XXX学院
毕业设计（论文）
(化工系)
题目年产30万吨硫磺制硫酸工艺设计专业XXXX
班级XXXX
姓名XXXX
学号XXXX
指导教师XXXX
完成日期XXXX
第一章综述
1.1物质的性质
1.1.1硫磺的性质
硫磺一般呈块状或粉末状，浅黄色，带杂质者为灰绿色。条痕黄白色，脂肪光泽，晶体透明或半透明。硬度1.2，不完全解离，性脆。硫磺的比重2.05-2.09。摩擦生负电，易溶（180℃），燃烧时生淡蓝色火焰，并放出SO2气体。
硫磺外观为淡黄色脆性结晶或粉末，有特殊臭味。分子量为32.06，蒸汽压是0.13KPa，闪点为207℃，熔点为119℃，沸点为444.6℃，相对密度为2.0。硫磺不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳。作为易燃固体，硫磺主要用于制造染料、农药、火柴、橡胶、人造丝等。
1.1.2稀硫酸化学性质
（1）可与多数金属（比铜活泼）氧化物反应，生成相应的硫酸盐和水；
（2）可与所含酸根离子对应酸酸性比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、二糖和多糖的水解。
（6）强电解质,在水中发生电离H2SO4=2H+ + SO42-
1.1.3浓硫酸的性质
脱水性
⑴就硫酸而言，脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。
⑵脱水性是浓硫酸的化学特性，物质被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（2∶1）夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。
⑶可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成了黑色的炭（炭化）。
浓硫酸如C12H22O11=12C + 11H2O
(4)黑面包反应
在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀。然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。观察实验现象，可以看到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭。
强氧化性
⑴跟金属反应
①常温下，浓硫酸能使铁、铝等金属钝化；
②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↑ + 6H2O
在上述反应中，硫酸表现出了强氧化性和酸性。
⑵跟非金属反应
热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2。在这类反应中，浓硫酸只表现出氧化性。
C + 2H2SO4(浓) =(加热) CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O
S + 2H2SO4(浓) = 3SO2↑ + 2H2O
2P + 5H2SO4(浓) = 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O
⑶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↑ + 2H2O
2HI + H2SO4(浓) = I2↑ + SO2↑ + 2H2O
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↑
再如，利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气体。
酸性：制化肥，如氮肥、磷肥等
2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4
Ca3(PO4)2+2H2SO4=2CaSO4+Ca(H2PO4)2
稳定性：浓硫酸亚硫酸盐反应
Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑
1.1.3稀硫酸化学性质
（1）可与多数金属（比铜活泼）氧化物反应，生成相应的硫酸盐和水；
（2）可与所含酸根离子对应酸酸性比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、二糖和多糖的水解。
（6）强电解质,在水中发生电离H2SO4=2H+ + SO42-
1.2硫酸的用途
（1）用于肥料的生产硫酸铵（俗称硫铵或肥田粉）和过磷酸钙（俗称过磷酸石灰或普钙）这两种化肥的生产都要消耗大量的硫酸。
2NH3+H2SO4= (NH4)2SO4
每生产一吨硫酸铵，就要消耗硫酸（折合成100%计算）760kg，每生产一吨过磷酸钙，就要消耗硫酸360kg。
（2）用于农药的生产许多农药都要以硫酸为原料如硫酸铜、硫酸锌可作植物的杀菌剂，硫酸铊可作杀鼠剂，硫酸亚铁、硫酸铜可作除莠剂。最普通的杀虫剂，如1059乳剂(45%)和1605乳剂(45%)的生产都需用硫酸。前者每生产1t需消耗20%
发烟硫酸1.4t，后者每生产1t需消耗硫酸36kg。为大家所熟悉的滴滴涕，每生产1t需要20%发烟硫酸1.2t。
（3）用于冶金工业和金属加工在冶金工业部门，特别是有色金属的生产过程需要使用硫酸。
(4)用于石油工业汽油、润滑油等石油产品的生产过程中，都需要浓硫酸精炼，以除去其中的含硫化合物和不饱和碳氢化合物。每吨原油精炼需要硫酸约24kg，每吨柴油精炼需要硫酸约31kg。石油工业所使用的活性白土的制备，也消耗不少硫酸。
