硫磺法硫酸生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì).概要

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"硫酸生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介 4\o"CurrentDocument"1.1硫鐵礦制硫酸 4\o"CurrentDocument"1.2硫磺制酸 4\o"CurrentDocument"1.3冶煉煙氣制酸 4\o"CurrentDocument"1.4硫酸鹽制酸 4\o"CurrentDocument"產(chǎn)品級(jí)原料物化數(shù)據(jù) 5\o"CurrentDocument"二氧化硫（SO2） 5\o"CurrentDocument"二氧化硫（SO） 5\o"CurrentDocument"硫酸（H2SO4） 6\o"CurrentDocument"工藝設(shè)計(jì)部分 9\o"CurrentDocument"3.1原料熔硫工段 10\o"CurrentDocument"3.2焚硫工段 12\o"CurrentDocument"3.3余熱鍋爐系統(tǒng) 14\o"CurrentDocument"3.4轉(zhuǎn)化工段 17\o"CurrentDocument"3.5干吸工段 19\o"CurrentDocument"3.6成品工段 21\o"CurrentDocument"3.7污水處理系統(tǒng) 22\o"CurrentDocument"物料及熱量衡算 25\o"CurrentDocument"4.1設(shè)計(jì)要求 25\o"CurrentDocument"4.2硫磺焚燒的物料衡算 25\o"CurrentDocument"4.3轉(zhuǎn)化器物料衡算 26\o"CurrentDocument"4.4轉(zhuǎn)化器熱量衡算 27主要設(shè)備的工藝計(jì)算和設(shè)備選型 285.1主要設(shè)備轉(zhuǎn)化器的設(shè)計(jì) 285.2催化劑的裝填量 28\o"CurrentDocument"5.3各段觸媒需用量VK、觸媒層厚度H 30\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)總結(jié)及致謝 32\o"CurrentDocument"參考文件 33\o"CurrentDocument"附件 34硫磺法硫酸生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)摘要：以硫磺為原料生產(chǎn)硫酸不需要凈化，大大簡(jiǎn)化了工藝過程，節(jié)省投資費(fèi)用，且產(chǎn)品質(zhì)量高。設(shè)計(jì)了以硫磺為生產(chǎn)原料生產(chǎn)硫酸（300kt/a）的工藝流程，描述了硫酸一些性質(zhì)級(jí)制酸過程的反應(yīng)原理，對(duì)焚硫、轉(zhuǎn)化、吸收三個(gè)工段以及整個(gè)工藝流程做了闡述。重點(diǎn)分析了焚硫和轉(zhuǎn)化工段的各個(gè)工藝指標(biāo)，工藝條件。對(duì)焚硫工段的焚硫爐、轉(zhuǎn)化工段的轉(zhuǎn)化器和換熱器三個(gè)設(shè)備做了宏觀的設(shè)備選型，并且對(duì)焚硫爐和轉(zhuǎn)化器做了物料衡算。為了使設(shè)計(jì)更加合理與完善，在設(shè)計(jì)中還解決了廢水的處理問題。硫酸生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介1.1硫鐵礦制硫酸以硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸，共有九種流程，他們的共同特點(diǎn)是均采用沸騰焙燒，干法除塵，酸洗凈化，兩轉(zhuǎn)兩吸，回收高低溫位余熱技術(shù)方案。設(shè)計(jì)采用的流程為：焙燒爐f 廢熱鍋爐f旋風(fēng)除塵器f電除塵器fSwemco洗滌塔f電除霧器f干燥塔f主鼓風(fēng)機(jī)（2+2兩轉(zhuǎn)兩吸。該流程首先對(duì)硫鐵礦進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)于塊狀硫鐵礦則要粉碎加工成粉礦，對(duì)于硫精砂則要進(jìn)行干燥。若礦的品種較多，入爐前還要按雜質(zhì)含量要求進(jìn)行摻配。其主要工序有：硫鐵礦焙燒、爐氣凈化、二氧化硫轉(zhuǎn)化及三氧化硫吸收。1.2硫磺制酸根據(jù)硫磺原料的品質(zhì)來確定制酸工藝流程，若硫磺中含有砷，硒等雜質(zhì)并危及觸媒中毒時(shí)，則必須設(shè)置轉(zhuǎn)化工序。對(duì)于一般純凈的硫磺僅需要三個(gè)工序（焚硫、轉(zhuǎn)化與吸收）即可完成制酸全過程。1.3冶煉煙氣制酸冶煉煙氣即含硫的有色金屬在冶煉中產(chǎn)生的廢氣，其中SO33%?13%，用此氣制成硫酸，稱冶煉煙氣制酸。流程也有多種形式，主要差別表現(xiàn)在凈化工序上，比如常見的水洗流程、稀酸洗流程，熱濃硫酸洗流程及干法凈化流程等。1.4硫酸鹽制酸有代表性的硫酸鹽是硫酸鈣（石膏或磷石膏）制酸。其主要原料為石膏（磷石膏）、焦碳、一定比例將不同原料加入球磨機(jī)中，將細(xì)磨的混合物料轉(zhuǎn)入粘土、砂、硫鐵礦渣等。這些原料分別經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎、雙輥破碎機(jī)（或反擊式破碎機(jī)）細(xì)破，干燥脫水后轉(zhuǎn)入各自原料儲(chǔ)斗中。