300kta硫磺制酸裝置焚硫轉(zhuǎn)化工段-焚硫爐工藝設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))(2021年) 課題名稱 300kt/a硫磺制酸裝置 焚硫轉(zhuǎn)化工段-焚硫爐工藝設(shè)計(jì) 300kt/a硫磺制酸裝置焚硫轉(zhuǎn)化工段-焚硫爐工藝設(shè)計(jì)摘要本文論述了硫磺制酸生產(chǎn)裝置的工藝流程與建設(shè)意義。本文介紹了使用Aspen Plus流程模擬軟件模擬主要裝置的方法，并對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行了模擬，對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行了物料衡算和能量衡算。焚硫工段是本文的重點(diǎn)研究對(duì)象，本文給出了焚硫爐的主體尺寸的計(jì)算方法和過(guò)程，并對(duì)焚硫爐進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。此外，本文對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行了選型，介紹了焚硫工段的設(shè)備布置和配管設(shè)計(jì)，以及該工段的DCS控制系統(tǒng)。300 kt / a sulfuric acid plant burn

2、ing sulfur conversion section - burning sulfur furnace process designAbstractThis article discusses the sulfuric acid production plant processes and construction of importance. This paper describes the use of Aspen Plus process simulation software to simulate the main device, and the entire process

3、was simulated, the entire process has been the material balance and energy balance. Burning sulfur section is the focus of this study, this paper presents the sulfur burning furnace body size calculation method and process, and the burning of sulfur furnace designed in detail. In addition, this pape

4、r conducted a selection of major equipment, burning sulfur section describes the equipment layout and piping design, and the section of the DCS control system.Key words: Sulfuric acid production; Aspen Plus process simulation; burning sulfur furnace目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc357865417 摘要 PAG

5、EREF _Toc357865417 h I HYPERLINK l _Toc357865418 Abstract PAGEREF _Toc357865418 h II HYPERLINK l _Toc357865419 第一章 文獻(xiàn)綜述 PAGEREF _Toc357865419 h 1 HYPERLINK l _Toc357865420 1.1 硫酸簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc357865420 h 1 HYPERLINK l _Toc357865421 1.2 國(guó)內(nèi)外硫酸工業(yè)概況 PAGEREF _Toc357865421 h 1 HYPERLINK l _Toc357865422 1

6、.3 硫酸市場(chǎng)分析 PAGEREF _Toc357865422 h 2 HYPERLINK l _Toc357865423 1.4 硫磺制酸 PAGEREF _Toc357865423 h 3 HYPERLINK l _Toc357865424 1.4.1 硫磺制酸的工藝流程 PAGEREF _Toc357865424 h 3 HYPERLINK l _Toc357865425 1.4.2 焚硫工段 PAGEREF _Toc357865425 h 3 HYPERLINK l _Toc357865426 1.4.3 轉(zhuǎn)化工段平 PAGEREF _Toc357865426 h 4 HYPERLIN

7、K l _Toc357865427 干吸工段 PAGEREF _Toc357865427 h 5 HYPERLINK l _Toc357865428 1.4.5 廢熱回收 PAGEREF _Toc357865428 h 6 HYPERLINK l _Toc357865429 第二章 總論 PAGEREF _Toc357865429 h 8 HYPERLINK l _Toc357865430 2.1 工程概述 PAGEREF _Toc357865430 h 8 HYPERLINK l _Toc357865431 2.2 設(shè)計(jì)依據(jù) PAGEREF _Toc357865431 h 8 HYPERLI

8、NK l _Toc357865432 2.3 設(shè)計(jì)原那么 PAGEREF _Toc357865432 h 8 HYPERLINK l _Toc357865433 2.3.1 環(huán)境保護(hù)條例 PAGEREF _Toc357865433 h 8 HYPERLINK l _Toc357865434 2.3.2 約束條件 PAGEREF _Toc357865434 h 9 HYPERLINK l _Toc357865435 2.4 工程建設(shè)意義 PAGEREF _Toc357865435 h 9 HYPERLINK l _Toc357865436 2.5 原料及產(chǎn)品方案 PAGEREF _Toc3578

9、65436 h 10 HYPERLINK l _Toc357865437 2.6 主要物料規(guī)格及消耗 PAGEREF _Toc357865437 h 10 HYPERLINK l _Toc357865438 2.7 主要危險(xiǎn)品性質(zhì) PAGEREF _Toc357865438 h 11 HYPERLINK l _Toc357865439 第三章 工藝流程 PAGEREF _Toc357865439 h 11 HYPERLINK l _Toc357865440 3.1 設(shè)計(jì)目標(biāo) PAGEREF _Toc357865440 h 12 HYPERLINK l _Toc357865441 概述 PAGE

10、REF _Toc357865441 h 12 HYPERLINK l _Toc357865442 3.1.2 生產(chǎn)規(guī)模 PAGEREF _Toc357865442 h 12 HYPERLINK l _Toc357865443 3.2 工藝路線選擇 PAGEREF _Toc357865443 h 12 HYPERLINK l _Toc357865444 3.2.1 工藝路線選擇原那么 PAGEREF _Toc357865444 h 12 HYPERLINK l _Toc357865445 3.2.2 工藝路線的比擬及選擇 PAGEREF _Toc357865445 h 12 HYPERLINK

11、l _Toc357865446 3.3 工藝流程介紹 PAGEREF _Toc357865446 h 14 HYPERLINK l _Toc357865447 3.3.1 焚硫轉(zhuǎn)化工段 PAGEREF _Toc357865447 h 14 HYPERLINK l _Toc357865448 3.3.2 干吸工段 PAGEREF _Toc357865448 h 15 HYPERLINK l _Toc357865449 第四章 流程計(jì)算與模擬 PAGEREF _Toc357865449 h 17 HYPERLINK l _Toc357865450 根底數(shù)據(jù)計(jì)算 PAGEREF _Toc357865

12、450 h 17 HYPERLINK l _Toc357865451 4.1.1 根底文獻(xiàn)數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc357865451 h 17 HYPERLINK l _Toc357865452 4.1.2 根底數(shù)據(jù)計(jì)算 PAGEREF _Toc357865452 h 17 HYPERLINK l _Toc357865453 4.2 組分設(shè)置 PAGEREF _Toc357865453 h 18 HYPERLINK l _Toc357865454 4.3 物性方法的選擇 PAGEREF _Toc357865454 h 19 HYPERLINK l _Toc357865455 4.4 化學(xué)