(5)在浓缩硝酸中，以浓硫酸为脱水剂；氯碱工业中，以浓硫酸来干燥氯气、氯化氢气等；无机盐工业中，如冰晶石(Na3AlF6)、硼砂(Na2B4O7·10H2O)、磷酸三钠(Na3PO4)、磷酸氢二钠(Na2HPO4)、硫酸铅(PbSO4)、硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁以及其他硫酸盐的制备都要用硫酸。许多无机酸如磷酸、硼酸、铬酸(H2CrO4，有时也指CrO3)、氢氟酸、氯磺酸(ClSO3H)；有机酸如草酸[(COOH)2]、醋酸(CH3COOH)等的制备，也常需要硫酸作原料。此外炼焦化学工业（用硫酸来同焦炉气中的氨起作用副产硫酸铵）、电镀业、制革业、颜料工业、橡胶工业、造纸工业、油漆工业（有机溶剂的制备）、工业炸药和铅蓄电池制造业等等，都消耗相当数量的硫酸。
(6)用于化学纤维的生产为人民所熟悉的粘胶丝，它需要使用硫酸、硫酸锌、硫酸钠的混合液作为粘胶抽丝的凝固浴。每生产1t粘胶纤维，需要消耗硫酸1.2t～1.5t，每生产1t维尼龙短纤维，就要消耗98%硫酸230kg，每生产1t卡普纶单体，需要用1.6t20%发烟硫酸。此外，在尼龙、醋酸纤维、聚丙烯腈纤维等化学纤维生产中，也使用相当数量的硫酸。
(7)用于化学纤维以外的高分子化合物生产塑料等高分子化合物，在国民经济中越来越占有重要的地位。每生产1t环氧树脂，需用硫酸2.68t，号称“塑料王”的聚四氟乙烯，每生产1t，需用硫酸1.32t；有机硅树胶、硅油、丁苯橡胶及丁腈橡胶等的生产，也都要使用硫酸。
(8)用于染料工业几乎没有一种染料（或其中间体）的制备不需使用硫酸。偶氮染料中间体的制备需要进行磺化反应，苯胺染料中间体的制备需要进行硝化反应，两者都需使用大量浓硫酸或发烟硫酸。所以有些染料厂就设有硫酸车间，以配合需要。
(9)用于日用品的生产生产合成洗涤剂需要用发烟硫酸和浓硫酸。塑料的增塑剂（如苯二甲酸酐和苯二甲酸酯）、赛璐珞制品所需的原料硝化棉，都需要硫酸来制备。玻璃纸、羊皮纸的制造，也需要使用硫酸。此外，纺织印染工业、搪瓷工业、小五金工业、肥皂工业、人造香料工业等生产部门，也都需要使用硫酸。
(10)用于制药工业磺胺药物的制备过程中的磺化反应，强力杀菌剂呋喃西林的制备过程中的硝化反应，都需用硫酸。此外，许多抗生素的制备，常用药物如阿斯匹林、咖啡因、维生素B2、B12及维生素C、某些激素、异烟肼、红汞、糖精等的制备，无不需用硫酸。
(11)与原子能工业及火箭技术的关系
原子反应堆用的核燃料的生产，反应堆用的钛、铝等合金材料的制备，以及用于制造火箭、超声速喷气飞机和人造卫星的材料的钛合金，都和硫酸有直接或间接的关系。从硼砂制备硼烷的过程需要多量硫酸。硼烷的衍生物是最重要的一种高能燃料。硼烷又用做制备硼氢化铀用来分离铀235的一种原料。由此可见，硫酸与国防工业和尖端科学技术都有着密切的关系。
1.3硫酸生产的工艺比较
目前硫酸生产的主要方法有硫磺制酸、硫铁矿制酸、冶炼烟气制酸及其他制酸四种生产方法。下面对硫磺制酸和硫铁矿制酸两种制酸方法进行工艺比较，突出硫磺制硫酸的工艺和理性。
1.3.1 硫磺与硫铁矿的工艺比较
采用矿石制酸工艺, 若装置生产能力为年产15万t硫酸。矿石经提取矿中有效成分硫元素后, 产出的大量矿渣部分处理到钢铁厂作为炼铁原料, 大部分作为水泥厂生产中的添加料, 以调整水泥原料成分, 增加水泥强度。
矿石制酸工艺存在的最大问题是对环境污染大,大量的污水、粉尘及矿渣严重影响着周围环境; 另外操作环境恶劣、操作强度高。同时能耗也高, 环保费用无法承受。而在人们对环境质量要求越来越高, 政府对环境整治决心越来越大的现状下,上硫厂的硫酸生产到了非采取“行动”不可的时候了。是保留原生产工艺矿石制酸, 而加大环保治理投入, 还是选择从工艺流程上改进措施, 从根本上解决问题? 经过认真深入的分析研究, 最终上硫厂选择了工艺改进的方案, 由矿石制酸改为硫磺制酸工艺, 即
以液体硫磺为原料来生产硫酸, 从根本上解决了矿石制酸生产时产出的大量污水、粉尘、矿渣对环境的污染问题。使上硫厂从沉重的环保困境中得以解脱, 使生产经营步入良性循环。
硫磺制酸与矿石制酸工艺比较
1.减少工序, 消除污染源
硫磺制酸工艺少了粉碎、水洗净化两道复杂的工序, 同时也消除了大量污染源——粉尘、污水、矿渣。
2.能源消耗下降
( 1) 工艺过程改进后, 动力设备投用量大幅减少, 动力消耗明显下降。矿石制酸电耗为110 kWh/t, 硫磺制酸为70 kW·h/t, 下降了36%; 深井水用量从100 万t/a, 下降到20万t/a。
( 2) 硫磺制酸工艺能源利用更加合理。硫磺炉出口的1000℃温度的二氧化硫气体经中压锅炉、过热器、省煤器充分利用热量后, 二氧化硫气体降温至420℃进入转化器。
3. 生产场地缩小为企业提供了发展空间
由于工艺过程改进后, 工艺路线大幅缩短，生产用地大幅缩小, 现生产装置占地仅不到原装置的十分之一, 且节省了大量矿料和矿渣堆场, 这对企业的发展和充
分利用土地资源极为重要。
4. 工艺改造前后的效果
表1-1 矿石工艺与硫磺工艺比较
悬浮物(吨/年）
砷
(吨/年)
氟
(吨/年)
污水量
(万吨/年)
排污费
(万元/年)
矿石工艺670 1.01 12 430 87
硫磺工艺116 0 0 168 27
综上所述硫磺制酸工艺相对矿石制酸工艺有许多的改进之处, 它是一条清洁生产的工艺，更节能环保, 只有这样的生产工艺才能使化工企业生存和发展得更好。走好可持续发展之路，利国利民。
1.3.2冶炼烟气
冶炼烟气制酸前冶炼烟气收尘需用收尘用的电除尘器，电除尘器内部结构较复杂，体积较大需要较高的能耗，且需定期的维护保养，增加了设备费用。
表1-2各种制酸方法消耗定额的比较
消耗定额硫磺法硫铁矿法冶炼烟气法硫磺（S99.5%）/（t/t）0.333
硫铁矿（含硫35%）/(t/t) 0.957
电/kw h t-155.06 93.96 126.12
综上所述，硫铁矿制酸生产工艺复杂、管理要求高、操作环境差及需要处理大量的固体和液体废物。此工艺存在一定的局限性，因此本设计采用硫磺制硫酸。
第二章硫磺制硫酸的工艺流程与操作指标
2.1 原料及反应原理
2.1.1原料
硫磺制硫酸的主要原料为硫磺、氧气。其主要原料及规格见表2-1。
表2-1 硫磺的成分及其含量
含S ≥98.5%
含灰分≤0.4%
酸度（以H2SO4）≤0.03%
含A s≤0.05%
含有机物≤0.80%