按回轉(zhuǎn)窯內(nèi)與高溫-4-燃煤煙氣逆向接觸，經(jīng)預(yù)熱，在900?1200°C下，按下式反應(yīng)進(jìn)行還原分解，生成二氧化硫、二氧化碳與氧化鈣。2CaSO4+C=2CaO+2SO2+CO2進(jìn)一步在1200?1450C高溫下煅燒，進(jìn)行礦化反應(yīng)生成水泥熟料。產(chǎn)生的二氧化硫煙氣可達(dá)7%?9%，從窯頭排出并轉(zhuǎn)入制酸系統(tǒng)。制酸流程與硫鐵礦制酸過程基本相同，僅是窯氣中氧含量較低，轉(zhuǎn)化時(shí)需加入適量空氣。6產(chǎn)品級(jí)原料物化數(shù)據(jù)2.1二氧化硫（SO2）SO2由焚硫工段焚硫爐燃燒產(chǎn)生，其主要理化性質(zhì)如下：分子量：64.06 比重：1.43（液體）熔點(diǎn)：-12.7C 沸點(diǎn)：-10C蒸汽密度：2.92 蒸汽壓力：337.5x103Pa（21C時(shí)）易溶解于水，溶解于有機(jī)溶劑與硫酸，無色且不燃燒氣體，有刺激性酸味；容易與水化合，生成亞硫酸（h2so3），并且因氧化而慢慢轉(zhuǎn)化成硫酸（H2SO4）72.2三氧化硫（SO3）SO3在硫酸生產(chǎn)過程中來源于兩個(gè)工段：一是焚硫工段焚硫爐內(nèi)，二是轉(zhuǎn)化工段轉(zhuǎn)化器內(nèi)。其主要理化性質(zhì)：分子量：80.06比重：固體1.97液體1.92固體晶形aPY熔點(diǎn)：62.3C32.5C16.8C沸點(diǎn)：44.8C升華(Subl)44.8C-5-蒸汽密度： 2.76 2.76 2.76蒸汽壓力：13.3x103Pa 10.5°C 14.3°C 62.1°C溶解于二硫化碳和硫酸，氣體三氧化硫以單體形式存在時(shí)，無味并且比空氣重。只有剛配制的無色液體是單獨(dú)存在的，與水接觸則固體聚合物形成。固體三氧化硫以三種不同形式存在，穩(wěn)定的a-形（棱柱晶體），由液體凝固而成；。-形（白色類似石棉的纖維），以及Y-型（玻璃狀）后兩者都是亞穩(wěn)定的。2.3硫酸（H2SO4）硫酸在生產(chǎn)中來源于干吸工段，轉(zhuǎn)化工段反應(yīng)生成的SO3進(jìn)入吸收工序中間吸收塔、最終吸收塔，由濃硫酸吸收加水配制成96%?98%的成品酸。2.3.1硫酸的化學(xué)組成分子式：H2SO4 分子量：98.08分子結(jié)構(gòu)： 0HJS—OHII02.3.2硫酸的物理性質(zhì)可以任何比例溶解于水，伴隨大量的熱產(chǎn)生。純凈的硫酸是清澈、無色透明的油狀液體，但不純時(shí)為棕色或灰白色液體，無氣味但有明顯的酸味。⑴硫酸的密度隨著濃度和溫度的變化而不同。當(dāng)酸濃小于98.3%時(shí)硫酸的水溶液的密度隨著硫酸濃度的增加而增大，于98.3%時(shí)達(dá)到最大值，當(dāng)酸濃在98.3%至100%時(shí)隨著酸濃增大而下降。發(fā)煙硫酸隨著其中游離的S03含量增加而增大，游離S0362%時(shí)為最大值，過后則逐漸減小。

⑵熔點(diǎn)及結(jié)晶溫度（凝固點(diǎn)）充分了解硫酸的結(jié)晶溫度，對(duì)于在寒冷季節(jié)搞好硫酸生產(chǎn)，貯存和運(yùn)輸?shù)裙ぷ骶哂兄匾饬x。下圖所示為硫酸液體濃度和結(jié)晶溫度的關(guān)系曲線，圖中各點(diǎn)的結(jié)晶化合物之組成。AS?！ソY(jié)晶溫度。C圖中點(diǎn)組 成00AH2O（冰）37.55-73.10B低共熔物，H2O+H2SO4-4H2O（介穩(wěn)定狀態(tài)）57.64-28.36CH2SO4-4H2O（熔化點(diǎn)）67.80-47.46D低共熔物H2SO4?4H2O+H2SO4-2H2O（介穩(wěn)定狀態(tài)）4 4 4 473.13-39.51EH2SO4-2H2O（熔化點(diǎn)）73.68-39.87F低共熔物，HSO-2HO+HSO-HO2 4 2 2 4 284.488.56GH2SO4-H2O（熔化點(diǎn)）93.77-34.86H低共熔物，h2so4-h2o+h2so410010.37Ih2so4（熔化點(diǎn)）游離結(jié)晶溫度C圖中點(diǎn)固相組 成SO3%15.61-10.15J低共熔物，h2so4+h2s2o744.7935.15Kh2s2o7（熔化點(diǎn)）62.01.2L低共熔物，HSO+HSO-2SO；HSO-2SO（熔化點(diǎn)）227 2 4 3 2 4 310016.8MSO3（熔化點(diǎn)）掌握了硫酸結(jié)晶溫度具有下述意義:A.為硫酸貯存輸送提供了防止發(fā)生凍酸的溫度控制依據(jù)。8.為了確定產(chǎn)品濃度范圍提供了依據(jù)。C.對(duì)處于不正常情況下發(fā)生的酸凍結(jié)原因分析提供了理論依據(jù)。2.3.3硫酸的化學(xué)性質(zhì)硫酸是最重要的無機(jī)強(qiáng)酸之一，濃硫酸具有強(qiáng)酸性、強(qiáng)氧化性、強(qiáng)的吸水性、強(qiáng)的磺化性等。當(dāng)加熱到30°C以上放出蒸氣，加熱到200°C以上，散發(fā)出三氧化硫。硫酸是一種強(qiáng)酸，具有酸的特性，它的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡鶕?jù)硫酸的濃度和溫度及金屬的種類不同，而生成h2、h2s、so2、S及金屬的硫化物和硫酸鹽。a、 稀硫酸能與金屬直接反應(yīng)，放出氫氣，所以它對(duì)金屬具有強(qiáng)烈的腐蝕性。Fe+H2SO4=FeSO4+3H2Tb、 與金屬氧化物作用，生成硫酸鹽。Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O濃硫酸具有強(qiáng)的氧化性。Cu+2H2SO4（濃）=CuSO4+SO2f+2H2O濃硫酸具有強(qiáng)的吸水性。濃硫酸對(duì)水有大力親和力，吸收大氣水分，從有機(jī)物中提取水份導(dǎo)致碳化。

