年產(chǎn)六萬噸硫酸車間干吸工段設(shè)計說明

1、 PAGE60 / NUMPAGES66摘 要硫酸是重要的基礎(chǔ)化工原料之一，是化學(xué)工業(yè)中最重要的產(chǎn)品,廣泛用于各個工業(yè)部門。 在工業(yè)生產(chǎn)中，一般都采用二氧化硫催化氧化的方法制硫酸。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。本設(shè)計以年產(chǎn)6萬噸硫酸車間干吸工段工藝設(shè)計為例。采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝，即爐氣首先在干燥塔中干燥后，再進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段，經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后爐氣進(jìn)入第一吸收塔進(jìn)行SO3的吸收，吸收后氣體中含有少量SO2和殘余的SO3，進(jìn)入二次轉(zhuǎn)化器后回到第二吸收塔進(jìn)行吸收。設(shè)計具體過程包括工藝流程設(shè)計，工藝過程計算，主要設(shè)備工藝計算與選型，部分設(shè)備的平面布置幾個部分。本次設(shè)計涉與的主要設(shè)備有干

2、燥塔，吸收塔，換熱器，填料塔等。通過計算得到干燥塔冷卻器換熱面積為160.12m2；中間吸收塔冷卻器換熱面積為183.00 m2；最終吸收塔冷卻器換熱面積為96.00 m2。干燥塔塔高為13.60m，塔徑為3.40m；中間吸收塔塔高為11.40m，塔徑為2.80m；最終吸收塔塔高為11.40m，塔徑為2.80m。計算中對主要工序進(jìn)了物料衡算，熱量衡算，并據(jù)此繪制物料平衡表和熱量平衡表。最后綜合上述結(jié)果完成工藝說明書、安全備忘錄、環(huán)境保護(hù)與治理建議。關(guān)鍵詞：硫酸；干吸；兩轉(zhuǎn)兩吸；工藝設(shè)計AbstractSulfuric acid is one of the most important basi

3、c chemical materials and the most important product in chemical industry. Its used in many fields in our national economy. In industrial manufacture, we always produce sulfuric acid by oxidizing SO2 with the existence of catalyst. According to the different use of catalysts, ways of producing sulfur

4、ic acid in industrial manufacture can be classified into nitrification method and sulfurization method.This design mainly describes about the process of sulfuric acid production with the annual production capacity of 60,000 tons, The whole system adopts double conversion and double absorption flow.

5、First, the process gas enters drying tower to dry before conversion. The sulfur trioxide in the first conversion gas is absorbed in the inter pass absorption tower which contains little amount of the sulfur dioxide and residual sulfur trioxide. Then the gas is absorbed in the second absorption tower

6、 after conversion in the second converter. The main process of this design including the flow process design, the calculation and selection of the main equipment, the layout of some equipment. The main equipment involved drying tower, absorption tower, heat exchange, pack tower and so on. The heat e

7、xchange area of the drying tower is 160.12m2, the middle absorption tower 183.00 m2, the last absorption tower 96.00m2. The height of the drying tower is 13.60m, the middle absorption tower 11.40m, the last absorption tower 11.40m. The diameter of the drying tower is 3.40m, the middle absorption tow

8、er 2.80m, the last absorption tower 2.80m.The design mainly calculated the mass balance and heat balance，and drew material balance table and heat balance in mainly production process. Finally, the process description, security memorandum, the proposal of environmental protection and management were

9、complete.Keywords: Sulfuric acid; Drying and absorption; Double conversion and double absorption; Technical design目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc12325 摘 要 PAGEREF _Toc12325 I HYPERLINK l _Toc31226 Abstract PAGEREF _Toc31226 II HYPERLINK l _Toc18072 第1章 概述 PAGEREF _Toc18072 1 HYPERLINK l _Toc31131

10、1.1 硫酸的性質(zhì) PAGEREF _Toc31131 1 HYPERLINK l _Toc4205 1.1.1 硫酸的物理性質(zhì) PAGEREF _Toc4205 1 HYPERLINK l _Toc3347 1.1.2 硫酸的化學(xué)性質(zhì) PAGEREF _Toc3347 1 HYPERLINK l _Toc8641 1.2 硫酸的工業(yè)用途 PAGEREF _Toc8641 3 HYPERLINK l _Toc19383 1.2.1總括 PAGEREF _Toc19383 3 HYPERLINK l _Toc28377 1.2.2為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù) PAGEREF _Toc28377 3 HYPER

11、LINK l _Toc1475 1.2.3為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù) PAGEREF _Toc1475 3 HYPERLINK l _Toc1350 1.2.4對解決人民“穿”與“用”等問題所起的作用 PAGEREF _Toc1350 4 HYPERLINK l _Toc10856 1.2.5對鞏固國防方面所起的作用 PAGEREF _Toc10856 5 HYPERLINK l _Toc16046 1.3 硫酸的生產(chǎn)方法 PAGEREF _Toc16046 5 HYPERLINK l _Toc27336 1.3.1 接觸法制造硫酸 PAGEREF _Toc27336 6 HYPERLINK l _Toc

12、4072 1.3.2 硝化法制造硫酸 PAGEREF _Toc4072 7 HYPERLINK l _Toc14253 1.4 硫酸生產(chǎn)全工段工藝簡介 PAGEREF _Toc14253 8 HYPERLINK l _Toc158 1.4.1 SO2氣體的制取 PAGEREF _Toc158 8 HYPERLINK l _Toc5118 1.4.2 爐氣的凈化 PAGEREF _Toc5118 8 HYPERLINK l _Toc17013 1.4.3 SO2氣體的轉(zhuǎn)化 PAGEREF _Toc17013 9 HYPERLINK l _Toc9149 1.4.4 SO3氣體的吸收 PAGERE