13、反響 PAGEREF _Toc357865455 h 19 HYPERLINK l _Toc357865456 4.5 各模塊模型的選擇與設(shè)置 PAGEREF _Toc357865456 h 19 HYPERLINK l _Toc357865457 4.5.1 枯燥塔T401 PAGEREF _Toc357865457 h 19 HYPERLINK l _Toc357865458 4.5.2 吸收塔T402，T403 PAGEREF _Toc357865458 h 20 HYPERLINK l _Toc357865459 4.5.3 焚硫爐F301 PAGEREF _Toc357865459

14、h 21 HYPERLINK l _Toc357865460 轉(zhuǎn)化器R1-5 PAGEREF _Toc357865460 h 22 HYPERLINK l _Toc357865461 4.6 全流程模擬 PAGEREF _Toc357865461 h 23 HYPERLINK l _Toc357865462 第五章 物料與能量衡算 PAGEREF _Toc357865462 h 25 HYPERLINK l _Toc357865463 5.1 物料衡算 PAGEREF _Toc357865463 h 25 HYPERLINK l _Toc357865464 5.1.1 物料衡算依據(jù) PAGER

15、EF _Toc357865464 h 25 HYPERLINK l _Toc357865465 5.1.2 衡算方法 PAGEREF _Toc357865465 h 25 HYPERLINK l _Toc357865466 5.1.3 衡算任務(wù) PAGEREF _Toc357865466 h 26 HYPERLINK l _Toc357865467 5.1.4 總物料衡算 PAGEREF _Toc357865467 h 26 HYPERLINK l _Toc357865468 5.2 能量衡算 PAGEREF _Toc357865468 h 27 HYPERLINK l _Toc3578654

16、69 5.2.1 衡算依據(jù) PAGEREF _Toc357865469 h 27 HYPERLINK l _Toc357865470 5.2.2 衡算任務(wù) PAGEREF _Toc357865470 h 28 HYPERLINK l _Toc357865471 5.2.3 全流程熱量衡算 PAGEREF _Toc357865471 h 28 HYPERLINK l _Toc357865472 第六章 焚硫爐設(shè)計(jì)與計(jì)算 PAGEREF _Toc357865472 h 30 HYPERLINK l _Toc357865473 概述 PAGEREF _Toc357865473 h 30 HYPERL

17、INK l _Toc357865474 6.2 設(shè)計(jì)目標(biāo) PAGEREF _Toc357865474 h 30 HYPERLINK l _Toc357865475 6.3 焚硫爐設(shè)計(jì)根底 PAGEREF _Toc357865475 h 30 HYPERLINK l _Toc357865476 6.3.1 焚硫爐簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc357865476 h 30 HYPERLINK l _Toc357865477 6.3.2 焚硫爐的設(shè)計(jì)要求 PAGEREF _Toc357865477 h 31 HYPERLINK l _Toc357865478 6.4 焚硫爐主體尺寸計(jì)算 PAGERE

18、F _Toc357865478 h 31 HYPERLINK l _Toc357865479 6.4.1 爐膛容積 PAGEREF _Toc357865479 h 31 HYPERLINK l _Toc357865480 6.4.2 容積熱強(qiáng)度 PAGEREF _Toc357865480 h 32 HYPERLINK l _Toc357865481 6.4.3 硫燃燒熱效應(yīng) PAGEREF _Toc357865481 h 32 HYPERLINK l _Toc357865482 6.4.4 爐膛容積 PAGEREF _Toc357865482 h 32 HYPERLINK l _Toc3578

19、65483 6.4.5 爐子長(zhǎng)度與直徑 PAGEREF _Toc357865483 h 33 HYPERLINK l _Toc357865484 6.4.6 進(jìn)氣和出氣孔徑的計(jì)算 PAGEREF _Toc357865484 h 33 HYPERLINK l _Toc357865485 6.4.7 二次風(fēng)進(jìn)口孔徑 PAGEREF _Toc357865485 h 34 HYPERLINK l _Toc357865486 6.4.8 人孔 PAGEREF _Toc357865486 h 34 HYPERLINK l _Toc357865487 6.5 焚硫爐詳細(xì)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc3578

20、65487 h 34 HYPERLINK l _Toc357865488 6.5.1 爐墻設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc357865488 h 34 HYPERLINK l _Toc357865489 6.5.2 擋墻設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc357865489 h 38 HYPERLINK l _Toc357865490 6.5.3 旋流裝置 PAGEREF _Toc357865490 h 39 HYPERLINK l _Toc357865491 6.5.4 鞍座設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc357865491 h 39 HYPERLINK l _Toc357865492 6.5.5 硫

21、磺噴槍 PAGEREF _Toc357865492 h 40 HYPERLINK l _Toc357865493 6.6 焚硫爐設(shè)計(jì)條件匯總 PAGEREF _Toc357865493 h 41 HYPERLINK l _Toc357865494 6.7 鼓風(fēng)機(jī)選型 PAGEREF _Toc357865494 h 43 HYPERLINK l _Toc357865495 6.7.1 概述 PAGEREF _Toc357865495 h 43 HYPERLINK l _Toc357865496 6.7.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc357865496 h 43 HYPERLINK l _

22、Toc357865497 6.7.3 設(shè)計(jì)原那么 PAGEREF _Toc357865497 h 44 HYPERLINK l _Toc357865498 6.7.3 鼓風(fēng)機(jī)C301選型 PAGEREF _Toc357865498 h 44 HYPERLINK l _Toc357865499 第七章 焚硫工段設(shè)備布置 PAGEREF _Toc357865499 h 45 HYPERLINK l _Toc357865500 7.1 車間布置設(shè)計(jì)依據(jù) PAGEREF _Toc357865500 h 45 HYPERLINK l _Toc357865501 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc3

23、57865501 h 45 HYPERLINK l _Toc357865502 7.1.2 根底資料 PAGEREF _Toc357865502 h 45 HYPERLINK l _Toc357865503 7.2 設(shè)備布置設(shè)計(jì)原那么 PAGEREF _Toc357865503 h 45 HYPERLINK l _Toc357865504 7.3 焚硫工段設(shè)備布置 PAGEREF _Toc357865504 h 46 HYPERLINK l _Toc357865505 第八章 焚硫工段的配管設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc357865505 h 47 HYPERLINK l _Toc357865

24、506 8.1 設(shè)計(jì)依據(jù) PAGEREF _Toc357865506 h 47 HYPERLINK l _Toc357865507 8.1.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc357865507 h 47 HYPERLINK l _Toc357865508 8.1.2 根底資料 PAGEREF _Toc357865508 h 47 HYPERLINK l _Toc357865509 8.2 焚硫工段配管設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc357865509 h 47 HYPERLINK l _Toc357865510 8.2.1 管徑計(jì)算 PAGEREF _Toc357865510 h 47 HY

