設備制造、催化劑性能、廢熱回收率等與國外先

71、進水平仍有一定的差距。因此，堅持與時俱進、堅持技術創(chuàng)新，是我國硫酸工業(yè)實現可持續(xù)發(fā)展的唯一途徑。隨著全球經濟一體化戰(zhàn)略的推進，我國目前這種以本國資源為主要原料、中小型企業(yè)星羅棋布的產業(yè)結構最終將徹底打破，取而代之的是與國際市場競爭規(guī)則相適應的體系。生產裝置的大型化、環(huán)保意識的極限增強、技術裝備水平的全方位提升、能源工廠設計理念的廣為接納，這些目前發(fā)達國家已經實現或正在追尋的目標必將成為新世紀我國硫酸工業(yè)的現實。</p>&

72、lt;p>　　1.5 本次設計主要研究內容</p><p>　　本次設計的主題是年產7萬噸硫酸車間干吸工段的工藝設計，采用的是兩轉兩吸的轉化工藝，對干吸工段進行了物料衡算和熱量衡算，其中主要對此工段的主要設備干燥塔、吸收塔和換熱器進行了初步的設計。</p><p><b>　　第2章 生產工藝</b></p><p>　　2.1 兩次吸

73、收法生產硫酸流程圖</p><p>　　圖2.1 兩次吸收的干吸崗位流程[2]</p><p>　　1．干燥塔；2.中間吸收塔；3.最終吸收塔；4.尾氣煙囪；</p><p>　　5.酸冷卻器；6.酸循環(huán)槽；7.酸泵；8.高位槽</p><p>　　2.2 干燥、一吸及二吸系統(tǒng)流程說明</p><p>　　由凈化工段來

74、的爐氣，從干燥塔的底部進入，與塔頂噴淋的濃硫酸逆流接觸，被吸收了水的硫酸從塔底引出進入酸循環(huán)槽，且其濃度降低，為了維持酸濃，由吸收工段引來98%H2SO4，串入酸循環(huán)槽中。噴淋酸由于吸水放熱，酸溫上升。酸循環(huán)液由酸泵打出，一部分引入酸冷卻排管，經冷卻后作為噴淋酸，一部分串入吸收工段的酸循環(huán)槽。</p><p>　　吸收酸由塔頂進入，與來自下部的轉化器逆流接觸，吸收了SO3的硫酸從塔底引出時，其濃度提高了。為了維持

75、入塔噴淋酸濃度的穩(wěn)定，在干燥塔與吸收塔之間串酸，并加入補充水。</p><p>　　隨著SO3吸收的進行，釋放出大量的反應熱和溶解熱，同時，還進行著汽、液兩相之間的傳熱，使塔內酸溫提高。在串酸過程中，酸溫亦有變化。故吸收塔在入塔前必須經過冷卻。吸收了SO3的酸被引入酸循環(huán)槽。再由泵抽出，一部分串入干燥系統(tǒng)，一部分作為吸收酸。另外還有一部分酸直接從酸循環(huán)槽引出作為成品酸到酸貯槽。</p><p&

76、gt;　　二次轉化爐來的轉化氣進入第二吸收塔底，與下降的吸收酸形成逆流，其中SO3基本被吸收完全，則SO3的利用率可達99.5%。</p><p>　　2.3 工藝計算的基礎數據</p><p>　　2.3.1 干燥塔基礎數據</p><p>　　表2.1 干燥塔基礎數據</p><p>　　2.3.2 兩轉兩吸的吸收塔基礎數據</p&

77、gt;<p>　　表2.2 兩轉兩吸吸收塔</p><p>　?。ū?.1、表2.2見《硫酸工作手冊》[2]</p><p><b>　　第3章 工藝計算</b></p><p><b>　　3.1 原始數據</b></p><p><b>　　3.1.1 產量</b&

78、gt;</p><p>　　本設計生產能力7萬噸／年，按年開車7200h計算，可知車間每小時硫酸的生產量為：，以0℃為基準。</p><p>　　3.1.2 爐氣成分</p><p>　　SO2：10.6 ； O2 ：6.35； N2 ：83.2； </p><p>　　3.1.3 爐氣水分含量</p><p>　　0

79、.1mol/mol干爐氣</p><p>　　3.1.4 進酸濃度</p><p>　　干燥塔進酸濃度93%；出酸濃度≥92.5%。</p><p>　　吸收塔進酸濃度98%；出酸濃度～98.5%。</p><p>　　3.1.5 轉化率及吸收率</p><p>　　一次轉化率92%；二次轉化率99%</p>