利用其這一性質(zhì)可用來作干燥劑，如硫酸生產(chǎn)中用其干燥濕的SO2爐氣。濃硫酸不僅能夠吸收游離水份，而且可以把碳水化合物中的氫和氧按2:1的比例以水的形式脫下，這是硫酸傷人的主要途徑。濃硫酸具有強(qiáng)的磺化性。C6H6+S2.3.4工業(yè)硫酸質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)本硫磺制酸裝置硫酸產(chǎn)品質(zhì)量，（濃）=c6h5so3h+h2o應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB534-2002規(guī)定項(xiàng) 目特種工業(yè)濃硫酸發(fā)煙硫酸硫酸優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品濃度% >92.592.592.592.5或98/98/98/98游離SO3%20.020.0灰分% <0.020.020.030.100.030.030.10鐵（Fe）%<0.0050.0100.0100.0100.0100.010砷（As）%<0.000080.00010.0050.00010.0001鉛（Pb）%<0.0010.010.01汞（Hg）%<0.00050.0010.001氮氧化物（以N計(jì)）％<0.0001氯（CL）%<0.001透明度mm>1605050色度ml<1.02.02.0二氧化硫％<0.01工藝設(shè)計(jì)部分主要工藝技術(shù)以固體硫磺為原料，采用濕式攪拌快速熔硫、液硫石灰中和、葉片式機(jī)械過濾機(jī)過濾精制液硫、機(jī)械霧化焚燒、III、II—IV、I3+1兩次轉(zhuǎn)化兩次吸收，接觸法制造硫酸。中壓余熱鍋爐回收高、中溫?zé)崮埽碑a(chǎn)過熱蒸汽供動(dòng)力車間。3.1原料熔硫工段3.1.1崗位職責(zé)3.1.1.1崗位任務(wù)按規(guī)定指標(biāo)進(jìn)行操作，制備合格液體硫磺；維護(hù)好本崗位設(shè)備。及時(shí)清除熔硫槽懸浮物和大顆粒不熔固體雜質(zhì)。保證固體硫磺、石灰下料均勻、穩(wěn)定。根據(jù)固體硫磺的酸度分析，計(jì)算石灰粉的加入量，調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)出口開啟度定量加入石灰中和硫磺中的酸度。設(shè)備管道不堵、不漏。勤檢查；固體硫磺、石灰進(jìn)料穩(wěn)定，蒸汽流量穩(wěn)定；液位變化及時(shí)調(diào)節(jié)；跑冒滴漏及時(shí)處理；設(shè)備管道堵塞及時(shí)疏通;濾渣及時(shí)除卸。3.1.1.2所管范圍硫磺庫硫磺料斗、石灰料斗、螺旋給料機(jī)、膠帶輸送機(jī)、熔硫槽、預(yù)涂槽、預(yù)涂泵、過濾機(jī)、一級(jí)液硫輸送槽、一級(jí)液硫輸送泵、精硫槽、凝結(jié)水回收器、熔硫蒸汽和保溫蒸汽的減溫減壓系統(tǒng)，以及所屬儀表電氣設(shè)備。3.1.2工藝流程市場(chǎng)固體硫磺中雜質(zhì)組分主要為游離酸、烴類、灰分。為保證硫酸裝置長(zhǎng)周期、穩(wěn)定生產(chǎn)減少投資、減少維護(hù)，改善熔硫工序操作環(huán)境，本裝置采用石灰中和酸度，濕式攪拌快速熔硫，硅藻土助濾，葉式過濾機(jī)精制液硫，過濾后的液硫灰份含量小于0.003%，PH^7。解決了進(jìn)焚硫爐焚燒液硫中的酸度和固體雜質(zhì)問題，取消了焚硫工段龐大的氣體過濾器。硫磺中的瀝青是不能沉降和完全過濾掉的雜質(zhì)，在燃燒過程中，瀝青會(huì)生成灰渣和煙氣，灰渣會(huì)沉降在釩觸媒表面，引起壓降升高，煙氣會(huì)使煙囪中排放的廢氣酸度升高，產(chǎn)生可見的煙霧，并且可能在轉(zhuǎn)化工序溫度低的設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的發(fā)煙硫酸冷凝腐蝕。通過液硫過濾，可除去30%左右的瀝青，減少上述危害。新型濕式攪拌快速熔硫槽液硫界面采用內(nèi)防腐結(jié)構(gòu)，避免了游離酸對(duì)設(shè)備槽體和加熱盤管的腐蝕。同時(shí)，設(shè)備高于地坪布置，便于設(shè)備維修時(shí)殘余液硫的排放，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少維修時(shí)間；硫磺熔融過程中產(chǎn)生的蒸汽集中排氣筒排放，考慮了預(yù)防硫蒸汽堵塞的措施，同時(shí)在槽內(nèi)設(shè)置了蒸汽滅火措施。在熔硫槽液硫出口設(shè)置液硫過濾網(wǎng)，除去編織袋碎片、封口繩等輕質(zhì)雜物，避免它們纏繞到預(yù)涂槽泵軸上造成泵的損壞。精硫槽為保溫的立式圓形容器，配有盤管式加熱器，在槽的四周有空氣入口，中心有放空口，且?guī)в姓羝闊?，以防硫冷凝堵塞，四周入口和中心出口的高度差保證了氣體的流動(dòng)，防止硫化氫氣體在罐中累積導(dǎo)致爆炸。槽內(nèi)設(shè)有蒸汽滅火裝置。散裝硫磺直接由裝載機(jī)上料或袋裝硫磺經(jīng)人工拆包倒入硫磺料斗經(jīng)膠帶輸送機(jī)L1101/L1103并加入石灰送到熔硫槽V1103/V1104。硫磺經(jīng)皮帶輸送機(jī)送入熔硫槽，在熔硫槽中固體硫磺在攪拌器作用下用0.6-0.8MPa(表)左右的飽和蒸汽熔為液硫。液硫由熔硫槽自流入預(yù)涂槽V1105，預(yù)涂槽處于攪拌和保溫狀態(tài)。由預(yù)涂槽中預(yù)涂泵P1101A/B將液硫送入過濾機(jī)M1102A/B/C，過濾后所得合格液硫進(jìn)入一級(jí)液硫輸送槽V1106，再經(jīng)一級(jí)液硫輸送泵P1102送入精硫槽V1107備用。精硫槽的液硫經(jīng)精硫泵槽V1108A/B，由精硫輸送泵P1103A/B(P1103C/D)送入焚硫工段的焚硫爐F1201/F2201。過濾機(jī)所濾的濾餅由汽車運(yùn)出。