25、PERLINK l _Toc357865511 8.2.2 管道材料 PAGEREF _Toc357865511 h 48 HYPERLINK l _Toc357865512 8.2.3 閥門及管件 PAGEREF _Toc357865512 h 48 HYPERLINK l _Toc357865513 8.2.4 管道連接 PAGEREF _Toc357865513 h 49 HYPERLINK l _Toc357865514 8.3 焚硫爐工段管道布置 PAGEREF _Toc357865514 h 49 HYPERLINK l _Toc357865515 8.3.1 管道敷設(shè)原那么 PA

26、GEREF _Toc357865515 h 49 HYPERLINK l _Toc357865516 8.3.2 焚硫爐管道布置 PAGEREF _Toc357865516 h 49 HYPERLINK l _Toc357865517 管廊上的管道布置 PAGEREF _Toc357865517 h 50 HYPERLINK l _Toc357865518 8.3.4 其它管道布置 PAGEREF _Toc357865518 h 50 HYPERLINK l _Toc357865519 第九章 自動(dòng)控制及儀表 PAGEREF _Toc357865519 h 51 HYPERLINK l _To

27、c357865520 9.1 設(shè)計(jì)依據(jù) PAGEREF _Toc357865520 h 51 HYPERLINK l _Toc357865521 9.2 控制系統(tǒng)的選擇 PAGEREF _Toc357865521 h 51 HYPERLINK l _Toc357865522 9.3 轉(zhuǎn)化工段控制方案 PAGEREF _Toc357865522 h 51 HYPERLINK l _Toc357865523 9.3.1 鼓風(fēng)機(jī) PAGEREF _Toc357865523 h 51 HYPERLINK l _Toc357865524 9.3.2 焚硫爐 PAGEREF _Toc357865524 h

28、 51 HYPERLINK l _Toc357865525 9.3.3 廢熱鍋爐 PAGEREF _Toc357865525 h 52 HYPERLINK l _Toc357865526 9.4 焚硫工段儀表控制點(diǎn) PAGEREF _Toc357865526 h 52 HYPERLINK l _Toc357865527 9.5 焚硫工段主要儀表選型 PAGEREF _Toc357865527 h 52 HYPERLINK l _Toc357865528 9.5.1 壓力儀表 PAGEREF _Toc357865528 h 52 HYPERLINK l _Toc357865529 9.5.2 溫

29、度儀表 PAGEREF _Toc357865529 h 52 HYPERLINK l _Toc357865530 9.5.3 調(diào)節(jié)閥 PAGEREF _Toc357865530 h 53 HYPERLINK l _Toc357865531 9.6 儀表防護(hù)和防暴 PAGEREF _Toc357865531 h 53 HYPERLINK l _Toc357865532 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc357865532 h 54 HYPERLINK l _Toc357865533 致謝 PAGEREF _Toc357865533 h 55第一章 文獻(xiàn)綜述1.1 硫酸簡(jiǎn)介硫酸分子式：H2SO4作

30、為廣泛用于化肥、纖維、制藥等化學(xué)工業(yè)及鋼鐵、有色金屬、食品等各種工業(yè)的根底原料，有工業(yè)之母之稱。 硫酸按濃度分，一般分為稀硫酸密度小于1.5g/m3、濃硫酸密度約為1.84g/m3和發(fā)煙硫酸密度大于1.84g/m3。常用的稀硫酸濃度為15%和20%左右，濃硫酸濃度一般為93%和98%酸，發(fā)煙酸濃度常用為104.5%和106.75%。生產(chǎn)硫酸的原料主要有硫鐵礦、硫磺、石膏、硫化氫、有色金屬冶煉煙氣、廢酸和各種含硫排放物，全世界硫資源近90%用于生產(chǎn)硫酸1。1.2 國(guó)內(nèi)外硫酸工業(yè)概況硫酸作為傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)根本化工原料， 自18世紀(jì)中葉工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，隨著炸藥、染料工業(yè)的興起而迅速開(kāi)展， 現(xiàn)今隨化肥工業(yè)

31、、有色冶金、石油化工、紡織和國(guó)防工業(yè)、輕工業(yè)及其它有關(guān)工業(yè)的開(kāi)展而不衰2。世界硫酸的產(chǎn)量增長(zhǎng)很快，在20世紀(jì)初，其總產(chǎn)量只有幾百萬(wàn)噸，到1997年，其產(chǎn)量達(dá)155163kt，最近40年的年平均遞增率為5.2%1。全球硫酸產(chǎn)量近十多年均是正增長(zhǎng)，而到2006年的總產(chǎn)量約196000kt2。生產(chǎn)硫酸的原料以硫磺為主， 冶煉煙氣次之， 兩者共占所用原料總量的90%以上，而使用硫鐵礦制酸在逐年減少2。如:1996年，英國(guó)占總產(chǎn)量82.9%的硫酸以硫磺為原料、美國(guó)占82.0%。1995年，以硫鐵礦為原料的硫酸產(chǎn)量為20000kt 左右，占硫酸總產(chǎn)量的13%；1997年，除中國(guó)以外，其余地區(qū)以硫鐵礦為原料

32、的硫酸產(chǎn)量下降了8%3-4；1998年全球硫鐵礦產(chǎn)量6270kt(折100%硫，下同)，硫鐵礦制酸的產(chǎn)量約18000kt；t 2006年全球硫鐵礦產(chǎn)量降至5730kt，僅為所有形態(tài)硫總生產(chǎn)量的8.4%2。我國(guó)的硫酸工業(yè)起始于19世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)產(chǎn)量很少。新中國(guó)建立后，尤其是20世紀(jì)80年代以后，硫酸工業(yè)獲得了快速地開(kāi)展6。隨著中國(guó)高濃度磷復(fù)肥和有色金屬的開(kāi)展， 硫酸產(chǎn)量迅速增加。2002年硫酸產(chǎn)量突破3000萬(wàn)噸，到達(dá)3051. 9萬(wàn)噸5。我國(guó)是硫鐵礦的最大消費(fèi)國(guó)，20世紀(jì)我國(guó)硫酸工業(yè)主要以硫鐵礦為原料。至2000年我國(guó)以硫鐵礦為原料的產(chǎn)酸量，仍占國(guó)內(nèi)硫酸產(chǎn)量的3/ 4左右1。但是，20世紀(jì)