13、F _Toc9149 10 HYPERLINK l _Toc1682 1.4.5 尾氣的處理 PAGEREF _Toc1682 10 HYPERLINK l _Toc9208 1.5兩次吸收法生產(chǎn)硫酸的流程圖 PAGEREF _Toc9208 11 HYPERLINK l _Toc7006 1.6 流程說明 PAGEREF _Toc7006 12 HYPERLINK l _Toc31175 1.6.1 干燥系統(tǒng)流程說明 PAGEREF _Toc31175 12 HYPERLINK l _Toc20561 1.6.2 一吸系統(tǒng)流程說明 PAGEREF _Toc20561 12 HYPERLINK

14、 l _Toc22673 1.6.3 二吸系統(tǒng)流程說明 PAGEREF _Toc22673 12 HYPERLINK l _Toc14506 1.7 工藝計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc14506 13 HYPERLINK l _Toc6271 1.7.1 干燥塔基礎(chǔ)數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc6271 13 HYPERLINK l _Toc30866 1.7.2兩轉(zhuǎn)兩吸的吸收塔基礎(chǔ)數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc30866 13 HYPERLINK l _Toc6611 1.8 我國硫酸工業(yè)的發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc6611 14 HYPERLINK l _Toc28947

15、 1.9 本次設(shè)計主要容 PAGEREF _Toc28947 14 HYPERLINK l _Toc31735 第2章 工藝計算 PAGEREF _Toc31735 15 HYPERLINK l _Toc9301 2.1 原始數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc9301 15 HYPERLINK l _Toc8011 2.1.1 產(chǎn)量 PAGEREF _Toc8011 15 HYPERLINK l _Toc9381 2.1.2 爐氣成分（%） PAGEREF _Toc9381 15 HYPERLINK l _Toc31384 2.1.3 爐氣水分含量 PAGEREF _Toc31384 15 HYP

16、ERLINK l _Toc11435 2.1.4 進(jìn)酸濃度 PAGEREF _Toc11435 15 HYPERLINK l _Toc2265 2.1.5 轉(zhuǎn)化率與吸收率 PAGEREF _Toc2265 15 HYPERLINK l _Toc12939 2.2 干燥塔與其循環(huán)槽的工藝計算 PAGEREF _Toc12939 16 HYPERLINK l _Toc31345 2.2.1 干燥塔與循環(huán)槽的物料衡算 PAGEREF _Toc31345 16 HYPERLINK l _Toc5308 2.2.2 干燥塔與其循環(huán)槽的熱量衡算 PAGEREF _Toc5308 17 HYPERLINK

17、l _Toc27924 2.3吸收塔與其循環(huán)槽的物料衡算 PAGEREF _Toc27924 22 HYPERLINK l _Toc14037 2.3.1中間吸收塔物料衡算 PAGEREF _Toc14037 22 HYPERLINK l _Toc18405 2.3.2 最終吸收塔物料衡算 PAGEREF _Toc18405 24 HYPERLINK l _Toc21933 2.3.3 吸收循環(huán)槽物料衡算 PAGEREF _Toc21933 25 HYPERLINK l _Toc1433 2.4吸收塔與其循環(huán)槽的熱量衡算 PAGEREF _Toc1433 25 HYPERLINK l _Toc

18、21880 2.4.1中間吸收塔熱量衡算 PAGEREF _Toc21880 25 HYPERLINK l _Toc17569 2.4.2 最終吸收塔熱量衡算 PAGEREF _Toc17569 27 HYPERLINK l _Toc8647 2.4.3 吸收循環(huán)槽熱量衡算 PAGEREF _Toc8647 29 HYPERLINK l _Toc30116 第3章 主要設(shè)備的工藝計算 PAGEREF _Toc30116 31 HYPERLINK l _Toc13974 3.1冷卻器計算 PAGEREF _Toc13974 31 HYPERLINK l _Toc722 3.1.1干燥塔冷卻器的計

19、算 PAGEREF _Toc722 31 HYPERLINK l _Toc25301 3.1.2中間吸收塔冷卻器的計算 PAGEREF _Toc25301 34 HYPERLINK l _Toc6144 3.1.3最終吸收塔冷卻器的計算 PAGEREF _Toc6144 36 HYPERLINK l _Toc8340 3.1.4 冷卻器設(shè)計結(jié)果 PAGEREF _Toc8340 38 HYPERLINK l _Toc30669 3.2填料塔的工藝計算 PAGEREF _Toc30669 39 HYPERLINK l _Toc14452 3.2.1干燥塔的工藝計算 PAGEREF _Toc144

20、52 39 HYPERLINK l _Toc6138 3.2.2中間吸收塔的工藝計算 PAGEREF _Toc6138 42 HYPERLINK l _Toc30637 3.2.3最終吸收塔的工藝計算 PAGEREF _Toc30637 45 HYPERLINK l _Toc30131 3.2.4 填料塔設(shè)計結(jié)果 PAGEREF _Toc30131 49 HYPERLINK l _Toc7279 3.2.5 設(shè)備一覽表 PAGEREF _Toc7279 50 HYPERLINK l _Toc7486 第4章 設(shè)計結(jié)論與建議 PAGEREF _Toc7486 51 HYPERLINK l _To

21、c30075 第5章 其他相關(guān)容 PAGEREF _Toc30075 53 HYPERLINK l _Toc28603 5.1 硫酸的危害性 PAGEREF _Toc28603 53 HYPERLINK l _Toc32579 5.1.1 硫酸對人體的危害 PAGEREF _Toc32579 53 HYPERLINK l _Toc67 5.1.2 硫酸生產(chǎn)中的危害 PAGEREF _Toc67 53 HYPERLINK l _Toc12075 5.1.3 硫酸的爆炸性 PAGEREF _Toc12075 54 HYPERLINK l _Toc2734 5.1.4 硫化物對人體的危害 PAGER