含水分≤1.00%
机械杂质无
表2-2 空气成分
氮气0.79
氧气0.21
2.1.2 反应原理
将硫磺经熔融、焚烧产生二氧化硫气体，经废热锅炉、过滤器，再通入空气氧化转化成三氧化硫，再经冷却、酸吸收，制得成品硫酸。其反应方程式如下：S+O2=SO2+Q
2SO2+O2=2SO3+Q
SO3+H2O=H2SO4+Q
2.2 工艺流程
图2-1 硫酸装置工艺流程
1.鼓风机
2.透平
3.干燥塔
4.最终吸收塔
5. 硫酸循环槽
6.烟囱
7.中间吸收塔
8.发烟硫酸吸收塔
9.发烟硫酸泵槽10. SO3蒸发器11.冷却器12.发烟硫酸循环罐13.发烟硫酸循环罐14.液态SO3储罐15.皮带机16.熔硫槽17.熔硫储槽18.过滤器19.液硫储槽20.焚硫炉21.废热锅炉22.汽包23.过热器24.转化器25.热换热器26.冷换热器27.最终省煤器28.中间省煤器29.硫酸储罐30.发烟硫酸储罐31.发烟硫酸储罐
2.2.1熔硫、过滤及液硫储存工序
1 流程描述
原料固体硫磺通过带有称重设施的皮带机送至熔硫槽，在皮带机上，将石灰加入固体硫磺中，中和硫磺中可能存在的酸性物质。液体硫磺从熔硫槽流至带液下泵的储槽，然后被送去过滤，过滤在一个有预涂层的过滤器中进行。经过滤后的液硫自流至熔硫储槽。
2主要控制点
过滤过程中，熔硫储槽的液位由两个液位开关控制：
a. 高高液位开关停硫磺皮带机。
b. 高液位开关开硫磺皮带机。
3 工艺特点
a ω灰分=0.3%的硫磺，通过液硫过滤器滤能够使ω灰分<0.006%灰分，这样就省掉了热气体滤器,并且过滤效果更好，延长了催化剂的更换期。
b 熔硫槽加热盘管可以每组单独取出修理不影响正常生产。
c 过滤器设有液压抽芯和振动除渣装置，作方便。
d 熔硫槽和带液下泵的熔硫储槽设有混凝顶，并且在设备和管线上方开口处装有可移动的钢顶盖，环境清洁，安全可靠。
2.2.2焚硫、转化及吸收工序
2.2.2.1流程描述
硫酸生产采用“3+2”两转两吸工艺流程。液硫通过硫磺泵送至磺枪喷入焚硫炉，喷硫量由变频电机调节。雾化后的硫磺与经ω（H2SO4）=98.5 硫酸干燥的空气反应生成ω（SO2）=11.5% 的气体，SO2气体经过废热锅炉后进入转化器。一段转化后的气体经过蒸汽过热器后进入二段转化，出二段的气体经过热换热器后进入三段转化；出三段的气体经过冷换热器和中间省煤器后去发烟硫酸吸收塔，吸收后的贫气再进入中间吸收塔继续吸收；出中间吸收塔的气体，一部分经过冷换热器和热换热器后进入四段转化；四段出口气体与从中间吸收塔来的另一部分冷气体混合后进入五段转化；五段出口气体经过最终省煤器后进入最终吸收塔。干燥塔、中间吸收塔和最终吸收塔公用一个循环槽。
2.2.2.2主要控制点
焚硫、转化、吸收工序主要的联锁控制有：
a 风机停车→焚硫炉进料泵停→注入循环酸罐的稀释水阀关闭。
b 锅炉汽包液位太低、干吸塔流量太小、仪表风压力太低、透平和风机的安全条件不满足→风机停车。
装置开车时，焚硫炉设置了燃料气升温系统，这部分设置了以下联锁：
a 风机停车燃料气阀门关闭。
b 焚硫炉内无火焰燃料气阀门关闭。
2.2.2.3工艺特点
a焚硫炉装有两个高压雾化喷嘴，根据生产负荷，选择投用一个或两个，从而保证雾化效果。
b焚硫炉设置了煤气燃烧器，操作简单，燃烧完全。
c焚硫炉出口气体ψ（SO2）控制在11.5%，如此高的SO2含量降低了生产吨酸所耗的气体量，减小了设备尺寸和投资，从而最大程度地降低了生产成本。
d为了缩短系统升温时间，废热锅炉出口至转化器的第四催化剂床层设置了一条副线，使第四、五催化剂床层和第一、二、三催化剂床层能同时升温。
e 采用火管锅炉，入口设有刚玉保护套管和耐火浇料防冲刷层。
f第一催化剂床层位于转化器的底部，有利于催化剂的筛分。其它四层的布置既考虑管道布置的经济性，又要使隔板的温差降至最小。
g采用了四种型号催化剂，分别是：LP110、LP120、Cs110和Cs120型。第一层加入部分低温催化剂Cs120，第五层全部使用低温催化剂Cs110，这样在390℃的低温下也具有良好的反应活性。
h 中间吸收塔和最终吸收塔内装有, ES型除雾器，干燥塔内装有双层丝网除沫器。干吸塔均采用SX槽式合金钢分酸器。
i 干燥塔、中间吸收塔、最终吸收塔公用一个酸循环槽，这样简化了管道和设备安装，且使开车和正常操作更加容易。
公用的酸循环槽中间有分隔板，将槽分成最终吸收塔进料和另外两塔进料两部分，分隔板上部有一个开口，是两部分气相连通口，下部有一个开口，使最终吸收塔一侧到另外两塔一侧保持连续流动状态。
j 采用Alfa Laval板式酸冷却器、Lewis液下泵。
k自控方案合理、先进、可靠。DCS是引进Bialy公司的技术，重要位置靠联锁控制，转化系统催化剂床层温度通过遥控阀在DCS室控制，循环酸罐液位、汽包液位均采用自调。
l 充分利用系统的高、中温废热。生产3.82MPa和784MPa饱和蒸汽，不仅能满足本装置蒸汽透平、加热器以及保温伴热使用，还可外供。
2.2.2.4转化工序热能利用流程
本设计的热能利用流程与一般硫磺制酸装置相同。出焚硫炉的高温炉气人废热锅炉，产生3.9 MPa蒸汽发电;出废热锅炉的SO2入转化器一段进行反应; 各转化段的反应热用于熔硫或提高废热锅炉的给水温度，并尽量使系统多产蒸汽;除用于发电及熔
硫的蒸汽外，尚有少量低压蒸汽供附近厂外用户使用。其转化工序的热利用流程如图2 所示。
图2-2 转化工序热利用流程
2.3工艺设计
采用快速熔硫、液硫精制、液硫焚烧和“3+2”两转两吸工艺；用次中压锅炉（2台）、低压锅炉（1台）和省煤器（2台）回收焚硫与转化系统的高、中温位热能，生产(2.5MPa、1.0MPa)的次中压和低压蒸汽，经减压后，供公司内部的MAP和NPK
装置生产使用；设备选型既要节省投资，又要运行稳定可靠，经过全面论证，一吸塔除雾器（ES210型柱状纤维除雾器）和转化催化剂（LP-110和LP-120型钒催化剂）选用美国孟山都环境化学公司生产的产品；操作自动控制采用美国FOXBORO公司生产的集散控制系统（DCS ），一次仪表全部进口。
2.4工艺指标
1、熔硫蒸气压力 0.5MPa—0.6MPa
