年产23万吨硫磺制酸吸收装置工艺设计（毕业学术论文设计）.docx

1、毕业论文题目： 年产 23 万吨硫磺制酸吸收装置工艺设计学生： 学号： 院 （系）： 专业： 指导教师： 2012 年月日毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目： 年产 30 万吨硫磺制酸吸收装置工艺设计函授站：陕西函授站专业：化工工艺班级： 化学工程与工艺学生姓名： 指导教师（含职称）：1 设计（论文）的主要任务及目标：本设计主要是三氧化硫吸收塔的设计，通过该装置的设计，使学生在熟练掌握专业知识的基础上能够将理论应运到实际生产中去，从而培养学生理论联系实际以及独立设计、创新能力。撰写设计计算书一份；主体设备装置图 1 张，工艺流程图 1 套。条件：年开工 300 天，二氧化硫的转化率为

2、95%，吸收温度 180，吸收率 100%喷淋酸为 80的 98%的浓硫酸。2 设计（论文）的基本要求和内容：（1） 完成塔设备的主体部分的物料衡算与主要设备设计计算；（2） 画出塔设备的装置图；（3） 画出带控制点的工艺流程图；3 主要参考文献：1 谭天恩.化工原理(第二版)下册M.北京：化学工业出版社.1998：1321562 匡国柱.化工单元过程及设备课程及设计（第二版）M.北京：化学工业出版社. 2007：1932363 编委会.化工工艺手册M.北京：化工工业出版社.1994：2032644.张贵军.化工计算M.北京：化学工业出版社.2008：881425 侯温顺.化工设计概论(第二版

3、)M.北京：化学工业出版社.2007：1231566.王绍良.化工设备基础M.北京：化学工业出版社.2007：841347.高职高专化学教材编写组编.物理化学（第二版）M.北京：化学工业出版社. 2000：1832054 进度安排：序号设计（论文各阶段名称）起止时间1下达任务书及设计要求10 月 3 日10 月 4 日2撰写开题报告10 月 5 日10 月 10 日3查找资料明确设计目的及基本要求10 月 11 日10 月 15 日4设计计算10 月 16 日11 月 15 日5绘制设备图11 月 16 日11 月 30 日6编写论文12 月 1 日12 月 10 日7后期修改12 月 11

4、日12 月 20 日诚信申明本人申明：我声明，所呈交毕业设计论文年产 30 万吨的硫磺制酸工艺设计是本人在指导老师马鹏帅，刘明丽老师细心指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中所引用的他人的文字，研究成果，是我查阅资料认真思考独立完成的据实查证。我毕业设计所撰写的内容及所参考的资料均真实、可靠，如有不实之处，我愿按照学校有关规定，承担一切后果。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：赵强强2011 年 12 月 18 日年产 23 万吨硫磺制酸摘 要本设计针对硫磺制硫酸工艺，在查阅了全国硫酸工业技术交流会论文集等大量资料的基础上，实现生产 23 万吨的硫酸生产工艺。

5、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、主要生产设备的选择、技术经济指标的确定、环保措施等。文章重点完成了中间吸收塔的物料衡算、热量衡算、吸收塔和液体分布器尺寸的计算，并完成了相关图纸的绘制，包括硫磺制酸的带控制点的工艺流程图和中间吸收塔设备装配图。关键词： 硫磺，空气，吸收，填料塔Yearly produces 230,000 ton sulfur system acidABSTRACTThis design is aimed at improving sulfuric acid process, in turn national sulp

6、huric acid industry technique exchanging meeting proceedings on the basis of such a large number of data, the realization produce 230,000 tons of sulfuric acid production process. Introduces sulphuric acid production, the main method and mature process flow. The main contents include raw material th

7、e sulfur melting pelletizing section, burned into sections of sulfur, dry suction pelletizing section, the main production equipment selection, technical and economic indexes of determination, environmental protection measures, etc. The paper mainly finished middle absorber material calculation, hea

8、t calculation, absorption tower and liquid distributor size calculation, and completed mapping engineering drawings, including improving acid with control flow chart and middle absorption tower equipment assembly drawing.KEY WORDS: brimstone; Air. Absorption; Packed tower目录摘 要IABSTRACTII目录III1 绪论11.