22、EF _Toc2734 54 HYPERLINK l _Toc1442 5.2 安全措施 PAGEREF _Toc1442 55 HYPERLINK l _Toc22974 5.2.1 安全防護(hù)措施 PAGEREF _Toc22974 55 HYPERLINK l _Toc1580 5.2.2 防護(hù)用具 PAGEREF _Toc1580 55 HYPERLINK l _Toc24462 5.3環(huán)境保護(hù)與治理建議 PAGEREF _Toc24462 55 HYPERLINK l _Toc27797 設(shè)計總結(jié) PAGEREF _Toc27797 57 HYPERLINK l _Toc6762 參考

23、文獻(xiàn) PAGEREF _Toc6762 59 HYPERLINK l _Toc28899 致 PAGEREF _Toc28899 61第1章 概述1.1 硫酸的性質(zhì)硫酸是（SO3）和水（H2O）化合而成?；瘜W(xué)上一般把一個分子的三氧化硫與一個分子的水相結(jié)合的物質(zhì)稱為無水硫酸。無水硫酸就是指的100%的硫酸（又稱純硫酸）。純硫酸的化學(xué)式用“H2SO4”來表示，分子量為98.08。硫酸是基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)中重要的產(chǎn)品之一。硫酸的性質(zhì)決定了它用途的廣泛性，硫酸主要用于生產(chǎn)化學(xué)肥料、合成纖維、涂料、洗滌劑、致冷劑、飼料添加劑和石油的精煉、有色金屬的冶煉，以與鋼鐵、醫(yī)藥和化學(xué)工業(yè)1。1.1.1 硫酸的物理性質(zhì)純

24、硫酸是無色、粘稠，導(dǎo)電性能極高的油狀液體，并不易HYPERLINK ://wiki/%03%5D%20l揮發(fā)。濃的硫酸具有HYPERLINK ://w/index.php?title=3%03;%1ED&action=edit&redlink=1脫水性，把其他分子中的氫、氧原子以二比一的比例抽出。 純硫酸是一種非常極性的液體，其介電系數(shù)大約為100。因為它分子與分子之間能夠互相質(zhì)子化對方，造成它極高的導(dǎo)電性，這個過程被稱為HYPERLINK ://w/index.php?title=I%7CGCGD

25、OwB6&action=edit&redlink=1質(zhì)子自遷移。這種反應(yīng)機理是和純HYPERLINK ://wiki/1G;Q磷酸以與純HYPERLINK ://wiki/7Rj;Q氫氟酸所同出一轍的。但純硫酸達(dá)成這種反應(yīng)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。2 H2SO4 H3SO4+ HSO4Kap(25C)= H3SO4+HSO4 = 2.71041.1.2 硫酸的化學(xué)性質(zhì)濃硫酸有三大特性，分別為吸水性，脫水性和強氧化性2。（1）吸水性 濃硫酸的吸水作用，指的是濃硫酸分子跟水分子強烈結(jié)合，生成一系列穩(wěn)定的水合

26、物，并放出大量的熱：H2SO4 + nH2O = H2SO4nH2O，故濃硫酸吸水的過程是化學(xué)變化過程，吸水性是濃硫酸特有的化學(xué)性質(zhì)。濃硫酸不僅能吸收一般的游離態(tài)水（如空氣中的水），而且還能吸收某些結(jié)晶水合物（如CuSO4 5H2O、Na2CO310H2O）中的水。鑒于硫酸的這個特性，H2SO4可用于干燥很多的氣體，作為干燥劑使用。（2）脫水性脫水性是濃硫酸的化學(xué)特性，物質(zhì)被濃硫酸脫水的過程是化學(xué)變化的過程，反應(yīng)時，濃硫酸按水分子中氫氧原子數(shù)的比（21）奪取被脫水物中的氫原子和氧原子?？杀粷饬蛩崦撍奈镔|(zhì)一般為含氫、氧元素的有機物，其中蔗糖、木屑、紙屑和棉花等物質(zhì)中的有機物，被脫水后生成了黑色

27、的炭（碳化）。 C12H22O1112C + 11H2O（3）強氧化性 跟金屬反應(yīng) 常溫下，濃硫酸能使鐵、鋁等金屬鈍化。 加熱時，濃硫酸可以與除金、鉑之外的所有金屬反應(yīng)，生成高價金屬硫酸鹽，本身一般被還原成SO2，在這些反應(yīng)中，硫酸表現(xiàn)出了強氧化性和酸性。 Cu + 2H2SO4(濃) CuSO4 + SO2+ 2H2O2Fe + 6H2SO4(濃) = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 跟非金屬反應(yīng) 熱的濃硫酸可將碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)氧化到其高價態(tài)的氧化物或含氧酸，本身被還原為SO2。在這類反應(yīng)中，濃硫酸只表現(xiàn)出氧化性。 C + 2 H2SO4(濃) CO2 + 2SO2 +

28、 2H2OS + 2 H2SO4(濃) = 3SO2 + 2H2O2P + 5 H2SO4(濃) = 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O 跟其他還原性物質(zhì)反應(yīng) 濃硫酸具有強氧化性，實驗室制取H2S、HBr、HI等還原性氣體不能選用濃硫酸。 H2S + H2SO4(濃) = S + SO2 + 2H2O2HBr + H2SO4(濃) = Br2 + SO2 + 2H2O2HI + H2SO4(濃) = I2 + SO2 + 2H2O1.2 硫酸的工業(yè)用途1.2.1總括硫酸是基本化學(xué)工業(yè)中重要產(chǎn)品之一。它不僅作為許多化工產(chǎn)品的原料，而且還廣泛地應(yīng)用于其他的國民經(jīng)濟部門。它的應(yīng)用圍日益擴大，需