3.1.3生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)和工藝指標(biāo)3.1.3.1生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)H2SO4+CaO—CaSO4H2SO3+CaO—CaSO32HCL+CaO—CaCL23.1.3.2操作工藝指標(biāo)!+H2O !+H2O !+H2 式 3-1 式 3-2 式 3-3序號(hào)設(shè)備名稱操作壓力(MPa表)操作溫度(°C)介質(zhì)備注1熔硫槽常壓135-150液硫其中：蒸汽0.7?0.81792預(yù)涂槽常壓135-145液硫PH7-8其中：蒸汽0.41513過濾機(jī)PH7-8內(nèi)筒0.4145液硫<30ppm外筒0.4151蒸汽4一級(jí)液硫輸送槽常壓135-145液硫PH6-7其中：蒸汽0.41515精硫槽常壓135-145液硫PH6-7其中：蒸汽0.41513.2焚硫工段3.2.1崗位職責(zé)3.2.1.1崗位任務(wù)按規(guī)定指標(biāo)進(jìn)行操作，制備合格SO2爐氣，維護(hù)好本崗位設(shè)備。保證設(shè)備、管道不堵、不漏，做到有堵必通，有漏必補(bǔ)。勤檢查，保證液體硫磺進(jìn)料穩(wěn)定、SO2爐氣濃度穩(wěn)定。精硫泵槽液位變化及時(shí)調(diào)節(jié)，跑冒滴漏及時(shí)處理，管道堵塞及時(shí)疏通。3.2.1.2所管范圍精硫泵槽、精硫泵、焚硫爐、升溫風(fēng)機(jī)、油槽、油泵以及所屬電氣、儀表、設(shè)備管線等。3.2.2工藝流程精硫泵加壓后的液硫，經(jīng)二根液硫噴槍M1202A/B（M2202A/B）噴入焚硫爐，在焚硫爐F1201/F2201中霧化的液硫與來自主鼓風(fēng)機(jī)C1301/C2301的干燥空氣進(jìn)行反應(yīng)，氧化為二氧化硫，放出大量熱量，控制焚硫爐出口爐氣SO2濃度10.5%，溫度在1000°C左右進(jìn)入余熱鍋爐F1202/F2202，回收熱量后，爐氣經(jīng)三通閥調(diào)節(jié)氣體溫度后在425C左右去轉(zhuǎn)化工段。由主鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖精硫泵的自動(dòng)停機(jī)，由焚硫爐出口溫度調(diào)節(jié)精硫泵的液硫量。來自精硫貯槽的液硫進(jìn)入精硫泵槽，經(jīng)精硫泵加壓由磺槍噴入焚硫爐與來自主風(fēng)機(jī)的干燥空氣混合燃燒生成SO2爐氣，高溫SO2爐氣經(jīng)余熱鍋爐回收熱能副產(chǎn)蒸汽后降溫進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段。采用液硫機(jī)械霧化，火管式中壓余熱鍋爐回收焚硫高位熱能，結(jié)合轉(zhuǎn)化工段余熱回收，副產(chǎn)過熱蒸汽供動(dòng)力車間發(fā)電，取消傳統(tǒng)氣體過濾器。焚硫爐裝有二個(gè)高壓霧化噴嘴，可根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷選擇投用一個(gè)或兩個(gè)，從而保證在較寬的工況下有很好的霧化效果。采用火管式余熱鍋爐，無爐墻的砌筑工作，使筑爐和維修工作減少，氣流通過鍋爐的結(jié)構(gòu)安排得很簡(jiǎn)單，氣體通過換熱管的流速較高，形成氣體滯留區(qū)的可能性很小，可避免硫酸冷凝，從而減少腐蝕。如果傳熱面有污垢，很容易清理。生產(chǎn)裝置的負(fù)荷變化以后，產(chǎn)生的水循環(huán)問題較少。無爐氣過濾器，降低系統(tǒng)阻力，延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間，減少投資。采用獨(dú)有的三通調(diào)溫閥：將鍋爐出口360?380度左右爐氣經(jīng)管道返回焚硫爐出口到鍋爐進(jìn)口管道上頂部座板閥，調(diào)溫后再進(jìn)入轉(zhuǎn)化器一段，解-13-決了爐氣調(diào)溫問題，該閥主體（閥桿和密封）通過的氣溫在435°C左右，因而材質(zhì)要求降低，使用壽命增長(zhǎng)，且價(jià)格低廉。3.2.3生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)和工藝指標(biāo)3.2.3.1生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)S+o2一SO2+Q 3.2.3.2操作工藝指標(biāo) 式 4-1序號(hào)設(shè)備名稱操作壓力（MPa表）操作溫度（C）組分含量備注1精硫泵槽常壓135-145液硫PH6-7其中：蒸汽0.41512精硫泵0.8135-145液硫PH6-7其中：蒸汽0.41513焚硫爐0.035950-1050SO2：10±0.5%4油槽常壓常溫柴油5油泵2.5常溫柴油6升溫風(fēng)機(jī)0.004常溫空氣3.3余熱鍋爐系統(tǒng)3.3.1崗位職責(zé)3.3.1.1崗位任務(wù)管好余熱鍋爐區(qū)域所有電氣、儀表和機(jī)械設(shè)備，并保證區(qū)域環(huán)境衛(wèi)生。