33、90年代以后，隨著我國(guó)有色冶煉行業(yè)的開(kāi)展，以及國(guó)際硫磺價(jià)格的下降和環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，我國(guó)硫酸生產(chǎn)的原料結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，硫磺制酸和冶煉煙氣制酸的比例逐漸提高，硫鐵礦制酸的產(chǎn)量雖然下降不大，但其所占比例已越來(lái)越小，由20世紀(jì)七八十年代的80%90%，到2002年降到50%以下。至2021年我國(guó)硫磺制酸產(chǎn)能已到達(dá)38000kt/a，產(chǎn)量為32980kt/a，20062021年硫磺制酸產(chǎn)能、產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率分別為10.0%，10.8%。預(yù)計(jì)到“十二五末期我國(guó)硫磺制酸產(chǎn)能將到達(dá)4700050000kt/a，產(chǎn)量約40000kt/a7。目前世界各國(guó)硫酸工程都趨向于大型化開(kāi)展， 進(jìn)入21世紀(jì)的幾年中，

34、 全球建成規(guī)模最大的硫酸生產(chǎn)裝置， 在硫磺制酸方面，單系列最大規(guī)模已達(dá)4500t/d。我國(guó)硫磺制酸也正在向大型化開(kāi)展。到2021年底，我國(guó)硫磺制酸單系列最大規(guī)模已到達(dá)1000kt/a7。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，我國(guó)在硫酸工業(yè)上得技術(shù)裝備水平不斷在提高。1.3 硫酸市場(chǎng)分析世界上肥料工業(yè)是硫酸的最大用戶，約占60%，而磷肥生產(chǎn)又是硫酸的最大消耗局部。我國(guó)硫酸的消費(fèi)主要用于化肥生產(chǎn)，至1995年的前10年，我國(guó)磷酸鹽消費(fèi)量平均年增長(zhǎng)率為12.2%。1995年化肥生產(chǎn)用酸占硫酸總產(chǎn)量的73.2%(其中磷肥占66.1%、硫酸銨占71.5%) ，1997年占全年硫酸總產(chǎn)量的72.2%。1

35、998年全國(guó)化肥產(chǎn)量273616萬(wàn)噸 ，比上年增長(zhǎng)7.2%，其中磷肥51515929萬(wàn)噸 ，前7個(gè)月磷酸鹽產(chǎn)量增長(zhǎng)4%，全年硫酸產(chǎn)量比上年增長(zhǎng)4.2%。1999年國(guó)家化肥生產(chǎn)方案安排3000萬(wàn)噸 (折純) ，其中磷肥660萬(wàn)噸 1。自21世紀(jì)有關(guān)部門人士到含硫化肥在糧食生產(chǎn)中的重要作用，并將開(kāi)展含硫化肥放在了重要地位。2002年國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口硫酸資源總量為323412萬(wàn)噸， 消費(fèi)量為323118萬(wàn)噸?；氏M(fèi)硫酸232319萬(wàn)噸， 占硫酸消費(fèi)量的71.9%5。2007年我國(guó)硫酸裝置總產(chǎn)能約68000k，t 生產(chǎn)量57000k，t 占全球產(chǎn)量的25. 7%2。綜上，我們看以看到，硫酸工業(yè)自誕生以來(lái)，

36、其規(guī)模就一直快速開(kāi)展。21世紀(jì)的這十年中，特別是我國(guó)的硫酸工業(yè)更是開(kāi)展迅速，硫酸產(chǎn)量不斷提高。隨著全球?qū)α蛩嵝枨罅康牟粩嘣黾?，硫酸產(chǎn)品會(huì)有更廣的市場(chǎng)前景。1.4 硫磺制酸正如上一節(jié)所提到的，隨著我國(guó)際硫磺價(jià)格的下降和硫磺回收量的增加，硫磺制酸在硫酸產(chǎn)量中所占的比例也越來(lái)越大。特別是我國(guó)，硫磺回收和硫磺制酸開(kāi)展迅速，2021年我國(guó)硫磺回收產(chǎn)能在40005000kt/a，產(chǎn)量為2870kt7。同時(shí)硫磺制酸還有原料清潔，不產(chǎn)生礦渣或酸性污水，氣體SO2濃度較高，制酸工藝簡(jiǎn)單和氣體流程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)8。1.4.1 硫磺制酸的工藝流程硫磺制酸一般包括：原料處理，焚硫，SO2轉(zhuǎn)化和干吸工序9。圖1.1 硫磺制

37、酸流程框圖Fig 1.1 Flow diagram of sulfuric acid from sulfuric1.4.2 焚硫工段焚硫工段的目的是將硫氧化生成SO2，將精制液硫通過(guò)精硫泵加壓后，經(jīng)硫磺噴槍機(jī)械霧化而噴入焚硫爐燃燒，所需的枯燥空氣來(lái)自枯燥塔10。液體硫磺霧化、燃燒采用帶有機(jī)械霧化噴嘴的焚硫爐，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容積熱強(qiáng)度高，不需另設(shè)加壓風(fēng)機(jī)等優(yōu)點(diǎn)，節(jié)省了動(dòng)力消耗，簡(jiǎn)化了流程11。根據(jù)空氣鼓風(fēng)機(jī)的布置不同可分為：塔前流程，即鼓風(fēng)機(jī)布置在枯燥塔上游，風(fēng)機(jī)進(jìn)口為濕空氣，它對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的耐腐蝕要求低；塔后流程，即將鼓風(fēng)機(jī)布置在枯燥塔下游，風(fēng)機(jī)進(jìn)口為枯燥空氣含微量酸霧，它對(duì)鼓風(fēng)機(jī)耐腐性要求較高，

38、氣量比塔前流程大，相應(yīng)的枯燥塔直徑稍大。塔后流程的優(yōu)點(diǎn)是鼓風(fēng)機(jī)的壓縮熱帶入焚硫爐，可多產(chǎn)生蒸汽，同時(shí)可以減少枯燥塔循環(huán)水的用量12 。這兩種路程目前都有使用，南化公司硫磺制酸裝置采用的是塔后流程。1.4.2.1 焚硫爐焚硫爐一般為鋼制圓筒內(nèi)襯耐火磚和保溫磚的臥式結(jié)構(gòu)，爐內(nèi)設(shè)置多道擋墻及二次風(fēng)入口，以增強(qiáng)空氣與液硫霧化顆粒的混合，確保液硫在爐內(nèi)完全燃燒。目前國(guó)內(nèi)焚硫爐主要有兩種形式，一種是圓筒形臥式焚硫爐，爐頭每只磺槍分別配有空氣旋流裝置；另一種是一次擴(kuò)大型臥式焚硫爐，空氣進(jìn)口采用雙螺旋結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣裝置，爐頭設(shè)有大蝸形旋流裝置，旋流裝置中間放置數(shù)根磺槍。在保證液硫充分燃燒的前提下，提高了焚硫爐的容