2、保温蒸气压力 0.35MPa—0.45MPa
3 、液硫温度135℃—145℃
4 、过滤器操作压力＜0.75Mpa 压差＜0.3Mpa
5 、液硫酸度≤20ppm
6 、液硫灰份≤30ppm
7、各槽液硫液位 60-80%
2.5不正常现象及处理方法
表2-3 不正常现象及处理方法
现象原因处理方法
干燥率低1、喷酸不均；
2、淋酸浓度低；
3、进气水量高
4、上塔酸量小
1、检查酸泵；
2、提酸浓；
3、分酸槽：
4、增加上塔量
吸收率低1、淋洒酸量不够；
2、进塔气温高；
3、酸温酸浓高；
4、气速过快或过低有短路现象
1、检查酸泵及分酸槽；
2、加大淋洒量；
3、加大冷却水量增加串酸量；
4、降低气速停车检查
酸泵不上酸或量小1、管道有堵塞；
2、泵体故障。
1、设法疏通管道或找钳工处理
2、酸泵振动大泵轴套间隙或叶
轮腐蚀，找钳工更换备用泵
循环酸和成品酸的浓度偏差很大1、循环酸浓不稳、忽高忽低；
2、酸浓度计失灵；
3、分析误差
1、稳定操作；
2、联系仪表工处理；
3、重新分析。
产酸量降低
现象1.漏酸
2.流量计失灵
3.系统阻力增大
4.吸收率降低
1查明漏点堵漏
2.联系仪表工处理
3.视情况停车处理
4.查明原因处理
酸浓低1加水量大
2.分析误差
1.停止或调整加水量
2.重新分析
酸温过高1.循环冷却水泵跳闸
2.冷却风扁坏
3.热换器换热面积不够
4.系统负荷过大
1.查明原应因后处理
2.停车修复
3.增加换热面积
4.适当降低负荷
尾气冒大烟 1.酸浓过高或过低
2.吸收塔上酸量不足
3. 酸温过高
4. 塔内气体走短路
5. 酸泵跳闸1.调节浓度在控制范围
2.查明原因后处理
3.降低酸温
4.查明原因后停车处理
5.立即起泵和停车处理
酸泵电流低1.酸槽液位低
2.酸泵叶轮腐蚀严重
3.电器故障
1.提高液位
2.停车检修酸泵
3.查明原因处理
酸泵电流波动有杂音1. 轴承烧坏
2.泵进口漏气
3.循环液体量太少
1.停车更换
2.查清漏点停车处理
3.查清漏点停车处理
第三章主要设备
3.1 主要设备
3.1.1熔硫工段（包括原料工段）
熔硫工段的主要设备有输送机、熔硫槽、过滤助虑槽、液硫过滤机、液硫贮槽、精硫槽、硫磺泵等，主要管道为夹套管。该工段的非标设备和管道均需保温。
熔硫槽为衬有耐酸砖的圆柱形混凝土槽，设有6组双螺旋同心加热蛇管和搅拌器，换热面积93.6㎡。搅拌器带有4叶螺旋桨叶片和6叶平板涡轮。生石灰靠螺杆挤压机加入，设计能力为0～50 ㎏/h，硫磺皮带机的坡度为5.7°，设计能力为：11000～16000㎏/h。
过滤器是预涂带压过滤器，有一个带夹套的卧式外壳，在壳内有分布在固定滤框上的竖直滤板，过滤器用特殊的合成橡胶垫密封。滤芯靠液压系统抽出，设有一台往复式液压油泵。滤饼靠风动装置排出壳体回收。
熔硫储罐是带保温的圆柱形容器，配有5个翅片管式加热器，在罐的四周有4
个空气入口，中心有一个放空口且带有蒸汽伴热，以防堵塞，四周入口和中心出口的高度差保证了气体的流动。
3.1.2焚硫转化工段
焚硫转化工段的主要设备有焚硫炉、热力设备（废热锅炉、过滤器、省煤器等）、转化器、热换热器、冷换热器，主要管道为烟气管道，大部分管道可现场卷制或是直接购买的螺旋管。该工段的焚硫炉要砌耐火砖，热力设备、转化器、换热器和管道均需保温。
焚硫炉
焚硫炉为卧式圆筒形，内有耐火衬里，设有3层竖直隔板。焚硫炉一端直接废热锅炉相连，另一端为空气联箱，上面装有两个硫磺喷嘴。焚硫炉装有开工煤气燃烧器，该炉的设计功率最大值为5700KW ，提供的操作弹性为5:1 ，主要包括炉前煤气集合管总阀（控制进入燃烧器煤气与风的比例）、火焰监视系统具有自动切断煤气进料阀的功能）、电子打火器。
图3-1 焚硫炉结构
省煤器
两台省煤器均为立式碳钢壳体，盘管为铸铁翅片管，水走管程。中间省煤器只有一组盘管，最终省煤器则有两组盘管，其中一组为锅炉给水预热盘管，另一组为饱和蒸汽预热盘管，饱和蒸汽预热盘管位于最终省煤器的顶部温度较高部位。锅炉给水及饱和蒸汽依次流经3组盘管，其先后顺序由工艺气体的温度决定。省煤器底部壳体有耐酸衬里并带一密封罐，防止由于烟气冷凝而引起的腐蚀。
废热锅炉
废热锅炉为火管型，正常操作压力为3800～3900 KW。锅炉气体旁路设有一个柱塞阀，柱塞阀的阀杆处于大约345℃气流中，免受热气体的损坏。另外，旁路柱塞阀的填料箱上接有一条仪表风管线，这样便能在轴密封周围形成一个平衡的压力，有效地防止了硫酸盐在轴密封上结晶，保证了柱塞阀的灵活转动。旁路柱塞阀前设有手动蝶阀。在低负荷生产情况下，如果全开旁路柱塞阀都不行，则需通过调节此蝶阀来提高旁路气体的影响。催化剂加热升温期间，热气体需要全部走旁路时，也会用手动蝶阀调节，此阀的阀杆处也通有仪表风。废热锅炉的出口管箱上接有一段开工用的可拆卸烟囱，通过此烟囱可排放烘炉时燃料气燃烧所产生的废气。
废热锅炉的壳程上还接有一根从装置界区外来的高压蒸汽管线，用于开工时锅炉的预热。
图3-2 第一废热锅炉（水管废热锅炉）结构图
图3-3 第二废热锅炉（低温过热器）结构图
图3-4 第三废热锅炉（高温过热器）结构图
3.1.3干吸工段
干吸工段的主要设备有干燥塔、第一吸收塔、槽、酸冷却器、硫酸泵等，酸管为不锈钢管道，一般需带阳极保护。
干燥塔和吸收塔
干燥塔、中间吸收塔和最终吸收塔均是立式、筒形、内有砖衬的结构，其中的陶瓷填料由陶瓷支撑板支撑，整塔竖立在水泥框架上。在填料上部是合金钢循环酸分布器，分布器由安装在竖直降液管上的左右排列的几条支管构成，以获得理想的分布形式，在填料层上部降液管的喷射点均匀排列着180㎜厚的50㎜矩鞍填料。干燥塔和中间吸收塔内填料层高度为2130㎜而最终吸收塔填料层高度为2440㎜。中间吸收塔和最终吸收塔内装有ES型除沫器，干燥塔内装有双层丝网除沫器。
图3-5 吸收塔结构示意图
3.1.4成品工段
成品工段的主要设备有硫酸贮槽、输送泵，主要管道为普通碳钢或不锈钢管道。
图3-6 转化器结构示意图
表3-1转化器内钒催化剂的用量及分配比例
段型号体积/ m3占总体积比
例，% 一（上）108 5.0 6