29、要數(shù)量日益增加。茲將硫酸在國民經(jīng)濟中的作用分述如下。1.2.2為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)用于肥料的生產(chǎn)HYPERLINK :/ hudong /wiki/硫酸銨硫酸銨（俗稱硫銨或肥田粉）和HYPERLINK :/ hudong /wiki/過磷酸鈣過磷酸鈣（俗稱過磷酸石灰或普鈣）這兩種化肥的生產(chǎn)都要消耗大量的硫酸。 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4每生產(chǎn)一噸硫酸銨，就要消耗硫酸（折合成100%計算）760kg，每生產(chǎn)一噸過磷酸鈣，就要消耗硫酸360kg。用于農(nóng)藥的生產(chǎn)許多農(nóng)藥都要以硫酸為原料如硫酸銅、硫酸鋅可作植物的殺菌劑，硫酸鉈可作殺鼠劑，硫酸亞鐵、硫酸銅可作除莠劑。最普通的殺蟲劑，如1059乳

30、劑(45%)和1605乳劑(45%)的生產(chǎn)都需用硫酸。前者每生產(chǎn)1t，需消耗20%發(fā)煙硫酸1.4t后者每生產(chǎn)1t，需消耗硫酸36kg。為大家所熟悉的滴滴涕，每生產(chǎn)1t需要20%發(fā)煙硫酸1.2t。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，越來越多地采用硫酸改良高pH值的石灰質(zhì)土壤。過去20年來，尿素-硫酸肥料的產(chǎn)量大幅度提高并在美國西部諸州的土壤中廣泛施用。將硫酸注入牛奶場湖泊，改變湖水pH值，可解決圈養(yǎng)牲畜過程產(chǎn)生的若干空氣和水質(zhì)問題，將硫酸施入農(nóng)用土壤和水中，其主要作用是溶解鈣、鎂的碳酸鹽和碳酸氫鹽。這些鈣、鎂鹽然后取代可交換的鈉鹽，鈉鹽隨后用水浸洗除去。當(dāng)碳酸鹽和碳酸氫鹽被分解后，硫酸與更惰性的物質(zhì)反應(yīng)，釋放出磷、鐵

31、等植物養(yǎng)分。簡單地降低土壤的pH值可引起許多元素溶解度的變化，提高它們對植物的效力。在高pH值的石灰質(zhì)土壤上施用硫酸，可使植物更加健壯，收成增加。1.2.3為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)（1）用于冶金工業(yè)和金屬加工在冶金工業(yè)部門，特別是有色金屬的生產(chǎn)過程需要使用硫酸。例如用電解法精煉銅、鋅、鎘、鎳時，電解液就需要使用硫酸，某些貴金屬的精煉，也需要硫酸來溶解去夾雜的其他金屬。在鋼鐵工業(yè)中進(jìn)行冷軋、冷拔與沖壓加工之前，都必須用硫酸清除鋼鐵表面的氧化鐵。在軋制薄板、冷拔無縫鋼管和其他質(zhì)量要求較高的鋼材，都必須每軋一次用硫酸洗滌一次。另外，有縫鋼管、薄鐵皮、鐵絲等在進(jìn)行鍍鋅之前，都要經(jīng)過用硫酸進(jìn)行酸洗手續(xù)。在某些金屬

32、機械加工過程中，例如鍍鎳、鍍鉻等金屬制件，也需用硫酸來洗凈表面的銹。在黑色冶金企業(yè)部門里，需要酸洗的鋼材一般約占鋼總產(chǎn)量的5%6%，而每噸鋼材的酸洗，約消費98%的硫酸30kg50kg。（2）用于石油產(chǎn)品的生產(chǎn)過程用于石油工業(yè)汽油、潤滑油等石油產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，都需要濃硫酸精煉，以除去其中的含硫化合物和不飽和碳?xì)浠衔?。每噸原油精煉需要硫酸約24kg，每噸柴油精煉需要硫酸約31kg。石油工業(yè)所使用的活性白土的制備，也消耗不少硫酸。（3）用于其它化工生產(chǎn)用于其他化工生產(chǎn)和其他工業(yè)部門許多化工生產(chǎn)都需要使用硫酸。例如，在濃縮硝酸中，以濃硫酸為脫水劑；氯堿工業(yè)中，以濃硫酸來干燥氯氣、氯化氫氣等；無機

33、鹽工業(yè)中，如冰晶石(Na3AlF6)、硼砂(Na2B4O710H2O)、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、硫酸鉛、硫酸鋅、HYPERLINK :/ hudong /wiki/硫酸銅硫酸銅、硫酸亞鐵以與其他硫酸鹽的制備都要用硫酸。許多無機酸如磷酸、硼酸、鉻酸(H2CrO4，有時也指CrO3)、氫氟酸、氯磺酸(ClSO3H)；有機酸如草酸(COOH)2、醋酸等的制備，也常需要硫酸作原料。此外煉焦化學(xué)工業(yè)（用硫酸來同焦?fàn)t氣中的氨起作用副產(chǎn)硫酸銨）、電鍍業(yè)、制革業(yè)、顏料工業(yè)、橡膠工業(yè)、造紙工業(yè)、油漆工業(yè)（有機溶劑的制備）、工業(yè)炸藥和鉛蓄電池制造業(yè)等等，都消耗相當(dāng)數(shù)量的硫酸。1.2.4對解決人民“穿”與“用”等問題