80、;<p><b>　　吸收率99%。</b></p><p>　　3.2 干燥塔及其循環(huán)槽的工藝計算</p><p>　　3.2.1 干燥塔及循環(huán)槽的物料衡算</p><p>　?。?）進干燥塔氣體成分</p><p>　　進干燥塔爐氣成分如下表3.1所示：</p><p>　　表3

81、.1 進干燥塔爐氣成分</p><p>　?。?）干燥塔出口氣體含水量</p><p>　　設出干燥塔氣體中含水量為0.1g/cm3，則干燥塔出口氣體含水量為：</p><p>　?。?）吸收塔循環(huán)酸與干燥塔循環(huán)酸對串酸量</p><p>　　設：93%硫酸—98%硫酸串酸量為x（kg/h）；98%硫酸—93%硫酸串酸量為y（kg/h）。&l

82、t;/p><p>　　由平衡得： （3.1）</p><p>　　由平衡得： （3.2）</p><p><b>　　（3.3）</b></p><p>　　將式（3-3）帶入式（3-1）：</p&

83、gt;<p>　　設出干燥塔氣體中含水量為0.1g/cm3，則干燥塔出口氣體含水量為：</p><p><b>　　（4）循環(huán)酸量：</b></p><p>　　由于塔直徑未確定，故而按酸濃度差計算循環(huán)酸量。</p><p>　　入塔酸濃度：93% H2SO4，比重：1.7974g/cm3，溫度：50，酸量：X m3/h，出塔酸濃

84、度：92.5%</p><p>　　干燥塔吸水量=1721.16-2.14=1719.02kg/h</p><p><b>　　由物料平衡得</b></p><p>　　解得X=176.93m3/h 采用180的酸泵。</p><p>　　干燥塔循環(huán)酸槽物料衡算如表3.2所示：</p><p>

85、;　　表3.2 干燥塔循環(huán)酸槽物料衡算表</p><p>　　3.2.2 干燥塔及其循環(huán)槽的熱量衡算</p><p>　?。?） 干燥塔的熱量衡算（以0℃氣態(tài)水為基準）</p><p>　　①爐氣帶入熱量Q1（t=40℃）</p><p><b>　　SO2帶入熱量：</b></p><p>&l

86、t;b>　　O2帶入熱量：</b></p><p><b>　　N2帶入熱量：</b></p><p><b>　　H2O帶入熱量：</b></p><p>　　式中41.57、29.37、28.45、32.716分別為0～40℃時SO2、O2、N2及H2O的摩爾熱容（kJ/(kmol·K)）。

87、</p><p>　?、谒睦淠裏酫2 水在40℃時冷凝熱為2406kJ/kg</p><p>　?、廴胨釒霟酫3 50℃93% H2SO4的熱焓I1=78.7kJ/kg</p><p>　?、?3%酸稀釋熱Q4</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　

88、式中：—稀釋熱，kJ/kmol H2SO4；</p><p>　　n—對于1molH2 O所用水的摩爾水。</p><p>　　對于濃度為C1的硫酸，當稀釋到濃度為C2時，放出的熱量按下式計算：</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　式中：—每mol H2SO4放出的熱量，kJ/kmol；&

89、lt;/p><p>　　—濃度分別為C2、C1時每mol H2SO4所含水的摩爾數。</p><p>　　93% H2SO4→92.5% H2SO4</p><p>　　⑤爐氣帶出熱Q5（t=45℃）</p><p><b>　　SO2帶出熱量：</b></p><p><b>　　O2帶

90、出熱量：</b></p><p><b>　　N2帶出熱量：</b></p><p><b>　　H2O帶出熱量：</b></p><p>　　式中41.64、29.295、28.5、32.74分別為0～45℃時SO2、O2、N2及H2O的摩爾熱容（kJ/(kmol·K)）。</p>&

91、lt;p>　?、蕹鏊釒С鰺酫6和酸溫</p><p><b>　　則：出塔酸的熱焓</b></p><p>　　查表3.3通過內插法得：92.5% H2SO4 I=98.37 kJ/kg時的溫度為t=61.95℃。</p><p>　　硫酸的熱含量表如表3.3所示：</p><p>　　表3.3硫酸的熱含量表&l

92、t;/p><p>　?。?）干燥塔循環(huán)酸槽的熱量衡算</p><p>　　①從干燥塔冷卻器來的92.5% H2SO4帶入熱Q1</p><p>　?、趶?8%酸循環(huán)系統(tǒng)串來的98.5% H2SO4帶入熱Q2</p><p>　　式中：79.34為98.5% H2SO4的熱焓kJ/kg。</p><p><b>　