（下）101 10.0 11 二101 18.0 20 三（a）101 10.0 11
三（b）101 10.0 11 四108 16.2 18
五108 20.8 23
总计90.0 100
表3-1 主要设备规格
名称规格型号
熔硫槽￠6000㎜×2500㎜，V=47.5m3硫磺过滤器F=35㎡
焚硫炉￠2600㎜×9800㎜
废热锅炉卧式、火管、低合金钢1/2、铬管束废热锅炉汽包￠1500㎜×6000㎜
转化反应器￠5700㎜×16780㎜、催化剂装填量
Q=120.6 m3
ω（H2SO4）98.5%硫酸循环罐￠2900㎜×8000㎜
ω（SO3游离）30%发烟硫酸循环罐￠3500㎜×2500㎜
干燥塔￠2600㎜×8100㎜
中间吸收塔￠2800㎜×15100㎜
最终吸收塔￠3000㎜×14835㎜
硫磺制酸的环境污染 【摘要】国家标准GB26132-2010《硫酸行业污染物排放标准》已经国家环保部发布，2011年3月1日起正式实施，新标准对一贯被认为是清洁生产工艺硫酸行业污染物排放主要污染物指标提出更为严格的要求。认识硫磺制酸的环境污染过程和原理，有助于硫磺制酸产业的环境管理工作进一步加强。 【关键词】硫磺制酸;环境污染原理;环境管理 2010年9月10日，国家环保部批准发布GB26132-2010《硫酸行业污染物排放标准》，硫酸工业企业水和大气污染物排放控制按本标准的规定执行，不再执行GB 8978-1996《污水综合排放标准》和GB 16297-1996《大气污染物综合排放标准》中污染物限值。一贯被认为是清洁生产工艺的多级转换加多级吸收硫磺制酸工艺必须增加尾气处理装置才能满足新标准的要求，而如何采用经济省、见效快、问题少的治理措施就成为了硫磺制酸行业亟待研究的课题。本篇谨就硫磺制酸的污染过程和原理进行介绍，旨在帮助有关人员加强环境管理工作，以期能够满足污染物排放标准要求。 １．标准实施前后硫磺制酸污染物排放标准的变化 硫磺制酸属清洁生产工艺，项目产生的生产废水只有少量的脱盐水、锅炉排废水、冲洗地坪水，新标准的废水排放标准一般硫磺制酸企业只需要加强管理就可以实现。与GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》相比，GB26132-2010《硫酸行业污染物排放标准》的现有企业二氧化硫、硫酸雾排放限值与GB16297-1996 新源标准限值相当，新建企业较GB16297-1996 新源标准值严格。就硫磺制酸工艺而言，废气中基本上不含颗粒物，因此，颗粒物的排放限值进一步降低，对硫磺制酸企业没有影响。经筛选，总结出以下硫磺制酸污染物排放限制进一步严格并有较大影响的污染物因子（见表1）。 表1 硫磺制酸污染物排放标准限值比较单位：mg/m3 除上述变化之外，标准还规定了硫磺制酸单位产品基准排气量为2300 m3/t 产品，规定了企业边界大气污染物无组织排放限值二氧化硫为0.5mg/m3，硫酸雾为0.3 mg/m3。 2.现有硫磺制酸工艺的情况 硫磺经液化后，液体硫磺进入液硫贮槽，经过滤器过滤精制，液硫给料泵将液硫打入焚硫炉，空气经空气过滤器进入干燥塔干燥后，经金属丝网除雾器除雾，由蒸汽透平空气风机加压，温度升至120℃后进入焚硫炉，与液硫燃烧，产生的SO2炉气进入废热锅炉。炉气温度降为420℃进入转化器。转化器一段触媒层出口610℃炉气进入3#过热器，回收余热后440℃炉气进入转化器二段；转化器二段出口炉气经热热换热器加热一吸收塔出口经冷热换热器换热后的炉气，进入转
制取硫酸的原材料（硫磺、硫铁矿）情况 硫磺和硫铁矿是制取硫酸的两种原材料，在国内用硫磺制取硫酸的生产装置和用硫铁矿制取硫酸的生产装置都比较多，各有特色。 原材料的现状，目前，全球硫磺主要分布在加拿大、俄罗斯、哈萨克斯坦等国家。全球硫磺供应状况，预计加拿大每年硫磺产量在4500kt左右；俄罗斯每年硫产量在6000kt左右；哈萨克斯坦每年硫磺产量在4000kt左右，中国中石化硫磺产量在2600kt左右。 目前国内硫磺情况，位于达州市宣汉县境内的普光气田是我国目前规模最大、丰度最高的特大型整装海相气田，投入开发建设资金600亿元，四川普光气田现在运行现状，月产硫磺12万吨；四川遂宁中石油川中油气矿装置运行正常，月产硫磺6000吨；重庆天然气净化总厂固体硫磺销售状况顺畅，装置轮流检修，目前月产量6000吨左右，······；目前国内港口硫磺库存量已经由上个月的180万吨下降至150万吨左右。 目前采用硫铁矿制取硫酸生产装置，使用的硫铁矿主要是国内开采，我国硫铁矿储量约40亿吨（折标硫），相对集中于广东、安徽、内蒙古、四川、山西五大硫铁矿生产基地。共有300多个硫铁矿生产点，大部分为小型矿山，经过三十多年发展的绵阳市雁门硫铁矿,生产能力也只有年生产原矿20万吨,精矿7万吨；其中云浮硫铁矿企业集团公司，总投资6.37亿元，年产原矿300万吨，是我国最大的硫铁矿生产基地和硫精矿出口基地，素有“东方硫都”之美誉。公司现已探明硫铁矿储量2.08亿吨，平均含硫31.04%，氟、砷、铅、锌等有害元素含量均低于国家规定值，是生产硫酸的优质化
工原料，其储量、品位及品质规模目前均居世界首位。公司矿石产品有：-40mm矿（品位：33%左右）、-3mm产品（品位：35%左右）、硫精矿（品位：40%～48%）。 原材料硫磺，据有关资料统计：2011年2月份中国硫磺进口总量为512668.785吨，价值金额为88404438美元，2月平均价格为172.44美元/吨； 2011年2月份中国硫磺出口总量为3746.6吨，价值金额为764945美元，2月份平均出口价格为204.17美元/吨。 2011年3月份中国硫磺进口总量为1081414.729吨，价值金额为212255818美元，3月平均价格为196.28美元/吨； 2011年3月份中国硫磺出口总量为339.450吨，价值金额为142772美元，3月份平均出口价格为420.6美元/吨。 2011年4月份中国硫磺进口总量为603862.65吨，价值金额为120265080美元，4月平均进口价格为199.16美元/吨。 2011年4月份中国硫磺出口总量为421.1吨，价值金额为150148美元，4月份平均出口价格为356.56美元/吨。6月9日报道：四川遂宁中石油川中油气矿装置运行正常，月产硫磺6000吨，出厂报价1950元/，重庆天然气净化总厂固体硫磺报价1950元/吨，目前月产量6000吨左右，四川达州普光天然气净化厂目前运行5套脱硫装置，月产量12万吨，出厂散装磺报价1740元/吨，万州港提货价报价1840元/吨。港口高价补给陆续到港，其中防城港6月中旬计划到港补给量7-8万吨，南通港：中石化、苏州开元、湖北宜化补给将于下周陆续而至，总补给量近10万吨，到岸成本折合人民币约1900-2000元/吨。从以上数据看，采用硫磺制取硫