34、所起的作用用于化學(xué)纖維的生產(chǎn)為人民所熟悉的粘膠絲，它需要使用硫酸、硫酸鋅、硫酸鈉的混合液作為粘膠抽絲的凝固浴。每生產(chǎn)1t粘膠纖維，需要消耗硫酸1.2t1.5t，每生產(chǎn)1t維尼龍短纖維，就要消耗98%硫酸230kg，每生產(chǎn)1t卡普綸單體，需要用1.6t20%發(fā)煙硫酸。此外，在尼龍、醋酸纖維、聚丙烯腈纖維等化學(xué)纖維生產(chǎn)中，也使用相當(dāng)數(shù)量的硫酸。用于化學(xué)纖維以外的高分子化合物生產(chǎn)塑料等高分子化合物，在國民經(jīng)濟中越來越占有重要的地位。每生產(chǎn)1t環(huán)氧樹脂，需用硫酸2.68t，號稱“塑料王”的聚四氟乙烯，每生產(chǎn)1t，需用硫酸1.32t；有機硅樹膠、硅油、丁苯橡膠與丁腈橡膠等的生產(chǎn)，也都要使用硫酸。用于染料

35、工業(yè)幾乎沒有一種染料（或其中間體）的制備不需使用硫酸。偶氮染料中間體的制備需要進(jìn)行磺化反應(yīng)，苯胺染料中間體的制備需要進(jìn)行硝化反應(yīng)，兩者都需使用大量濃硫酸或發(fā)煙硫酸。所以有些染料廠就設(shè)有硫酸車間，以配合需要。用于日用品的生產(chǎn)生產(chǎn)合成洗滌劑需要用發(fā)煙硫酸和濃硫酸。塑料的增塑劑（如苯二甲酸酐和苯二甲酸酯）、賽璐珞制品所需的原料硝化棉，都需要硫酸來制備。玻璃紙、羊皮紙的制造，也需要使用硫酸。此外，紡織印染工業(yè)、搪瓷工業(yè)、小五金工業(yè)、肥皂工業(yè)、人造香料工業(yè)等生產(chǎn)部門，也都需要使用硫酸。用于制藥工業(yè)磺胺藥物的制備過程中的磺化反應(yīng)，強力殺菌劑呋喃西林的制備過程中的硝化反應(yīng)，都需用硫酸。此外，許多抗生素的制備

36、，常用藥物如HYPERLINK :/ hudong /wiki/阿斯匹林阿斯匹林、HYPERLINK :/ hudong /wiki/咖啡因咖啡因、HYPERLINK :/ hudong /wiki/維生素維生素B2、B12與維生素C、某些激素、異煙肼、紅汞、糖精等的制備，無不需用硫酸。1.2.5對鞏固國防方面所起的作用某些國家硫酸工業(yè)的發(fā)展，曾經(jīng)是和軍用炸藥的生產(chǎn)緊密連結(jié)在一起的。無論軍用炸藥（發(fā)射藥、爆炸藥）或工業(yè)炸藥，大都是以硝基化物或硝酸酯為其主要成分。主要的有HYPERLINK :/ hudong /wiki/硝化棉硝化棉、三硝基甲苯(TNT)、HYPERLINK :/ hudong

37、 /wiki/硝化甘油硝化甘油、苦味酸等。雖然這些化合物的制備是依靠硝酸，但同時必須使用濃硫酸或發(fā)煙硫酸。原子反應(yīng)堆用的核燃料的生產(chǎn)，反應(yīng)堆用的鈦、鋁等合金材料的制備，以與用于制造火箭、超聲速噴氣飛機和人造衛(wèi)星的材料的鈦合金，都和硫酸有直接或間接的關(guān)系。從硼砂制備硼烷的過程需要多量硫酸。硼烷的衍生物是最重要的一種高能燃料。硼烷又用做制備硼氫化鈾用來分離鈾-235的一種原料。由此可見，硫酸與國防工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)都有著密切的關(guān)系。1.3 硫酸的生產(chǎn)方法生產(chǎn)硫酸最古老的方法是用綠礬（FeSO47H2O）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

38、化硫與水蒸氣同時冷凝，便可得到硫酸。2（FeSO47H2O）Fe2O3+SO2+SO3+14H2O在18世紀(jì)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制硫酸的關(guān)鍵，但是，這一反應(yīng)在通常情況下很難進(jìn)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)制法可分為接觸法和硝化法3。1.3.1 接觸法制造硫酸現(xiàn)代硫酸生產(chǎn)常用的兩次轉(zhuǎn)化工藝，是使經(jīng)過兩層或三層催化劑的氣體，先進(jìn)入中間吸收塔，吸收掉生成的三氧化硫，余氣再次加熱后,通過后面的催化劑層,進(jìn)行

39、第二次轉(zhuǎn)化，然后進(jìn)入最終吸收塔再次吸收。由于中間吸收移除了反應(yīng)生成物，提高了第二次轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化率，故其總轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.5以上。部分老廠仍采用傳統(tǒng)的一次轉(zhuǎn)化工藝，即氣體一次通過全部催化劑層，其總轉(zhuǎn)化率最高僅為98左右。在以硫化氫為原料時，進(jìn)轉(zhuǎn)化器的氣體中含有大量水蒸氣，二氧化硫在水蒸氣存在下進(jìn)行轉(zhuǎn)化，故又稱之為濕接觸法。將二氧化硫與氧化合成為三氧化硫的反應(yīng)式是：2SO2O2 = 2SO3Q，這個反應(yīng)在常溫下沒有觸媒存在時，實際上不能進(jìn)行。為了使這一反應(yīng)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。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