管好用好加藥泵、保證爐水指標(biāo)滿足鍋爐安全運(yùn)行的技術(shù)要求和過熱蒸滿足汽輪機(jī)發(fā)電的技術(shù)要求。嚴(yán)格按照各項(xiàng)工藝指標(biāo)操作，確保余熱鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。3.3.1.2管轄范圍余熱鍋爐、一段過熱器、三段省煤器、四段過熱器、四段省煤器、加藥裝置及所有附屬閥門、管線、電氣、儀表等。3.3.2工藝流程焚硫爐出口溫度為950?1050°C的爐氣進(jìn)入鍋爐，經(jīng)鍋爐蒸發(fā)管換熱降溫后，其出口爐氣溫度在380-420C，進(jìn)入轉(zhuǎn)化工序。動(dòng)力車間將除氧后的合格脫鹽水經(jīng)給水泵送至硫磺制酸裝置轉(zhuǎn)化工段四段省煤器低溫區(qū)吸熱升溫，再進(jìn)入三段省煤器吸熱升溫，然后進(jìn)入四段省煤器高溫區(qū)吸熱升溫后進(jìn)入汽包，通過泡包與鍋筒連接的下降管，爐水流至鍋筒，通過鍋爐蒸發(fā)管吸收焚硫爐出口爐氣熱量產(chǎn)生汽水混合物，經(jīng)汽包與鍋筒連接的上升管進(jìn)入汽包。在汽包進(jìn)行汽水分離后，排出的飽和蒸汽進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段四段過熱器過熱后經(jīng)一級(jí)噴水減溫器降溫進(jìn)入一段蒸汽過熱器低溫區(qū)，再次過熱，經(jīng)二級(jí)噴水減溫器降溫進(jìn)入一段蒸汽過熱器高溫區(qū)，制取合格過熱蒸汽經(jīng)管網(wǎng)送動(dòng)力車間發(fā)電。為保證爐水、飽和蒸汽、過熱蒸汽品質(zhì)符合要求，根據(jù)分析結(jié)果，一方面用加藥泵將合格的磷酸三納溶液按時(shí)按量地注入汽包內(nèi)，進(jìn)行爐內(nèi)水處理；另一方面合理地控制爐水的排污量，以確保余熱鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。83.3.3工藝流程框圖

3.3.4操作工藝指標(biāo)及水質(zhì)指標(biāo)3.3.4.1水汽控制指標(biāo)及分析頻率序號(hào)項(xiàng) 目單位指標(biāo)硬度gmol/L<1.51 給水含氧量pg/L<15PH值—8.5-9.2磷酸根含量（PO43-）mg/L5?15PH值10?122 爐水總堿度mg/L2?8總固體mg/L<1200二氧化硅含量（SiO2）mg/L<253飽和蒸汽SiO2ug/Kg<20

Na+ug/Kg<153.3.4.2操作工藝指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目單位指標(biāo)允許波動(dòng)范圍1飽和蒸汽壓力MPa4.1±0.12汽包工作壓力MPa4.1±0.13過熱蒸汽壓力MPa3.82±0.24過熱蒸汽安全閥起跳壓力MPa3.975過熱蒸汽溫度°C450-156汽包正常水位mm汽包中心線±507鍋爐進(jìn)口爐氣壓力kPa358鍋爐進(jìn)口爐氣溫度C1030±509鍋爐出口爐氣溫度C400±2010給水壓力MPa5.6±0.23.4轉(zhuǎn)化工段3.4.1崗位職責(zé)3.4.1.1崗位任務(wù)按規(guī)定指標(biāo)進(jìn)行操作，最大限度提高SO2總轉(zhuǎn)化率，為吸收崗位提供SO3，減少SO2的排量；維護(hù)好本工段設(shè)備。保證轉(zhuǎn)化器一段出口爐氣不超溫，總轉(zhuǎn)化率合乎要求。勤檢查III換熱器、低溫過熱器、三段省煤器、四段省煤器的積酸并及時(shí)排除；保證轉(zhuǎn)化器各段溫度、總轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定，符合操作指標(biāo)。3.4.1.2管轄范圍負(fù)責(zé)自干燥塔及主鼓風(fēng)機(jī)入口至尾氣煙囪，以及預(yù)熱系統(tǒng)范圍內(nèi)屬于氣體回路方面的一切設(shè)備、管線、閥門、電氣、儀表和所使用的工器具及崗位衛(wèi)生區(qū)。3.4.2工藝流程由焚硫工段來的SO2爐氣以適宜溫度進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，在釩觸媒的作用下氧化為SO3，釋放出的熱量維持二次轉(zhuǎn)化的熱量，富裕熱量回收副產(chǎn)蒸汽。在轉(zhuǎn)化系統(tǒng)采用3+1二轉(zhuǎn)二吸流程，即焚硫工段SO2爐氣一轉(zhuǎn)化器一段一一段過熱器管外一轉(zhuǎn)化器二段一二段換熱器管內(nèi)一轉(zhuǎn)化器三段一三段換熱管內(nèi)一三段省煤器管外一中間吸收塔一三段換熱器管外一二段換熱管外一轉(zhuǎn)化器四段一四段過熱器管外一四段省煤器管外一最終吸收塔一煙囪一放空。93.4.3流程框圖3.4.4生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)和工藝指標(biāo)3.4.4.1生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)SO2+1/202—SO3+Q 式6-13.4.4.2操作工藝指標(biāo)1.轉(zhuǎn)化器各段進(jìn)出口氣體溫度名稱一段二段三段四段進(jìn)口（°C）420±5450±5450±5425±5