9、1 硫酸的组成及性质11.2 硫酸的用途21.3 硫酸的生产方法21.4 我国硫酸工业的生产现状31.4.1 国外硫酸工业的现状51.4.2 发展建议51.5 注重环保以及能源消耗情况与废热回收利用51.5.1 环境保护51.5.2 能源消耗情况61.5.3 废热回收利用61.6 工艺流程的简述71.6.1 原料工段71.6.2 熔硫工段71.6.3 焚硫及转化工段71.6.4 干吸及成品阶段71.7 塔及填料的选择71.7.1 塔的选择71.7.2 填料选择81.8 泵的选择81.8.1 泵的主要用途81.8.2 泵的性能参数81.9 硫酸的质量指标和增产技术81.9.1 国家一级标准工业硫

10、酸质量指标81.9.2 硫酸的增产技术91.9 换热器的选择91.9.1 换热器的分类92 硫磺制酸吸收工段流程简介102.1 三氧化硫吸收原理112.2 吸收酸浓度的选择112.3 高温吸收的工艺原理123 主要设备的工艺计算123.1 中间吸收塔的工艺计算【1】【4】123.1.1 酸喷淋量 q【7】133.1.2 中间吸收塔的物料恒算【3】【8】143.1.4 填料层高度的计算【5】183.1.5 塔附属高度的计算【6】【9】223.1.6 液体初始分布器【2】223.1.7 吸收塔流体力学参数计算【4】223.2 主要设备能量衡算【4】243.2.1中间吸收塔能量衡算24致 谢26参

11、考 文 献27符号说明28结 论301 绪论1.1 硫酸的组成及性质纯硫酸是一种无色透明的油状液体，相对密度为 1.8269，冰点 11.4，工业生产的硫系指三氧化硫和水以一定比例混合的溶液，其中三氧化硫与水的物质的量之比等于 1，成为无水硫酸；物质的量之比小于 1，为含水硫酸；大于 1 则为发烟硫酸。三氧化硫蒸汽压大，暴露在空气中释放出的三氧化硫和空气中的水蒸气迅速结合凝聚成酸雾，因此而得名。发烟硫是无色至棕色油状稠厚流体，常用 98.3%的硫酸是最活泼的无机酸之一，具有强酸的通性，浓硫酸还具有脱水性、吸水性和氧化、硫化等性质。稀硫酸：(1) 可与多数金属（比钢活泼/氧化物）反应，生产相应的

12、硫酸盐和水;(2) 可与所含酸根离子对应酸性和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、二糖和多精的水解。浓硫酸：(1) 脱水性：脱水性是浓硫酸的化学特性，物质与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为 2(2) 吸水性：将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增加，密度将减小，浓度降低，体积变大，这是因为浓硫酸具有吸水性。 就硫酸而言，吸水性是浓硫酸的性质，而不是稀硫酸的性质,浓硫酸的吸水作用，指的是浓硫酸分子跟水分子强烈成

13、一系列稳定的水合物，并放出大量的热：H2SO4+n H2O=H2SO4 n H2O故浓硫酸吸水的过程是化学变化的过程，吸水性是浓硫酸的化学性质。 浓硫酸不仅能吸收一般的游离态水（如空气中的水）能吸收某些结晶水合物（如CuSO4 5H2O.Na2CO3 5H2O.Na2CO3 10H2O）中的水。(3) 强氧化性:常温下，浓硫酸能使铁、铝等金属钝化，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 SO2。Cu + 2H2SO4(浓) =(加热)= CuSO4 + SO2+ 2H2O 2Fe + 6H2SO4(浓) = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6

14、H2O在上述反应中，硫酸表现出了强氧化性和酸性。(4) 跟其他还原性物质反应 浓硫酸具有强氧化性，实验室制取H2S、HBr、HI 等还原性气体不能选用浓硫酸。H2S + H2SO4( 浓 ) = S + SO2 + 2H2O 2HBr + H2SO4(浓) = Br2 + SO2 + 2H2O2HI + H2SO4(浓) = I2 + SO2 + H2O(5) 难挥发性（高沸点）:制氯化氢、硝酸等（原理：利用难挥发性酸制易挥发性酸） 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）=Na2SO4+2HCl （加热）Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2(6) 酸性：制化肥，如氮肥、磷肥等2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 Ca3(PO3)2+2SO4=2CaSO4+Ca(H2PO4)21.2 硫酸的用途硫酸的性质决定其用途之广泛，在同民经济中占重要地位，是十分重要的化工原料，曾被誉为“工业之母”。某些磷肥、氮肥和其他多元复合肥料都需要大量的硫酸，如生产化普通过磷酸钙就要消耗 310Kg 的硫酸。在冶金工业中，如钢材加工及其成品的酸洗、有色冶金工业中炼铝、炼钢、炼锌也需要大量