40、砂（尾砂）、有色金屬冶煉氣、焦?fàn)t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。（1）接觸法生產(chǎn)硫酸由下列四個工序組成： 制備二氧化硫氣體； 精制二氧化硫以除去其中的雜質(zhì)； 二氧化硫氧化成三氧化硫； 三氧化硫被吸收而變成硫酸4,7。（2）接觸法的優(yōu)缺點接觸法制造硫酸主要有以下優(yōu)點： 產(chǎn)品純度高，且產(chǎn)品種類多； 設(shè)備腐蝕較輕，容易維護(hù)而且維護(hù)費用也較小，設(shè)備壽命比較長，管理也比較容易； 生產(chǎn)比較平穩(wěn)，指標(biāo)波動圍小。接觸法的缺點主要有：投資較大、建造速度慢、采酸率較低等。1.3.2 硝化法制造硫酸硝化法（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174

41、6年開始采用，反應(yīng)是在氣相中進(jìn)行的。由于這個方法所需設(shè)備龐大，用鉛很多，檢修麻煩，腐蝕設(shè)備，反應(yīng)緩慢，成品且為稀硫酸，所以，這個方法后來逐漸地被淘汰。在鉛室法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的塔式法，開始于本世紀(jì)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(jìn)行，生產(chǎn)成本與產(chǎn)品質(zhì)量都大大優(yōu)于鉛室法。塔式法制出的硫酸濃度可達(dá)76%左右，目前，我國仍有少數(shù)工廠用塔式法生產(chǎn)硫酸。目前我國硫酸生產(chǎn)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(chǎn)酸的濃度為76左右，該濃

42、度的酸適合制造過磷酸鈣，另外此種生產(chǎn)方法設(shè)備簡單，建廠快，硫的利用率比較高，可以用雜質(zhì)比較高的原料，其缺點是必須消耗硝酸。（1）硝化法制造硫酸可歸納為三個重要過程： 二氧化硫與氮氧化物的作用。反應(yīng)結(jié)果，二氧化硫被氧化成硫酸，高級的氮氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈图壍趸铮∟O）。 一氧化氮的氧化。目的在于使其變?yōu)楦呒壍牡趸铮⒃俅螀⑴c二氧化硫的氧化反應(yīng)。 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。（2）硝化法的優(yōu)缺點硝化法制造硫酸主要有如下優(yōu)點： 投資小，建設(shè)速度快； 采酸率高，可達(dá)92%以上，電的消耗比較少。硝化法的缺點： 一般只能生產(chǎn)稀硫酸； 設(shè)備腐蝕較重，維護(hù)也比較困難，維護(hù)費用也

43、較高； 生產(chǎn)操作比較不穩(wěn)定，指標(biāo)波動大4,5。1.4 硫酸生產(chǎn)全工段工藝簡介1.4.1 SO2氣體的制取制取SO2氣體是制取硫酸的第一步，也是制取硫酸的重要一步。現(xiàn)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，冶煉煙氣以與各種含硫工業(yè)廢料再次利用等方法。但現(xiàn)今采用最多的還是硫鐵礦與硫磺的燃燒這兩種方式。1.4.2 爐氣的凈化進(jìn)入凈化系統(tǒng)的爐氣含有0.530g/cm3的礦塵。礦塵積累起來不僅堵塞管道設(shè)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(zhì)，分別以不同的形式進(jìn)入到爐氣中，其中

44、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(shè)備。進(jìn)入轉(zhuǎn)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(jié)合可形成酸霧。酸霧在洗滌塔中較難吸收，帶入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)會降低二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，腐蝕系統(tǒng)設(shè)備和管道。因此，爐氣必須進(jìn)行一部的進(jìn)化和干燥，方可進(jìn)行二氧化硫的催化氧化。爐氣的凈化可用干法或濕法進(jìn)行。目前普遍采用的是濕法凈化。爐氣凈化技術(shù)隨著凈化設(shè)備的進(jìn)步而提高。初始，由簡單的重力沉降室和慣性除塵室、旋風(fēng)除塵器等所組成，凈化效率低下。自1960年美國科學(xué)家F.G.科特雷爾發(fā)明了高壓靜電除塵、除霧設(shè)備后，加快了爐氣凈化技術(shù)

45、的發(fā)展步伐8。高效旋風(fēng)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(shè)備的出現(xiàn)，使凈化設(shè)備的選型圍擴大了，壽命延長了，促進(jìn)了爐氣凈化工藝方法更加合理、完善。1.4.3 SO2氣體的轉(zhuǎn)化（1）一次轉(zhuǎn)化一次吸收為了使轉(zhuǎn)化器中的SO2催化氧化過程盡可能地遵循最佳溫度曲線進(jìn)行，隨著轉(zhuǎn)化率的提高，必需從反應(yīng)系統(tǒng)中除去多余的熱量，是溫度相應(yīng)地降低。按照換熱方式不同，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率很高，反應(yīng)前期與后期單位時間單位體積催化床的反應(yīng)熱相差倍數(shù)很大，用一般的連續(xù)換熱式轉(zhuǎn)化器時，過程難以遵循最佳溫度

46、曲線；而且溫度調(diào)節(jié)也很困難，對于氣體組成和空速的變化適應(yīng)性也很差；再加上結(jié)構(gòu)復(fù)雜，催化劑裝填系數(shù)較小，設(shè)備的生產(chǎn)能力也低。所以現(xiàn)在普遍采用多段換熱式轉(zhuǎn)化器9。一次轉(zhuǎn)化一次吸收工藝可能達(dá)到的最佳最終轉(zhuǎn)化率是97.598%如果要得到更高的轉(zhuǎn)化率，將使所需的催化劑用量大幅度增加，這是不經(jīng)濟的，而且還受到平衡轉(zhuǎn)化率的限制。如果將尾氣直接排入大氣，將造成嚴(yán)重的大氣污染。（2）二次轉(zhuǎn)化二次吸收兩次轉(zhuǎn)化兩次吸收工藝與一次轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率，關(guān)鍵在于將整個轉(zhuǎn)化過程分為兩次進(jìn)行。第一次使大部分SO2得到轉(zhuǎn)化，一般控制轉(zhuǎn)化率在90%左右，然后進(jìn)入第一吸收塔（或稱中間吸收塔