39、積熱強(qiáng)度12。1.4.2.2 焚硫爐布置12焚硫爐和廢熱鍋爐是相關(guān)設(shè)備，需要統(tǒng)一布置，由于兩臺(tái)設(shè)備的整體長(zhǎng)度都比擬長(zhǎng)，可根據(jù)場(chǎng)地的情況將兩臺(tái)設(shè)備平行布置或呈“L形布置。由于焚硫爐出口至廢熱鍋爐的氣體的溫度很高可到達(dá)1100左右，該管道一般采用碳鋼襯磚結(jié)構(gòu)，施工難度大，因此焚硫爐和廢熱鍋爐應(yīng)盡量靠近以縮短該管道的長(zhǎng)度。1.4.3 轉(zhuǎn)化工段平轉(zhuǎn)化工段的任務(wù)是將SO2轉(zhuǎn)化成SO3，由焚硫爐出來(lái)的含有SO2的高溫氣體，首先進(jìn)入廢熱鍋爐回收熱量，溫度降低后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，在催化劑上反響生成SO3。自從20世紀(jì)60年代以來(lái)，硫酸生產(chǎn)中SO2轉(zhuǎn)化工藝的技術(shù)進(jìn)步是采用兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收工藝，簡(jiǎn)稱兩轉(zhuǎn)兩吸。與傳統(tǒng)的

40、一轉(zhuǎn)一吸工藝相比，兩轉(zhuǎn)兩吸工藝具有以下特點(diǎn)： eq oac(,1)最終轉(zhuǎn)化率高： eq oac(,2)能夠處理(SO2)較高的爐氣； eq oac(,3)可以減少尾氣中SO2的排放量； eq oac(,4)所需的換熱面積較大； eq oac(,5)系統(tǒng)阻力比一轉(zhuǎn)一吸工藝增加45kPa。兩轉(zhuǎn)兩吸工藝也有多種流程，常見(jiàn)的有“3+2五段轉(zhuǎn)化，“3+1四段轉(zhuǎn)化，“2+2四段轉(zhuǎn)化，“2+1三段轉(zhuǎn)化。目前國(guó)內(nèi)硫磺制酸裝置大多采用前兩種。分析比擬“3+2五段轉(zhuǎn)化和“3+1四段轉(zhuǎn)化工藝，研究說(shuō)明在較高(SO2)的原料氣下獲得同樣高的最終轉(zhuǎn)化率，前者對(duì)催化劑的要求更低一些，并且前者對(duì)到達(dá)要求的最終轉(zhuǎn)化率更有保障

41、13。南化公司硫磺制酸裝置采用的是“3+2五段轉(zhuǎn)化工藝。干吸工段設(shè)有一個(gè)枯燥塔和兩個(gè)吸收塔，枯燥塔的任務(wù)是枯燥空氣，除去空氣中的水分。吸收塔用來(lái)吸收由轉(zhuǎn)化器出來(lái)的SO3?；侵扑嵫b置的干吸工藝流程按設(shè)備配置的不同，可分為三大類：三塔三槽循環(huán)流程，三塔兩槽循環(huán)流程和三塔一槽循環(huán)流程14。三塔三槽為三塔各自設(shè)循環(huán)槽，循環(huán)流程有：三塔各自獨(dú)立循環(huán)流程；二吸塔獨(dú)立循環(huán)，枯燥塔和一吸塔交叉循環(huán)流程；一吸塔獨(dú)立循環(huán)，二吸塔和枯燥塔交叉循環(huán)流程；枯燥塔獨(dú)立循環(huán)，一吸塔和二吸塔交叉循環(huán)流程。三塔兩槽循環(huán)流程有：枯燥塔、一吸塔共槽，二吸塔單獨(dú)一槽循環(huán)流程；枯燥塔、二吸塔共槽，一吸塔單獨(dú)一槽循環(huán)流程；兩個(gè)吸收塔共槽

42、，枯燥塔單獨(dú)一槽循環(huán)流程。三塔一槽循環(huán)流程有：循環(huán)槽不加隔墻的流程；中間加一道隔墻的流程及中間加兩道隔墻的流程。中間加一道隔墻流程是由三塔兩槽流程演變而來(lái)，中間加兩道隔墻流程是由三塔三槽循環(huán)流程演變而來(lái)。關(guān)于各種循環(huán)流程工藝的詳細(xì)講解請(qǐng)參照相關(guān)文獻(xiàn)15。南化公司硫磺制酸裝置采用的是三塔兩槽循環(huán)流程，其中枯燥塔單獨(dú)一槽，兩個(gè)吸收塔共槽。1.4.5 廢熱回收在硫磺制酸過(guò)程中，從硫磺燃燒生產(chǎn)二氧化硫、二氧化硫催化氧化生成三氧化硫到三氧化硫吸收生成硫酸，每一步反響都是放熱的，總得反響熱約500kJ/mol硫酸。除裝置散熱、平排氣等損失外，其余熱量理論上均可回收利用?；厥盏臒崃恐蟹倭蚝娃D(zhuǎn)換局部的高溫廢熱

43、約占60%，干吸局部的低溫廢熱約占40%16。我國(guó)在硫磺制酸裝置的廢熱回收技術(shù)方面起步較晚。70年代我國(guó)硫磺制酸裝置廢熱回收狀況：a.只回收高溫廢熱；b.廢熱回收設(shè)備的使用可靠性差，事故率較高。80年代我國(guó)相繼引入國(guó)外全套廢熱利用設(shè)備，提高了硫磺制酸裝置廢熱回收的效率17。焚硫和轉(zhuǎn)化工段高中溫廢熱的回收系統(tǒng)一般設(shè)置，廢熱鍋爐，過(guò)熱器和省煤器。具體根據(jù)裝置規(guī)模的不同，其系統(tǒng)設(shè)置也有所差異。一般在焚硫爐后設(shè)有廢熱鍋爐，目前多采用火管鍋爐，在轉(zhuǎn)化工段設(shè)有過(guò)熱器和省煤器。對(duì)于干吸工段低溫廢熱的回收，由于品味較低，回收利用在技術(shù)上比擬困難。我國(guó)80年代前這些熱量都是由淋灑式鑄鐵排管冷卻后隨冷卻水帶到環(huán)境