出口（°c）600±10523±5471±5出口（°c）600±10523±5471±5444±5轉(zhuǎn)化率（%） 64 88 95 99.8四段催化劑床層，各段進(jìn)口溫度：420?450C,出口溫度：W620C（最高）。中間吸收塔入口氣體溫度：N180C。最終吸收塔入口氣體溫度：N160C。轉(zhuǎn)化器一段進(jìn)口爐氣SO2濃度：W10.5%。O2/SO2比：1:1。中間吸收后轉(zhuǎn)化率：94-96%?？傓D(zhuǎn)化率N99.8%。鼓風(fēng)機(jī)出口水份：W0.1g/Nm3。鼓風(fēng)機(jī)出口酸霧：W0.005g/Nm33.5干吸工段3.5.1崗位職責(zé)和所管范圍3.5.1.1崗位任務(wù)：使用96%硫酸干燥由大氣抽進(jìn)干燥塔的潮濕空氣,使干燥塔出口空氣水份含量小于0.1g/Nm3，再送至焚硫崗位。使用98%硫酸吸收由轉(zhuǎn)化工序來的轉(zhuǎn)化氣中的SO3制備合格產(chǎn)品酸。正確控制各塔循環(huán)酸濃度、溫度及酸量等各項(xiàng)指標(biāo)，以達(dá)到規(guī)定的十燥效率和吸收效率確保產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)（保證吸收率不小于99.95%）。維護(hù)好用好本工段設(shè)備。3.5.1.2所管范圍干燥塔、中間吸收塔、最終吸收塔、循環(huán)酸槽、循環(huán)酸泵及酸排出泵、地槽污水泵、濃酸冷卻器及相關(guān)酸管線氣體管線，上下水管線、閥門，濃度測(cè)定儀及分析用品以及相關(guān)的電儀設(shè)備等。3.5.2工藝流程電力驅(qū)動(dòng)的鼓風(fēng)機(jī)安裝在干燥塔的下游，抽吸空氣進(jìn)入制酸裝置?？諝膺^濾器安裝在干燥塔進(jìn)口空氣管上。干燥塔上部安裝兩層不銹鋼金屬絲網(wǎng)除沫器。中間吸收塔上部安裝MONSANTOES型除沫器，最終吸收塔頂部安裝MONSANTOCS型除沫器。這些高效除霧器將保護(hù)氣體換熱器和轉(zhuǎn)化器不被腐蝕及適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的要求。三個(gè)濃酸塔（干燥塔、中間吸收塔、最終吸收塔）填料都是矩鞍型瓷填料，且有條型拱支撐。干燥塔酸泵槽供干燥塔酸循環(huán)泵使用，中間吸收塔和最終吸收塔共用一個(gè)吸收酸泵槽。循環(huán)酸泵由特種路密特合金制成的立式液下泵。酸循環(huán)過程采用塔-槽-泵-器-塔流程，成品酸由循環(huán)酸泵出口管線引入成品酸冷器降溫后送入成品崗位。3.5.3流程框圖3.5.4工藝指標(biāo)干燥酸濃96±0.5%吸收酸濃98.3±0.2%成品酸濃96±0.5%98.3±0.2%成品酸溫W40°C干燥塔入塔酸溫50?55C吸收塔入塔酸溫70-78C3.6成品工段3.6.1崗位職責(zé)3.6.1.1崗位任務(wù)將兩系列硫磺制酸裝置干吸工段送來的98.0%或96%濃硫酸及外購(gòu)酸，供往磷酸、動(dòng)力及選礦裝置使用。保證硫磺制酸兩裝置開車用濃酸的輸送。負(fù)責(zé)外購(gòu)酸的卸酸或裝置酸的外賣。3.6.1.2管轄范圍3個(gè)98%濃酸貯槽、98%酸地下槽泵2臺(tái)、混酸貯罐2個(gè)，93%酸地下槽泵2臺(tái)，硫酸地下槽2個(gè)、污水泵1臺(tái)、濃酸貯罐1個(gè)、濃酸卸車貯槽1個(gè)、卸酸泵2臺(tái)、引酸罐1個(gè)，火車鶴管2個(gè)及其附屬管線、閥門、電氣、儀表等。3.6.2工藝流程由兩硫酸裝置干吸工段生產(chǎn)的98.0%濃硫酸送至本工段濃酸貯罐。濃硫酸由濃酸貯罐底部排入濃酸地下槽，經(jīng)濃酸液下泵送到磷酸裝置；貯存于混酸貯罐中的混酸，由混酸貯罐底部排入混酸地下槽，經(jīng)混酸液下泵、選礦輸酸泵直接送到磷酸或選礦裝置。硫酸裝置干吸工段的濃硫酸送至本崗位硫酸貯罐。硫酸需要通過鐵路外賣時(shí)，酸由貯罐經(jīng)火車鶴管自流至罐車。當(dāng)生產(chǎn)用硫酸需求量大，需要把外購(gòu)酸卸入時(shí)，則由火車鶴管或?qū)Ｓ闷囆端豳A槽用卸酸泵卸出送往磷酸或成品工段。

3.6.3流程框圖3.6.3.1卸火車酸流程圖3.7污水處理系統(tǒng)3.7.1崗位職責(zé)3.7.1.1崗位任務(wù)對(duì)公司各裝置產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理，使其達(dá)到工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)。污水主要來自于MAP裝置、H2SO4裝置、動(dòng)力車間脫鹽水再生廢水及渣池污水、磷酸裝置磷石膏渣場(chǎng)回水、NPK裝置等。制備合格的石灰乳和藥劑，根據(jù)污水水質(zhì)，調(diào)節(jié)石灰乳和各種藥劑的加入量，保證指標(biāo)合格。將處理后的廢水和產(chǎn)生的污泥排入漢江或渣場(chǎng)，也根據(jù)需要可以直接送磷酸裝置。勤檢查。污水、石灰乳和藥劑進(jìn)料穩(wěn)定，及時(shí)調(diào)節(jié)；設(shè)備管道不堵、不漏，跑冒滴漏及時(shí)處理；設(shè)備管道堵塞及時(shí)疏通。保證設(shè)備完好和正常運(yùn)行，保持生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境整潔?；厥?#環(huán)保池污水送其它裝置使用。3.7.1.2所管范圍化灰間、加藥間、加壓泵房、調(diào)節(jié)池、沉淀池、污泥池、凈化水池，包括從污水入口至清水泵出口，化灰池至灰乳泵出口范圍內(nèi)的所有建筑物、設(shè)備（如攪拌槳、泵）、管道以及所屬電氣儀表等。3.7.2工藝流程本裝置采用二級(jí)中和二級(jí)沉降工藝。