200kt/a硫磺制酸转化工段工艺设计
目录 第一章绪论 (1) 1.1.硫酸的性质与用途 (1) 1.2.硫酸的工业发展史 (2) 1.3.硫酸的工业概况及其发展趋势 (3) 1.3.1.国外硫酸工业概况及其发展趋势 (3) 1.3.2.中国硫酸工业概况及其发展趋势 (4) 第二章厂址的选择 (7) 第三章原料的选择 (9) 3.1.原料的选择 (9) 3.2.硫磺制酸的优点 (9) 3.3.硫磺的来源 (10) 第四章转化工段工艺设计 (12) 4.1.基本原理 (12) 4.1.1.二氧化硫氧化热力学 (12) 4.1.2.二氧化硫氧化动力学 (12) 4.2.工艺流程 (14) 4.2.1.工艺流程的确定 (14) 4.2.1.1.二转二吸与一转一吸 (14) 4.2.1.2."3+1"与"3+2"转化工艺的主要区别 (15) 4.2.1.3.工艺流程的确定 (17) 4.2.2.工艺条件 (18) 4.2.2.1.转化器一段入口条件中二氧化硫含量 (18) 4.3.工艺设备 (20) 4.3.1.转化工段的主要工艺设备 (20) 4.3.2.自动控制方案 (22) 4.4工艺计算 (23) 4.4.1.物料衡算 (24) 4.4.2.能量衡算 (26) 第五章环境保护与安全生产 (33) 5.1.环境保护 (33) 5.2.安全生产 (33) 第六章总结 (34) 致 (36) 参考文献 (38)
第一章 绪论 1.1 硫酸的性质和用途[1,2] 硫酸(H 2SO 4)相对分子质量98.078，是指SO 3与H 2O 的摩尔比等于1的化和物， 或指100% H 2SO 4。外观为无色透明油状液体，密度（20℃）为1.8305g/cm 3。工 业上使用的硫酸是硫酸的水溶液，即SO 3与H 2O 摩尔比≤1的物质。发烟硫酸是 SO 3的硫酸溶液，SO 3与H 2O 的摩尔比≥1的物质，亦为无色油状液体，因其暴露 于空气中，逸出的SO 3与空气中的水分结合形成白色酸雾，固称之为发烟硫酸。 硫酸或发烟硫酸的浓度均可用H 2SO 4质量分数表示。但发烟硫酸的浓度常用 其中所含游离SO 3（即除H 2SO 4也外的SO 3）或全部的SO 3质量分数表示。不同表达 方式的硫酸浓度可用也下公式相互换算： C H 2SO 4=1.225C SO 3 (t)=100+0.225C SO 3 (f) C H 2SO 4——H 2SO 4的质量分数，%； C SO 3 (t)——SO 3的质量分数，%； C SO 3 (f)——游离SO 3质量分数，%。 表1.1 硫酸的组成 几种典型浓度硫酸的组成如上表1.1所示。 硫酸是强酸之一，具有酸的通性。但浓酸有其特殊的性质。物理性质方面，有相对密度大，沸点高，液面上水蒸汽的平衡分压极低等特性；化学方面，有氧化，脱水和磺化的特性，有关物理，化学性质及有关数据可查阅文献。
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 硫磺粉尘在硫酸生产工艺中危险性分析及预防(正 式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-3574-19 硫磺粉尘在硫酸生产工艺中危险性 分析及预防(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1 引言 硫磺是化学工业生产的重要原料，是目前国内普遍采用的制取硫酸生产工艺的原料。硫磺是易燃易爆的化学品，其特殊的化学性质决定了生产过程中防火防爆安全的重要性。硫磺在装卸、生产过程中很容易产生硫磺粉尘，且其粉尘起爆能量低，爆炸浓度下限低，当硫磺粉尘在空气中浓度达到35g／m 、点火源能量达到0．15mJ时，就能发生火灾爆炸事故。 2、硫磺的性质及危险性 2.1 硫磺的性质 硫磺的主要成分是硫(s)，其含量≥99．50％；外观为黄色颗粒状、片状或块状固体；熔点为( 一硫)107％；(p一硫)115％；无定形硫熔点为120％；
沸点为445％；密度为2．1g／cm ；不溶于水；闪点为160％(闭杯法)；自燃温度为232％；爆炸极限为空气中35— 1400g／m ；燃点为248—260％；最大爆炸压力2．79kg／cm 。在正常情况下燃烧缓慢，如果与氧化剂混合则燃烧速度大大加快，遇明火、高温易发生爆炸。 2.2 危险性 由于硫酸生产过程中所使用的原料、中间产品、成品均为不同规格硫磺粉末，工艺过程中介质为硫磺和空气，硫磺属于易燃品，其粉尘易闪爆，燃烧爆炸物二氧化硫具有有毒有害性和强腐蚀性，因此硫磺粉碎加工生产过程中存在着多种危险有害因素。 2．2．1 物理危险性 在硫磺加工过程中，硫磺仓库、硫磺拆投料、输送等过程中都容易产生粉尘，积聚在设备、钢架、防护、梯子、仓库屋顶、墙体等部位。而硫磺粉尘积存与空气接触，扬悬浮于空气中的硫磺粉尘很容易以物理分散状态与空气混合形成爆炸性混合物。其与可燃