44、中。80年代后期，我國(guó)開(kāi)發(fā)了幾種回收利用低溫廢熱的方法和技術(shù)：加熱脫鹽水，提高進(jìn)除氧器的水溫，從而減少除氧器蒸汽消耗。生產(chǎn)熱水用于其它裝置，如：用于磷酸濃縮或氨蒸發(fā)等，但這種方法必須是磷酸和磷酸或合成氨等裝置的聯(lián)合化工企業(yè)。生產(chǎn)熱水用于居民生活。孟山都環(huán)境化學(xué)公司在80年代后期開(kāi)發(fā)了硫酸高溫吸收產(chǎn)生低壓蒸汽的系統(tǒng)簡(jiǎn)稱HRS。該系統(tǒng)主要由HRS熱回收塔、HRS酸循環(huán)泵、HRS鍋爐及HRS稀釋器4臺(tái)設(shè)備組成。該裝置的應(yīng)用，使得廢熱的回收率從傳統(tǒng)裝置的70%提高到93%18。1.5 論文設(shè)計(jì)工程內(nèi)容與意義本文設(shè)計(jì)工程為300 kt/a硫磺制酸裝置，原料為揚(yáng)子石化等裝置回收下來(lái)的液體硫磺。作為重要的無(wú)

45、機(jī)根底化工原料，自其工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，其生產(chǎn)工藝不斷改善和提高，產(chǎn)量更是迅速增長(zhǎng)。到20世紀(jì)90年代以后，隨著我國(guó)有色冶煉行業(yè)的開(kāi)展，以及國(guó)際硫磺價(jià)格的下降和環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，硫磺制酸在制酸工業(yè)中占據(jù)了非重要的地位。至2021年我國(guó)硫磺制酸產(chǎn)能已到達(dá)38000kt/a，產(chǎn)量為32980kt/a，20062021年硫磺制酸產(chǎn)能、產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率分別為10.0%，10.8%。預(yù)計(jì)到“十二五末期我國(guó)硫磺制酸產(chǎn)能將到達(dá)4700050000kt/a，產(chǎn)量約40000kt/a。本裝置的建成可以吸收周邊石油化工裝置回收的硫磺，同時(shí)可以緩解國(guó)內(nèi)硫酸供給相對(duì)緊張的形勢(shì)。國(guó)內(nèi)硫酸工業(yè)的重心正由硫鐵礦制酸一步步轉(zhuǎn)移到

46、硫磺制酸上來(lái)，該裝置的設(shè)計(jì)與建成不僅是響應(yīng)該行業(yè)的趨勢(shì)，更是本著保護(hù)環(huán)境節(jié)能減排的現(xiàn)代工業(yè)責(zé)任心。 第二章 總論2.1 工程概述本文設(shè)計(jì)一套年產(chǎn)30萬(wàn)噸的硫磺制酸裝置，本裝置的原料采用樣子石化等裝置硫回收下來(lái)的液體硫磺，原料的質(zhì)量和數(shù)量有保障。本裝置焚硫采用機(jī)械噴嘴霧化的噴霧式焚硫爐，采用國(guó)產(chǎn)催化劑、“3+2兩次轉(zhuǎn)化工藝。采用中壓余熱回收器、過(guò)熱器和省煤器回收焚硫和轉(zhuǎn)化工段的廢熱產(chǎn)生中壓過(guò)熱蒸汽。本裝置的產(chǎn)品是符合一等品指標(biāo)濃度為98%的濃硫酸。該裝置技術(shù)成熟，設(shè)備先進(jìn)，產(chǎn)品收率髙，同時(shí)該裝置還有原料清潔，不產(chǎn)生礦渣或酸性污水等優(yōu)點(diǎn)，符合科學(xué)開(kāi)展觀。本文設(shè)計(jì)裝置年產(chǎn)98%工業(yè)硫酸30萬(wàn)噸，裝置

47、運(yùn)轉(zhuǎn)市場(chǎng)為8000小時(shí)/年。2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)化工工廠初步設(shè)計(jì)文件內(nèi)容深度 HG/T20688-20002021年南京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書該裝置的可行性評(píng)估報(bào)告本工程的環(huán)境影響報(bào)告書及其批復(fù)文件職業(yè)病危害預(yù)評(píng)價(jià)報(bào)告及其批復(fù)原文件2.3 設(shè)計(jì)原那么由于化工廠的投資建設(shè)，要考慮到環(huán)境、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)可行性、人員等各方面的因素，所以參照以下設(shè)計(jì)原那么。2.3.1 環(huán)境保護(hù)條例1地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB3838-882大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB3095-823城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) GB3096-824污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB8978-885工業(yè)“三廢排放試行標(biāo)準(zhǔn) GBJ4-736鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn) GB384

48、1-832.3.2 約束條件1設(shè)計(jì)考慮的外部約束條件：1政府制定的各種法律、規(guī)定和要求；2各種自然規(guī)律；3平安要求；4衛(wèi)生要求；5資源情況；6各種必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)；7經(jīng)濟(jì)要求，經(jīng)濟(jì)可行。2設(shè)計(jì)考慮的內(nèi)部約束條件：1生產(chǎn)技術(shù)：技術(shù)軟硬件的來(lái)源、技術(shù)成熟程度、價(jià)格和使用條件；2材料：原材料、建筑材料、關(guān)鍵設(shè)備等供給的難易；3時(shí)間：允許和需要的設(shè)計(jì)時(shí)間；4人員：素質(zhì)和數(shù)量；5產(chǎn)品規(guī)格；6建設(shè)單位的具體要求；7建廠地區(qū)的具體情況。2.4 工程建設(shè)意義作為重要的無(wú)機(jī)根底化工原料，自其工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，其生產(chǎn)工藝不斷改善和提高，產(chǎn)量更是迅速增長(zhǎng)。到20世紀(jì)90年代以后，隨著我國(guó)有色冶煉行業(yè)的開(kāi)展，以及國(guó)

49、際硫磺價(jià)格的下降和環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，硫磺制酸在制酸工業(yè)中占據(jù)了非重要的地位。至2021年我國(guó)硫磺制酸產(chǎn)能已到達(dá)38000kt/a，產(chǎn)量為32980kt/a，20062021年硫磺制酸產(chǎn)能、產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率分別為10.0%，10.8%。預(yù)計(jì)到“十二五末期我國(guó)硫磺制酸產(chǎn)能將到達(dá)4700050000kt/a，產(chǎn)量約40000kt/a。本裝置的建成可以吸收周邊石油化工裝置回收的硫磺，同時(shí)可以緩解國(guó)內(nèi)硫酸供給相對(duì)緊張的形勢(shì)。國(guó)內(nèi)硫酸工業(yè)的重心正由硫鐵礦制酸一步步轉(zhuǎn)移到硫磺制酸上來(lái)，該裝置的設(shè)計(jì)與建成不僅是響應(yīng)該行業(yè)的趨勢(shì)，更是本著保護(hù)環(huán)境節(jié)能減排的現(xiàn)代工業(yè)責(zé)任心。2.5 原料及產(chǎn)品方案本套裝置的原料采用