47、）將SO2吸收，再進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)化。此時由于反應(yīng)混合物中不含SO3，而且SO2濃度很低，O2/SO2比值較一次轉(zhuǎn)化要高得多，在這種情況下，平衡轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)速度快，用較少的催化劑就能保證轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%左右9。兩次轉(zhuǎn)化的最終轉(zhuǎn)化率因工藝條件而異，一般在99.599.8%圍。根據(jù)設(shè)計要求與工藝條件，本次設(shè)計擬采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝。（3）沸騰轉(zhuǎn)化傳統(tǒng)上，二氧化硫的催化氧化過程都是采用固定床轉(zhuǎn)化器。這種轉(zhuǎn)化器的生產(chǎn)強度受到多種因素的限制：催化劑顆粒不能太小，否則反應(yīng)氣體通過催化床的流體阻力太大； 釩催化劑的導(dǎo)熱系數(shù)小，不能采用換熱管將固定床中的熱量除去； 不能采用高濃度的二氧化硫氣體。為了克服這些缺點，可

48、采用沸騰轉(zhuǎn)化。沸騰轉(zhuǎn)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高濃度二氧化硫氣體。而且，采用沸騰床轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化器的主要障礙是催化劑的磨損問題。1.4.4 SO3氣體的吸收氣體中的二氧化硫經(jīng)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(chǎn)品硫酸。吸收過程可用下式表示：改變上式中的n值，便形成相應(yīng)濃度的產(chǎn)品硫酸。當(dāng)n1時，形成發(fā)煙硫酸；n=1時，形成無水硫酸；n1時，則為含水硫酸，即硫酸和水的溶液。要求生產(chǎn)發(fā)煙硫酸時，可采用兩端吸收流程。轉(zhuǎn)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.

49、3%硫酸吸收SO3氣體后，氣相中的SO3含量可降至0.10.01%，然后由濃硫酸吸收塔出口引至尾氣處理部分，或直接經(jīng)過捕沫后放空。1.4.5 尾氣的處理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(yīng)該是提高SO2的轉(zhuǎn)化率與SO3的吸收率。提高SO2的最終轉(zhuǎn)化率，使之達(dá)到99.75%，就符合目前的排放標(biāo)準(zhǔn)。采用兩轉(zhuǎn)兩吸流程時，在正常的條件下，是可以達(dá)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(shù)為一轉(zhuǎn)一吸流程，對尾氣與含低濃度SO2氣體的處理方法甚多，且各具特色，主要有：（1）氨法用

50、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(jìn)行處理，隨著處理方法的不同，所獲得的產(chǎn)品異不同。其中應(yīng)用最廣的是氨堿法。（2）堿法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，氫氧化鎂溶液與石灰乳等。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。（3）金屬氧化物法金屬氧化物所形成的堿性溶液，亦可作為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。（4）活性炭法活性炭通常具有較大的表面積，是一種良好的吸收劑。當(dāng)尾氣中的SO2在一定條件下通過活性炭層時

51、，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(zhuǎn)向化學(xué)吸附。在活性炭表面，吸附態(tài)的SO2和吸附態(tài)的氧作用，形成吸附態(tài)SO3，有水存在時，便形成硫酸。（5）控制SO2排放的其他方法這類方法主要有稀釋法，CIL法，調(diào)節(jié)供氣法等。1.5兩次吸收法生產(chǎn)硫酸的流程圖圖1.1 兩次吸收法生產(chǎn)硫酸工藝流程圖 1 焚硫爐 2 廢熱鍋爐 3 轉(zhuǎn)化器 4 蒸汽過熱器 5 蒸發(fā)器 6 鍋爐給水預(yù)熱器7 換熱器 8 中間吸收塔 9 最終吸收塔 10過濾器 11 空氣干燥器 12鼓風(fēng)機 13 泵1.6 流程說明1.6.1 干燥系統(tǒng)流程說明由凈化工段來的爐氣，從干燥塔的底部進(jìn)入，與塔頂噴淋的濃硫酸

52、逆流接觸，被吸收了水的硫酸從塔底引出進(jìn)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(jīng)冷卻后作為噴淋酸，一部分串入吸收工段的酸循環(huán)槽。1.6.2 一吸系統(tǒng)流程說明吸收酸由塔頂進(jìn)入，與來自下部的轉(zhuǎn)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。隨著SO3吸收的進(jìn)行，釋放出大量的反應(yīng)熱和溶解熱，同時，還進(jìn)行著汽、液兩相之間的傳熱，使塔酸溫提高。在串酸過程中，酸溫亦有變化。故吸收塔在入塔前必須經(jīng)過冷卻。吸收

53、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。1.6.3 二吸系統(tǒng)流程說明二次轉(zhuǎn)化爐來的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)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(dá)99.5%。1.7 工藝計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1.7.1 干燥塔基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表1.1 干燥塔基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項目干燥塔氣體進(jìn)口溫度/40氣體出口溫度/4050淋灑酸進(jìn)口溫度/45淋灑酸出口溫度/5060淋灑酸濃度/%9395淋灑密度/(m3/m2h)1520塔的操作速度/(m/s)0.81.5出塔氣體含水量/(g/m3）0.1效率/%991.7.2兩

54、轉(zhuǎn)兩吸的吸收塔基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表1.2 兩轉(zhuǎn)兩吸吸收塔基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項目一吸塔二吸塔氣體進(jìn)口溫度/130150120180氣體出口溫度/50705070淋灑酸進(jìn)口溫度/45554555淋灑酸出口溫度/60705065淋灑酸濃度/%/9898淋灑密度/(m3/m2h)15301530塔的操作速度/(m/s)1.5效率/%9999（表1.1、表1.2見硫酸工作手冊2）1.8 我國硫酸工業(yè)的發(fā)展趨勢硫酸是個古老的行業(yè)，迄今已有260多年的歷史。在我國，由于硫酸與化肥、繼而與糧食之間的密切關(guān)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(guān)注的行業(yè)。改革開放以來，硫酸工業(yè)得到了迅速發(fā)展