错误！未找到索引项。 第一章概述 (1) 第一节装置概况 (1) 第二节硫酸及硫氧化物的性质 (2) 第三节工艺流程及其控制特点 (14) 第二章硫铁矿制酸主要工艺原理 (23) 第一节沸腾焙烧工艺原理 (23) 第二节炉气净化工艺原理 (31) 第三节三氧化硫吸收工艺原理 (40) 第四节二氧化硫转化的工艺原理 (47) 第五节循环水工艺原理 (50) 第一章概述 第一节装置概况 江西铜业集团化工有限公司老系统硫酸装置设计生产能力为10万吨／年，以德兴铜矿副产硫精矿为原料，采用氧化焙烧，干法除尘，稀酸酸洗净化和两转两吸接触法制酸工艺。 本装置还具有高回收率和低“三废”排放等优点。总硫回收率期望值可达97％（保证值为96.0％以上），工艺流程采用了二转二吸制酸工艺，“3+1”四段转化，提高硫的利用率，使尾气中SO2及硫酸雾的排放指标低于《大气污染物综合排放标准》，净化工段20％稀酸外运到大山厂和泗州厂做为选矿药剂使用，不外排；硫酸钡烧渣是优质铁精矿，直接销售给钢铁厂，达到综合利用的目的。鼓风机噪音采用消声、隔声及不设固定岗位等有效措施。 本装置技术新、可靠性高，采用以下具有成功业绩的最新技术：DCS 控制系统；阳极保护管壳式酸冷器；二吸塔用高效除雾器控制尾气排放带出酸沫等。
现在建设的江西铜业（德兴）60万吨/年硫铁矿循环经济项目一期工程规模为30万吨/年，项目建成后，年产98%工业硫酸25万吨，105%发烟硫酸15万吨，优质铁精粉18.2万吨，余热发电量7800万度。计划于2012年6月竣工投产。 第二节硫酸及硫氧化物的性质 1 硫酸的物理性质 硫酸的分子量为98.078，分子式为H2SO4。从化学意义上讲，是三氧化硫与水的等摩尔化合物，即SO3·H2O。 在工艺技术上，硫酸是指SO3与H2O以任何比例结合的物质，当SO3与H2O的摩尔比≤1时，称为硫酸，它们的摩尔比﹥1时，称为发烟硫酸。 硫酸的浓度有各种不同的表示方法，在工业上通常用质量百分比浓度表示。 硫酸的主要物理性质为： 20℃时密度g/cm3 1.8305 熔点℃10.37+0.05 沸点℃ 100% 275+5 98.479%(最高) 326+5 气化潜热(326.1℃时),KJ/mol 50.124 熔解热(100%), KJ/mol 10.726 比热容(25℃), J/(g k) 98.5% 1.412 99.22% 1.405 100.39% 1.394 1.1 外观特性 浓硫酸是无色透明液体，能与水或乙醇混合，暴露在空气中迅速吸收空气中的水份。
年产20万吨硫酸生产车间工艺设计 摘要 硫酸是最重要的基础化工原料之一，主要用于制造磷肥及无机化工原料，其次作为化工原料广泛应用于有色金属的冶炼、石油炼制和石油化工、橡胶工业以及农药、医药、印染、皮革、钢铁工业的酸洗等。本设计以硫磺为原料生产硫酸，因为以硫磺为原料生产硫酸不需净化，大大简化了工艺过程，节省投资费用，且产品质量高。 本设计完成了年产20万吨硫酸生产车间工艺设计，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、干吸工段及主要设备的选择、环保措施等。完成了化工设计的各个设计环节，达到了设计目标。经分析，设计技术可靠，经济合理。在设计过程中，还重点对废水处理进行了分析。 关键词：硫酸；硫磺制酸；焚烧炉；转化塔
The Production Process Design of the Workshop for Sulfuric acid with an Annual Output of 200,000 Tons Abstract Sulfuric acid is one of the most important basic chemical raw materials, mainly used in the manufacture of phosphate fertilizer and inorganic chemical raw materials, as a chemical raw material, it is widely used in non-ferrous metal smelting, petroleum refining and petroleum chemical industry, rubber industry, as well as pesticides, pharmaceuticals, printing and dyeing, leather pickling of iron and steel industry. This design is used sulfuric acid as raw material to product sulfur, thus it products sulfur without purification, the process is greatly simplified to save investment costs and gain high product quality. It is an annual output of 200,000 tons of sulfuric acid production plant process design, introduces the main methods of sulfuric acid production and mature process. The main contents include the raw material sulfur melting section, and burning sulfur conversion section, drying and absorption section and the major equipments selection, environmental protection measures. It completes various links of the chemical engineering design, and achieves the design objectives. Through the analysis of the design, design technology is reliable, and the design is economical and reasonable. In the design process, it is also focusing on wastewater treatment.