93、?、刍旌蠠酫3</b></p><p>　　由98.5% H2SO4、92.5% H2SO4兩種濃度的硫酸，混合成93% H2SO4。</p><p><b>　?、苌纤釒С鰺酫4</b></p><p>　?、荽?8%酸循環(huán)槽的93% H2SO4帶出熱Q5</p><p>　　式中：78.38為93%

94、H2SO4的熱焓kJ/kg。</p><p>　?、迯母稍锼鋮s器來的硫酸溫度</p><p><b>　　由熱量平衡得：</b></p><p>　　I=76..18 kJ/kg 查表3.3通過內插法得：92.5% H2SO4的溫度為t=47.68℃</p><p>　　即干燥塔冷卻器出口酸溫為47.68℃，進口酸溫6

95、1.95℃</p><p>　　干燥塔熱量衡算如表3.4所示：</p><p>　　表3.4干燥塔熱量衡算表</p><p>　　干燥塔循環(huán)酸槽的熱量衡算如表3.5所示：</p><p>　　表3.5干燥塔循環(huán)酸槽的熱量衡算表</p><p>　　3.3吸收塔及其循環(huán)槽的物料衡算</p><p>

96、;　　3.3.1中間吸收塔物料衡算</p><p><b>　?。?）進塔氣體成分</b></p><p>　　進中間吸收塔氣體成分如表3.6所示：</p><p>　　表3.6進中間吸收塔氣體成分</p><p>　?。?）吸收SO3量（吸收率為99%）</p><p><b>　　（

97、3）出塔SO3量</b></p><p>　　出塔氣體成分如表3.7所示：</p><p>　　表3.7出塔氣體成分</p><p><b>　?。?）上塔酸量G</b></p><p>　　為了便于管理，循環(huán)酸泵仍選用與干燥塔相同的酸泵（180 m3/h）</p><p>　　酸濃：

98、98%，比重：1.8023g/cm3，溫度：55</p><p><b>　?。?）出塔酸量</b></p><p><b>　　（6）出塔酸濃</b></p><p><b>　　出塔酸中含SO3</b></p><p>　　相當于出塔酸濃98.54% H2SO4</p

99、><p>　　中間吸收塔物料平衡如表3.8所示：</p><p>　　表3.8中間吸收塔物料平衡表</p><p>　　3.3.2 最終吸收塔物料衡算</p><p><b>　　（1）進塔氣體成分</b></p><p>　　進最終吸收塔氣體成分如表3.9所示：</p><p&g

100、t;　　表3.9 進最終吸收塔氣體成分</p><p>　?。?）吸收SO3量（吸收率為99%）</p><p><b>　　（3）出塔SO3量</b></p><p>　　出塔氣體成分如表3.7所示：</p><p>　　表3.7出塔氣體成分</p><p><b>　?。?）上塔酸量

101、G</b></p><p>　　為了便于管理，吸收塔仍采用160 m3/h酸泵，上塔酸量同中間吸收塔</p><p>　　酸濃：98%，比重：1.8023g/cm3，溫度：55</p><p><b>　?。?）出塔酸量</b></p><p><b>　　（6）出塔酸濃</b><

102、/p><p><b>　　出塔酸中含SO3</b></p><p>　　相當于出塔酸濃98.04% H2SO4</p><p>　　最終吸收塔物料平衡如表3.9所示：</p><p>　　表3.9最終吸收塔物料平衡表</p><p>　　3.3.3 吸收循環(huán)槽物料衡算</p><p

103、>　　表3.10吸收循環(huán)槽物料衡算表</p><p>　　3.4吸收塔及其循環(huán)槽的熱量衡算</p><p>　　3.4.1中間吸收塔熱量衡算</p><p>　　（1）進塔氣體帶入熱量Q1（t=160℃）</p><p><b>　　SO2帶入熱量：</b></p><p><b>

104、;　　SO3帶入熱量：</b></p><p><b>　　O2帶入熱量：</b></p><p><b>　　N2帶入熱量：</b></p><p>　　式中43.21、55.098、29.852、28.876分別為0～160℃溫度內SO2、SO3、O2、N2的平均熱容（kJ/(kmol·K)）。&

105、lt;/p><p>　?。?）入塔酸帶入熱Q2 </p><p>　　入塔酸溫55℃，濃度98% H2SO4，熱焓：I=81.43kJ/kg</p><p>　?。?）吸收反應熱Q3</p><p>　　式中：7013為50℃時98% H2SO4吸收氣體SO3的吸收反應熱（）。</p><p>　?。?）98% H2

106、SO4濃縮為98.54% H2SO4的濃縮熱Q4</p><p>　　式中：37.26及18.589分別為98%及99% H2SO4的積分稀釋熱（）。</p><p>　?。?）出塔氣體帶入熱量Q5（t=60℃）</p><p><b>　　SO2帶入熱量：</b></p><p><b>　　SO3帶入熱量：