50、揚(yáng)子石化等裝置硫回收下來(lái)的液體硫磺，原料經(jīng)精硫槽處理后可以直接使用。產(chǎn)品規(guī)格為98%的工業(yè)硫酸，98%工業(yè)硫酸質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB534/T-2002一等品指標(biāo)。具體如表2.1。表2.1 工業(yè)一等品98%硫酸指標(biāo) The indicator of industrial Grade sulfuric acid with 98%w/w項(xiàng)目98%工業(yè)硫酸指標(biāo)H2SO498%灰分0.03Fe0.01%As0.005%透明度50mm色 度Hg0.01%Pb0.02%本裝置每年生產(chǎn)符合該標(biāo)準(zhǔn)的濃硫酸30萬(wàn)噸折100%硫酸計(jì)2.6 主要物料規(guī)格及消耗本工藝所需要的原料用量以及公用工程的消耗量列于表2.2。表

51、2.2 主要物料消耗表Tab 2.2 The main material consumption序號(hào)工程規(guī)格數(shù)量備注1液硫按供給2空氣環(huán)境空氣3/年3鍋爐給水104pa4催化劑工業(yè)等級(jí)288m3一次裝填量5電350/220V6冷卻水301872萬(wàn)噸/年2.7 主要危險(xiǎn)品性質(zhì)該工藝中所涉及的原料和產(chǎn)品有一定的危險(xiǎn)性，其主要危險(xiǎn)物品德性質(zhì)見(jiàn)表2.3。表2.3 主要危險(xiǎn)物品性質(zhì)表Tab 2.3 Main properties of dangerous goods危險(xiǎn)品熔點(diǎn)/沸點(diǎn)/閃點(diǎn)/爆炸極限/V%毒性可燃性上限下線硫酸330無(wú)意義無(wú)意義無(wú)意義強(qiáng)腐蝕性不可燃硫磺119無(wú)意義-可致慢性中毒易燃第三章

52、工藝流程3.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)本文設(shè)計(jì)論述的是一套硫磺制酸裝置，本裝置采用機(jī)械霧化焚硫，采用“3+2兩轉(zhuǎn)兩吸工藝流程。該套裝置可以將揚(yáng)子石化等裝置硫回收下來(lái)的液硫轉(zhuǎn)化成98%的硫酸產(chǎn)品。盡量采取可行的措施回收工藝流程中的余熱。3.1.2 生產(chǎn)規(guī)模本文設(shè)計(jì)30萬(wàn)噸/年硫磺制酸裝置以滿足各個(gè)行業(yè)日益增長(zhǎng)的需求，同時(shí)緩解我國(guó)過(guò)去以硫鐵礦制酸帶來(lái)的環(huán)境和產(chǎn)量的壓力。3.2 工藝路線選擇3.2.1 工藝路線選擇原那么原料來(lái)源的可靠性?；どa(chǎn)過(guò)程大局部是連續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程，原料數(shù)量及質(zhì) 量的穩(wěn)定可靠地供給是進(jìn)行正常生產(chǎn)的根本條件。盡可能選擇當(dāng)?shù)鼗蚋浇脑?。?jīng)濟(jì)性。工藝路線影響到擬建廠的技術(shù)方案、廠址、環(huán)境保護(hù)等

53、多個(gè)方面，從而對(duì)工程的投資、本錢、利潤(rùn)產(chǎn)生影響。資源利用的合理性。這種合理性是從國(guó)民經(jīng)濟(jì)角度來(lái)考察的，因?yàn)閲?guó)家的資源有限，要用有限的資源來(lái)獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。工藝技術(shù)的先進(jìn)性。技術(shù)的先進(jìn)是指工程建設(shè)投資后，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)量、運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性及平安性等既先進(jìn)又符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。3.2.2 工藝路線的比擬及選擇目前硫磺的生產(chǎn)工藝主要有硫鐵礦制酸、WSA濕法制酸、硫磺制酸、磷石膏制酸等。硫鐵礦制酸是我國(guó)硫酸工業(yè)最重要的硫酸生產(chǎn)方法之一。硫鐵礦制酸工藝包括焙燒、凈化、轉(zhuǎn)化等假設(shè)干工序，制酸過(guò)程中，焙燒工序和吸收工序會(huì)排放大量枯燥廢棄、增濕廢氣和制酸尾氣，嚴(yán)重地危害著周邊的環(huán)境。磷石膏是磷化工生產(chǎn)的最大固

54、體廢棄物，每生產(chǎn)1t磷酸會(huì)產(chǎn)生56t磷石膏。據(jù)中國(guó)磷肥工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2021我國(guó)磷石膏排放量約5000萬(wàn)噸占工業(yè)副產(chǎn)石膏的70%以上19。所以磷石膏制酸可謂是緩解磷石膏污染的一種有效途徑。1969年Linz化學(xué)公司建成第一家利用磷石膏制硫酸并聯(lián)產(chǎn)水泥的工廠20。1986年Lurgi公司開(kāi)發(fā)成功循環(huán)流化床節(jié)能型磷石膏熱分解法制硫酸和聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)并進(jìn)行了中試，其磷石膏分解率達(dá)99%。之后國(guó)內(nèi)外均在磷石膏生產(chǎn)硫酸的技術(shù)上有所開(kāi)展。但是到目前為止該生產(chǎn)工藝還存在很多實(shí)際問(wèn)題，工藝技術(shù)和設(shè)備都不夠成熟難以大量生產(chǎn)工業(yè)所需求得硫酸，并且生產(chǎn)本錢也比擬高。c在最近15年中，托普索公司的WSA濕法制酸技術(shù)在低

55、濃度SO2氣體SO2不產(chǎn)過(guò)6%7%制酸方面得到了廣泛的應(yīng)用。WSA工藝是一種能有效地脫除各種廢棄中硫并將其轉(zhuǎn)化成工業(yè)成品濃硫酸的工藝。全世界簽的WSA裝置已超80套，主要用于石油煉制、煤化工和煤氣化、焦化、冶金、粘膠纖維生產(chǎn)等行業(yè)21。與傳統(tǒng)制酸工藝相比，WSA工藝具有能效高和沒(méi)有副產(chǎn)品產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)，WSA工藝中氣體不需要枯燥，因而生產(chǎn)中沒(méi)有酸損失，也不產(chǎn)生酸性廢水。但是WSA工藝也有其局限性。一是原料氣體濃度受限制，考慮到WSA冷卻器的結(jié)構(gòu)和材料，不可能處理硫酸露點(diǎn)高于260的氣體，這相當(dāng)于進(jìn)轉(zhuǎn)化器的SO2不能高于6%7%。二是SO2轉(zhuǎn)化率受限制，最為一轉(zhuǎn)一吸工藝，WSA工藝的SO2/SO3的