55、，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、原料構(gòu)成、裝置規(guī)模、技術(shù)裝備水平、廢物排放指標(biāo)全然今非昔比，正在以嶄新的面貌邁入現(xiàn)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(chǎn)大國，而不是硫酸生產(chǎn)強國。從技術(shù)方面來看，其工藝設(shè)計、設(shè)備制造、催化劑性能、廢熱回收率等與國外先進(jìn)水平仍有一定的差距。因此，堅持與時俱進(jìn)、堅持技術(shù)創(chuàng)新，是我國硫酸工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的唯一途徑。隨著全球經(jīng)濟一體化戰(zhàn)略的推進(jìn)，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(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(yīng)的體系。生產(chǎn)裝置的大型化、環(huán)保意識的極限增強、技術(shù)裝備水平的全方位提升、能源工廠設(shè)計理念的

56、廣為接納，這些目前發(fā)達(dá)國家已經(jīng)實現(xiàn)或正在追尋的目標(biāo)必將成為新世紀(jì)我國硫酸工業(yè)的現(xiàn)實10,11,12。1.9 本次設(shè)計主要容本次設(shè)計的主題是年產(chǎn)6萬噸硫酸車間干吸工段的工藝設(shè)計，根據(jù)設(shè)計要求采用了兩轉(zhuǎn)兩吸的工藝，對干吸工段進(jìn)行了物料衡算和熱量衡算，并根據(jù)計算結(jié)果對此工段的主要設(shè)備干燥塔、吸收塔和換熱器進(jìn)行了初步的設(shè)計。根據(jù)工藝條件與硫酸生產(chǎn)特點，此次設(shè)計中干燥塔與吸收塔擬采用填料塔。相關(guān)計算過程見第3章。第2章 工藝計算2.1 原始數(shù)據(jù)2.1.1 產(chǎn)量（以每小時產(chǎn)量為基準(zhǔn)進(jìn)行計算）本設(shè)計生產(chǎn)能力6萬噸年，按年開車7200h計算，可知車間每小時硫酸的生產(chǎn)量為：2.1.2 爐氣成分（%）SO2：10

57、.6 ； O2 ：6.35； N2 ：83.2； 2.1.3 爐氣水分含量0.1mol/mol干爐氣2.1.4 進(jìn)酸濃度干燥塔進(jìn)酸濃度93%；出酸濃度92.5%。吸收塔進(jìn)酸濃度98%；出酸濃度98.5%。2.1.5 轉(zhuǎn)化率與吸收率一次轉(zhuǎn)化率92%；二次轉(zhuǎn)化率99%；吸收率99%。2.2 干燥塔與其循環(huán)槽的工藝計算2.2.1 干燥塔與循環(huán)槽的物料衡算（1）進(jìn)干燥塔氣體成分爐氣成分見下表。表2.1 進(jìn)干燥塔爐氣成分項目kmol/hkg/hm3/h%SO286.735550.721942.7510.60O251.961662.721163.906.35N2680.7519061.0015248.80

58、83.20819.4426274.4418355.45100.15H2O81.941475.281835.46（2）干燥塔出口氣體含水量設(shè)出干燥塔氣體中含水量為0.1g/m3，則干燥塔出口氣體含水量為：（3）吸收塔循環(huán)酸與干燥塔循環(huán)酸對串酸量設(shè)：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。由平衡得： （3.1）由平衡得： （3.2） （3.3）將式（3-3）帶入式（3-1）： （4）循環(huán)酸量：由于塔直徑未確定，故而按酸濃度差計算循環(huán)酸量。入塔酸濃度：93% H2SO4，比重：1.7974g/cm3，溫度：50，酸量：X m3/h，出塔酸濃度：92.5%干

59、燥塔吸水量=1475.28-1.84=1473.44kg/h由物料平衡得解得X=151.7 采用180的酸泵干燥塔循環(huán)酸槽物料衡算結(jié)果見下表。表2.2 干燥塔循環(huán)酸槽物料衡算表進(jìn)物料 kg/h出物料 kg/h從干燥塔冷卻器來92.5%H2SO4 273879上塔循環(huán)93%H2SO4 27266698%硫酸93%硫酸串酸量 2742093%硫酸98%硫酸串酸量 28901 301299 3015672.2.2 干燥塔與其循環(huán)槽的熱量衡算干燥塔的熱量衡算（以0為基準(zhǔn)進(jìn)行計算）爐氣帶入熱量Q1（t=40）SO2帶入熱量：O2帶入熱量： N2帶入熱量： H2O帶入熱量：式中41.57、29.37、28

60、.45、32.716分別為040時SO2、O2、N2與H2O的摩爾熱容kJ/(kmolK)。水的冷凝熱Q2水在40時冷凝熱為2406kJ/kg入塔酸帶入熱Q3 5093% H2SO4的熱焓I1=78.7kJ/kg93%酸稀釋熱Q4 （3.4）式中：稀釋熱，kJ/kmol H2SO4； n對于1molH2 O所用水的摩爾水。對于濃度為C1的硫酸，當(dāng)稀釋到濃度為C2時，放出的熱量按下式計算： （3.5）式中：每kmol H2SO4放出的熱量，kJ/kmol；濃度分別為C2、C1時每mol H2SO4所含水的摩爾數(shù)。93% H2SO492.5% H2SO4爐氣帶出熱Q5（t=45）SO2帶出熱量：O