107、</b></p><p><b>　　O2帶入熱量：</b></p><p><b>　　N2帶入熱量：</b></p><p>　　式中41.826、50.978、29.446、28.525分別為0～60℃溫度時SO2、SO3、O2、N2的熱容（kJ/(kmol·K)）。</p>&l

108、t;p>　?。?）出塔酸帶出熱Q6</p><p><b>　?。?）出塔酸溫</b></p><p>　　出塔酸熱焓，查表3.3，然后通過內插法得出塔酸溫為79℃。</p><p>　　中間吸收塔熱量衡算如表3.11所示</p><p>　　表3.11中間吸收塔熱量衡算表</p><p>

109、　　3.4.2 最終吸收塔熱量衡算</p><p>　　（1）進塔氣體帶入熱量Q1（t=180℃）</p><p><b>　　SO2帶入熱量：</b></p><p><b>　　SO3帶入熱量：</b></p><p><b>　　O2帶入熱量：</b></p>

110、<p><b>　　N2帶入熱量：</b></p><p>　　式中42.25、55.852、29.936、29.18分別為0～180℃溫度內SO2、SO3、O2、N2的平均熱容（kJ/(kmol·K)）。</p><p>　?。?）入塔酸帶入熱Q2 </p><p>　　入塔酸溫55℃，濃度98% H2SO4，熱

111、焓：I=81.43kJ/kg</p><p>　?。?）吸收反應熱Q3</p><p>　　式中：7013為50℃時98% H2SO4吸收氣體SO3的吸收反應熱（）。</p><p>　?。?）98% H2SO4濃縮為98.04% H2SO4的濃縮熱Q4</p><p>　　式中：37.26及18.589分別為98%及99% H2SO4的積分

112、稀釋熱（）。</p><p>　?。?）出塔氣體帶入熱量Q5（t=60℃）</p><p><b>　　SO2帶入熱量：</b></p><p><b>　　SO3帶入熱量：</b></p><p><b>　　O2帶入熱量：</b></p><p>&

113、lt;b>　　N2帶入熱量：</b></p><p>　　式中41.826、50.978、29.446、28.525分別為0～60℃溫度時SO2、SO3、O2、N2的熱容（kJ/(kmol·K)）。</p><p>　?。?）出塔酸帶出熱Q6</p><p><b>　　（7）出塔酸溫</b></p>

114、<p>　　出塔酸熱焓，查表3.3，然后通過內插法得出塔酸溫為62.2℃。</p><p>　　最終吸收塔熱量衡算如表3.12所示：</p><p>　　表3.12最終吸收塔熱量衡算表</p><p>　　3.4.3 吸收循環(huán)槽熱量衡算</p><p>　　為簡化計算，先設吸收塔冷卻器出口溫度為53℃。</p><

115、;p>　　中間吸收塔冷卻器來酸帶入熱Q1</p><p>　?。?）最終吸收塔冷卻器來酸帶入熱Q2 53℃（I=78.335kJ/kg）</p><p>　?。?）93% H2SO4→98% H2SO4串酸帶入熱Q3 （53℃時93% H2SO4的熱焓量I=83.59kJ/kg）</p><p>　　（4）93% H2SO4→98% H2SO4串酸混合熱Q4

116、</p><p>　　（5）上塔酸帶出熱Q5</p><p>　　酸溫55℃，98% H2SO4，I=81.43kJ/kg。</p><p>　　（6）串去93%塔酸帶出熱Q6</p><p>　?。?）產成品酸帶出熱Q7</p><p>　　（8）吸收塔冷卻器出口溫度t：</p><p>&l

117、t;b>　　熱平衡</b></p><p>　　查表3.3，然后通過內插法得吸收塔冷卻器出口溫度為51.2℃。</p><p>　　吸收循環(huán)槽熱量衡算如表3.13所示：</p><p>　　表3.13吸收循環(huán)槽熱量衡算表</p><p>　　第4章 主要設備的工藝計算</p><p><b>

118、;　　4.1冷卻器計算</b></p><p>　　4.1.1干燥塔冷卻器的計算</p><p><b>　　熱負荷</b></p><p>　　進口酸溫61.95℃，出口酸溫47.68℃；進口水溫30℃，出口水溫36℃。</p><p><b>　?。?）冷卻水用量G</b></

119、p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中：Q—熱負荷，kJ/h；</p><p>　　C—水的比熱容，kJ/(kg·k)；</p><p><b>　　—水溫差，℃。</b></p><p>　　由式（4.1）得： 或（=299m3/h）&l