56、平衡曲線將SO2轉(zhuǎn)化率限制在99.4%99.7%。隨著世界石油化工的開(kāi)展，化工生產(chǎn)中硫磺的回收量不斷增加，硫磺的市場(chǎng)價(jià)格也隨之下降，在這種環(huán)境下，硫磺制酸由于其裝置操作簡(jiǎn)單，并且擁有原料清潔，不產(chǎn)生礦渣或酸性污水，氣體SO2濃度較高等優(yōu)點(diǎn)，因此硫磺制酸在硫酸工業(yè)中所占的比重越來(lái)越大。本文的設(shè)計(jì)選擇使用硫磺生產(chǎn)硫酸，生產(chǎn)原料為揚(yáng)子石化等裝置回收的液體硫磺。目前硫磺制酸工藝的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，本文所設(shè)計(jì)的裝置，采用南化公司所使用硫磺制酸技術(shù)和設(shè)備。3.3 工藝流程介紹3.3.1 焚硫轉(zhuǎn)化工段精制液體硫磺由精硫泵連續(xù)送往焚硫爐F301前端的兩只硫磺噴槍。液硫經(jīng)噴槍霧化后噴入爐內(nèi)，干空氣由前端進(jìn)氣口進(jìn)

57、入，與霧化后的硫磺充分接觸燃燒。焚硫爐內(nèi)設(shè)置三道擋墻，以強(qiáng)化硫磺與空氣的混合和確保停留時(shí)間。為防止硫磺燃燒不完全，設(shè)有二次風(fēng)，用于補(bǔ)充氧量和調(diào)節(jié)爐溫，促使反響完全，不致產(chǎn)生升華硫。爐膛內(nèi)操作溫度控制在1000左右。出焚硫爐F301的爐氣進(jìn)入火管型余熱回收器B301，回收熱量后降溫至415，再進(jìn)入轉(zhuǎn)化器R301一段催化劑層，進(jìn)轉(zhuǎn)化的SO2%摩爾濃度左右。余熱回收器回收熱量后產(chǎn)生的的中壓飽和蒸汽送轉(zhuǎn)化工序低溫過(guò)熱器、中溫過(guò)熱器和高溫過(guò)熱器過(guò)熱繼續(xù)回收熱量。出余熱回收器B301溫度約415、SO2濃度9.5%摩爾濃度的爐氣依次分別進(jìn)入轉(zhuǎn)化器R301、段催化劑層，進(jìn)行SO2的催化氧化反響，生成SO3。

58、進(jìn)轉(zhuǎn)化器段催化劑層爐氣溫度可通過(guò)余熱回收器旁路調(diào)節(jié)，SO2濃度可以通過(guò)調(diào)節(jié)空氣風(fēng)機(jī)C301出口旁路來(lái)控制。出轉(zhuǎn)化器R301段催化劑層約595的爐氣進(jìn)入高溫過(guò)熱器B302，在此加熱出中溫過(guò)熱器B303的蒸汽至Pa、450送蒸汽集汽聯(lián)箱，經(jīng)高溫過(guò)熱器換熱后的爐氣降溫至約455進(jìn)入轉(zhuǎn)化器段催化劑層繼續(xù)進(jìn)行SO2的催化氧化反響；出段催化劑層約517的爐氣進(jìn)入熱熱換熱器E301，與來(lái)自第一吸收塔并經(jīng)冷熱換熱器E302預(yù)熱的SO2爐氣換熱，降溫至440后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器段催化劑層反響，出三段催化劑層約458的爐氣依次進(jìn)入冷熱換熱器E302和省煤器B303降溫至175，然后送入第一吸收塔吸收SO3，那么SO2完成

59、一次轉(zhuǎn)化。經(jīng)第一吸收塔吸收SO3后的爐氣依次通過(guò)冷換熱器E302和熱換熱器E301，利用轉(zhuǎn)化器、段的反響熱升溫至約420后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器段催化劑層反響，出段約438的爐氣進(jìn)入中溫過(guò)熱器B303，在此加熱出低溫過(guò)熱器B304的蒸汽，經(jīng)中溫過(guò)熱器換熱后的爐氣降溫至約420進(jìn)入轉(zhuǎn)化器段催化劑層繼續(xù)進(jìn)行SO2的催化氧化反響；出段催化劑層約422的爐氣進(jìn)入低溫過(guò)熱器B304和省煤器B306，降溫至160后進(jìn)第二吸收塔T402，那么完成二次轉(zhuǎn)化和吸收SO2最終設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化率為99.8%，經(jīng)第二吸收塔T403吸收后的尾氣可直接通過(guò)尾氣煙囪S401排放。3.3.2 干吸工段空氣通過(guò)空氣過(guò)濾器過(guò)濾后由枯燥塔下部進(jìn)入枯燥

60、塔，95濃硫酸從枯燥塔上部進(jìn)入枯燥塔，與空氣逆向接觸，95%濃度的酸吸收水分后，濃度下降到約94.74%左右，從塔底部流入枯燥塔酸循環(huán)槽，空氣從塔頂部出，含水量在3以下，進(jìn)入空氣風(fēng)機(jī)升壓后進(jìn)入焚硫轉(zhuǎn)化工段焚硫爐與液硫混合燃燒。濃硫酸吸收水分的過(guò)程是一個(gè)放熱反響，所以，枯燥塔出塔酸溫高于塔進(jìn)口酸溫。為了維持枯燥塔酸循環(huán)槽內(nèi)95%酸濃，由吸收系統(tǒng)串入一局部98%濃硫酸，在枯燥塔循環(huán)槽內(nèi)，枯燥塔下塔酸和吸收系統(tǒng)串來(lái)的98%酸混合，混合后，一局部由枯燥塔酸循環(huán)泵送入枯燥塔酸冷卻器，冷卻至50后送到枯燥塔塔頂噴淋；多出的一局部酸串入第一吸收塔內(nèi)。吸收系統(tǒng)是用濃硫酸吸收由焚硫轉(zhuǎn)化工段來(lái)的SO3氣體。轉(zhuǎn)化工