流程簡(jiǎn)述如下，化灰工序：汽車運(yùn)來的生石灰塊直接倒入化灰池，與池內(nèi)放置的工藝水或處理后的廢水進(jìn)行反應(yīng)初步消化。行車將池內(nèi)未消化完全的石灰抓入石灰料斗進(jìn)入化灰機(jī)，機(jī)內(nèi)添加工藝水或處理后的污水使生石灰完全消化為石灰乳，化灰機(jī)出來的灰乳自流至密度測(cè)定槽，控制一定濃度，然后用灰乳泵送到灰乳高位槽或直接打到中和槽供污水中和用。生石灰中未反應(yīng)部分經(jīng)洗砂鉸刀從灰乳中分離出來，用斗車?yán)皆?。中和工序：來自MAP裝置、H2SO4裝置、動(dòng)力車間、磷酸裝置及NPK裝置等的污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池均質(zhì)。調(diào)節(jié)池中的污水由污水提升泵送到1#中和槽A-C，與石灰乳進(jìn)行中和后，溢流進(jìn)入1#混合槽，與來自加藥間的藥劑PAM、CaCL2、鋁鹽等混合后，流入1#沉淀池沉降，污泥由沉淀池底部的污泥泵-23-送入2#污泥池，清液進(jìn)入1#凈化水池。此為一級(jí)中和一級(jí)沉降。當(dāng)污水氟含量高，經(jīng)一級(jí)中和一級(jí)沉降處理后達(dá)不到指標(biāo)時(shí)可進(jìn)行二級(jí)中和二級(jí)沉降。1#凈化水池中的水由污水泵送到2#中和槽，加入灰乳再次中和后，溢流進(jìn)入2#混合槽，將加藥間已制備好的適當(dāng)藥劑加入到混合槽中，與污水混合，混合后的污水流入2#沉淀池沉降，污泥由沉淀池底部的污泥泵送入2#污泥池，清液進(jìn)入2#凈化水池。外排工序：處理產(chǎn)生的污泥由污泥泵送到磷酸裝置磷石膏調(diào)漿槽排入磷石膏渣場(chǎng)，當(dāng)磷酸裝置停車或其不要時(shí)直接排放到硫鐵礦渣場(chǎng)。處理后的合格污水部分回用，部分由外排清水泵排入漢江。也可以將不需要處理的污水直接由外排泵送至磷酸裝置。在硫酸或磷酸裝置污水多或事故狀態(tài)下，可將二次中和沉降變?yōu)橐淮沃泻统两?，即將裝置并聯(lián)運(yùn)行；在進(jìn)裝置污水雜質(zhì)(如F-含量)少，僅用一次中和沉降處理即可達(dá)標(biāo)時(shí)，可僅運(yùn)行1#或2#中和沉降系統(tǒng)。3.7.3生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)和工藝指標(biāo)3.7.3.1生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"H2O+CaO一Ca(OH)2 式1-1\o"CurrentDocument"H2SO3+Ca(OH)2—CaSO3!+2H2O 式1-2\o"CurrentDocument"H2SO4+Ca(OH)2—CaSO4l+2H2 式1-3\o"CurrentDocument"2NaOH+H2SO4—Na2SO4+2H2O 式1-4\o"CurrentDocument"F-+Ca2+一CaF2! 式1-5\o"CurrentDocument"3Ca(OH)2+2AsO43-一Ca(AsO4)2l+6OH- 式1-6\o"CurrentDocument"2H3PO4+3Ca(OH)2一Ca3(PO4)2+3H2O 式1-73.7.3.2操作工藝指標(biāo)序號(hào)名稱 單位 操作指標(biāo) 備注1處理水量m350-100正常2外排污水水質(zhì)：常壓135-145FMg/l<10PH值6-93主要藥劑規(guī)格生石灰CaO%>60灰乳濃度 5%左右陰離子型PAM分子量1200萬正常用量0.6kg/h硫酸%98反調(diào)PH值用CaL2%10左右根據(jù)需要添加物料及熱量衡算4.1設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)規(guī)模：硫磺制酸300kt/a生產(chǎn)過程中：硫磺中的含硫尾氣以SO2的形式排出吸收要求：《大氣污染物綜合排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297—1996)限定二氧化硫最高允許排放質(zhì)量濃度為960mg/m3，吸收率N99.95%4.2硫磺焚燒的物料衡算本設(shè)計(jì)的硫酸產(chǎn)量為每年98.3%的H2SO4300000t，則H2SO4的產(chǎn)量為：Y=年產(chǎn)量(t)*1000/(生產(chǎn)日*24)=300000*98.3%*1000/(300*24)=40833.33kg/h=416666.67mol/h取一小時(shí)為基準(zhǔn)根據(jù)關(guān)系式：s?h2so4可得n(S)=n(H2SO4)=416666.67mol=13333333.33g=13333.33kg硫磺的含硫量為96%，則需要硫磺的量為13888.89kg4.3轉(zhuǎn)化器物料衡算A、 標(biāo)準(zhǔn)通氣量H2SO4的產(chǎn)量為：Y=40833.33kg/h進(jìn)轉(zhuǎn)化工序a=0.09，b=0.086；總轉(zhuǎn)化率X=0.995；吸收率n=0.99975進(jìn)轉(zhuǎn)化器標(biāo)準(zhǔn)氣量以1小時(shí)為基準(zhǔn)V標(biāo)=Y*22.4/(98?X?n吸?a)=104250.88m3=4654.06kmol進(jìn)入轉(zhuǎn)化器一段爐氣溫度為680°C，壓力為負(fù)壓10kPa.V=VG*(273+t)/273*100000/(100000+H出)=94639.5m3=1716.72kmol爐氣成分：SO2=Vff*a=418.87kmol=26807.39kgO2=V『b=400.25kmol=12807.97kg所以N2=1716.72-418.87-400.25=897.6kmol以實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一般冷激爐氣為總量的16%左右。B、 物料衡算本設(shè)計(jì)選用兩轉(zhuǎn)兩吸流程，轉(zhuǎn)化階段共分為四段，其中第一次轉(zhuǎn)化過程有兩段，第二次抓花過程有兩段。進(jìn)轉(zhuǎn)化器SO2濃度為10.5%，O2濃度為10.5%。一段轉(zhuǎn)化率為64%，二段轉(zhuǎn)化率為88%，三段轉(zhuǎn)化率為95%，四段轉(zhuǎn)化率為99.8%。第一次轉(zhuǎn)化：a.轉(zhuǎn)化器一段出口氣量轉(zhuǎn)化率為0.64418.87*(1-0.64)=150.7932kmol418.87*0.64=268.0768kmolO2400.25-268.07/2=266.2116kmolb.轉(zhuǎn)化器二段出口氣量轉(zhuǎn)化率為0.88418.87*(1-0.88)=50.2644kmol418.87*0.88=368.6056kmolO2 400.25-368.61/2=215.9472kmol第一次SO3吸收率為96%，進(jìn)入第二次轉(zhuǎn)化：轉(zhuǎn)化器三段出口氣量轉(zhuǎn)化率為0.95418.87*(1-0.95)=20.9435kmol418.87*0.95-368.6065*96%=44.0643kmolO2 400.25-418.87*0.95/2=201.2867kmol轉(zhuǎn)化器四段出口氣量轉(zhuǎn)化率為0.998418.87*(1-0.998)=0.8377kmol418.87*0.998-368.6065*96%=64.1700kmolO2 400.25-418.87*0.998/2=191.2339kmol兩次吸收的總吸收率為99.8%。4.4轉(zhuǎn)化器熱量衡算一段反應(yīng)熱量進(jìn)一段觸媒層氣體溫度為430°C。出一段觸媒層的溫度為571°C。Cp,m(SO2)=50.67J-K-1.mol-1Cp,m(O2)=29.355J-K-1.mol-1Cp,m(SO3)=39.87J-K-1?mol-1SO2+1/2O2fSO3ArHm=—197.78kJ/mol△rHm(T2)=ArHm(T1)+EYCp,m(B)(T—)=-197.78+(50.67-1/2X29.355-39.87)=-198.33kJ/molQ=198.33X(571-430)9=2764.53kJ二段反應(yīng)熱量進(jìn)二段觸媒層氣體溫度為450°C，出二段觸媒層的溫度為490°C。Q=198.33X(490-450)=7933.2kJ三段反應(yīng)熱量進(jìn)三段觸媒層氣體溫度為440C，出三段觸媒層的溫度為450C。Q=198.33X(450-440)=1983.3kJ四段反應(yīng)熱量進(jìn)四段觸媒層氣體溫度為425C，出四段觸媒層的溫度為438C。Q=198.33X(438-425)=2578.29kJ主要設(shè)備的工藝計(jì)算和設(shè)備選型5.1主要設(shè)備轉(zhuǎn)化器的設(shè)計(jì)5.1.1轉(zhuǎn)化器的直徑轉(zhuǎn)化器操作溫度，一般取各段的總平均值即461.8C。轉(zhuǎn)化器操作壓力，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際一般平均在110千帕。進(jìn)口煙氣量：43942.25m3/h(標(biāo)況)進(jìn)口煙氣溫度：t=70C轉(zhuǎn)化器空速選取：u=0.33m/s(標(biāo)況)轉(zhuǎn)化器內(nèi)徑：D疔[43942.25：(3600X0.33X0.785)]0?5=6.86m選用轉(zhuǎn)化器：°68600X20500mm5.2催化劑的裝填量根據(jù)我國(guó)觸媒的性能和實(shí)際使用情況，建議采用下列工程動(dòng)力學(xué)方程式來計(jì)算觸媒的用量。Vk=Vo-TVk——觸媒用量，m3Vo——?dú)怏w流量T 接觸時(shí)間根據(jù)向德輝高級(jí)工程師提出的數(shù)學(xué)模型z=3/2{Dt/［400-0.3k（3+1.5x）］}0.5?［（x+0.01）/（1+x）］0.5T=fdxC/f（x）ZC:使用效率總系數(shù)。根據(jù)實(shí)際調(diào)查，采用回歸分析方法研究后，采用下列式計(jì)算：C=1+C1+C2+C3C1（熱衰退校正系數(shù)）：C1=0.001t-Bt一某一接觸層最高溫度，°c；B一線性函數(shù)方程截距（及調(diào)節(jié)參數(shù)），根據(jù)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在400C以下觸媒無熱衰退現(xiàn)象，可不考慮備用觸媒量，故取B=0.4。慢性中毒校正系數(shù)C2采用下列式計(jì)算：C2=A-G水+B-G霧+C?G小式中：G水一一進(jìn)轉(zhuǎn)化器氣體實(shí)際含水量，克/標(biāo)米3；G霧一一進(jìn)轉(zhuǎn)化器氣體實(shí)際酸霧含量，克/標(biāo)米3；G塵——進(jìn)轉(zhuǎn)化器氣體實(shí)際礦塵含量，克/標(biāo)米3；A、B、C——毒物影響系數(shù)，A、B各為1，C為50。氣流不均勻校正系數(shù)C3采用下列式計(jì)算：C3=0.008?D/H式中：D 轉(zhuǎn)化器直徑，米；H——每段觸媒層高度，米。C1（熱衰退C2（慢性中毒C3（氣流不均校正系數(shù)）校正系數(shù)）校正系數(shù)）