硫铁矿掺烧钛白副产硫酸亚铁制硫酸，是解决副产硫酸亚铁出路的最好办法，具有很好的经济效益、社会效益及环境效益；硫酸亚铁中硫和铁都得到充分利用，硫成为主产品硫酸之硫，铁成为副产品炉渣铁氧化物之铁。通过全方位介绍该技术项目的推广应用信息，为掺烧试验设计提供参考依据，促进该技术项目的推广应用，对促进硫酸工业和钛白工业的技术进步和行业发展有积极意义。 1国内硫铁矿掺烧硫酸亚铁制硫酸的技术开发应 用概况 1.1国内利用硫酸亚铁制硫酸主要是掺烧模式 利用硫酸亚铁制硫酸有两种基本模式，一种是掺烧，另一种是专烧。专烧模式主要流行于国外，其主要特点是：装置是专用的，不能借用现有以常 规原料制硫酸的装备，如硫铁矿制硫酸装备等；原料，一般是直接使用硫酸亚铁，即硫酸亚铁在该制硫酸装置体系内部被干燥处理后再进行焙烧。专烧是相对意义的，是指制硫酸原料以硫酸亚铁为主，而不是说制硫酸原料只有硫酸亚铁。目前国内所采用的掺烧模式的主要特点是：所用装备就是现行的硫铁矿制硫酸装置，采用时只是在局部作少量改动；所用原料，一般不直接使用硫酸亚铁或不直接大量使用硫酸亚铁。国内有一定代表性的掺烧技术应用厂家，一般是大量使用一水硫酸亚铁，搭配使用七水硫酸亚铁物料。国内掺烧体系的主要原料是 ［收稿日期］2014-04-08［作者简介］袁朝晖（1973-），男，湖南邵阳人，注册化工工程师，长期从事化工技术工作。E-mail ：hnyong1i@https://www.doczj.com/doc/5b15967462.html, ［通讯作者］杨卫国。E-mail ：965152654@https://www.doczj.com/doc/5b15967462.html, 硫铁矿掺烧硫酸亚铁制硫酸技术开发应用现状 袁朝晖1，徐祖彪2，杨卫国2 （1.湖南轻工纺织设计院，湖南长沙410002； 2.中盐湖南株洲化工集团有限公司科人设计有限公司，湖南株洲 412004） ［摘 要］在硫铁矿制酸中掺烧钛白副产硫酸亚铁是解决副产硫酸亚铁出路的最好方法。介绍了该技术的推广应 用概况，以及硫铁矿掺烧硫酸亚铁工业生产条件。国内硫酸亚铁掺烧技术的相关信息表明，年产能为20万t 的硫酸法钛白粉装置，可副产七水硫酸亚铁60万t ，用于掺烧制硫酸可回收硫酸20万t 、高品位铁原料16万t ，同时节省了硫铁矿资源。该技术对促进硫酸工业和钛白工业的技术进步有积极意义。 ［关键词］钛白副产硫酸亚铁；硫铁矿；掺烧制硫酸；技术现状［中图分类号］TQ111.16 ［文献标志码］A ［文章编号］1007－6220（2014）04－0053－04 Development and application status of sulfuric acid production technology by mixed burning pyrite and ferrous sulfate YUAN Zhao-hui 1，XU Zu-biao 2，YANG Wei-guo 2 （1.Hunan Light-Industry and Textile Design Institute ，Changsha ，Hunan 410002，China ； 2.Keren Design Co.,Ltd ，Hunan Zhuzhou Chemical Industry Group Co.,Ltd.-CNSIC ，Zhuzhou ，Hunan 412004，China ） Abstract ：Mixed burning pyrite and ferrous sulfate to produce sulfuric acid is the best utilization method of by-product ferrous sulfate of titanium dioxide.Popularization and application of this technology ，as well as its industrial production conditions are introduced.The relevant information of sulfuric acid production technology by mixed burning pyrite and ferrous sulfate in China show that ：using 0.6million tons by-product seven water ferrous sulfate of titanium dioxide plant with the capacity of 0.2million t/a to produce sulfuric acid ，0.2million tons sulfuric acid and 0.16million tons high grade iron material can be recovered ，and the pyrite is saved.This technology has a positive meaning for technology promoting of sulfuric acid and titanium dioxide industry. Key words ：by-product ferrous sulfate of titanium dioxide ；pyrite ；sulfuric acid production with mixed burning ；technology status 2014年7月第29卷第4期 磷肥与复肥 Phosphate ＆Compound Fertilizer 53
目录 绪论 (2) 1 熔硫岗位操作规程 (3) 1.1岗位任务与治理范围 (3) 1.2工艺流程与操作指标 (3) 1.3开、停车方法 (4) 1.4岗位操作要点 (6) 1.5不正常现象及处理方法 (7) 2 焚硫及转化岗位操作法 (8) 2.1岗位任务及治理范围 (8) 2.2工艺流程与操作指标 (8) 3 干吸岗位操作法 (11) 3.1岗位任务与治理范围 (11) 3.2工艺流程与操作指标 (11) 4 锅炉岗位操作法 (14) 4.1岗位任务与治理范围 (14) 4.2工艺流程与操作指标 (14) 5 汽轮机、风机岗位操作法 (16) 5.1岗位任务与治理范围 (16) 5.2操作指标 (16) 6 脱盐水岗位操作法 (17) 6.1岗位任务与治理范围 (17) 6.2工艺流程与操作指标 (17) 结论 ................................................ 错误！未定义书签。参考文献 .............................................. 错误！未定义书签。
绪论 硫酸是重要的化工原料，生产硫酸的原料主要有硫磺，冶炼烟气和硫铁矿。硫磺是当前世界硫酸生产的主要原料，全世界硫磺制酸约占75%，硫铁矿制酸约占16%。与硫铁矿制酸相比，硫磺制酸具有投资省，流程简单，能源利用率高和操作人员少等优点，比硫铁矿制酸更经济，并可减少废水和废渣排放，更好的达到环保要求。 由于天然硫资源缺乏，近几年由于国际硫磺价格降低，国内硫铁矿供应紧张，促使国内硫磺制酸得到很快发展（见附图1）。 我国硫磺制酸发展需要注意以下几点： 1﹑装置大型化 对于硫磺制酸来说，由于工艺流程短，操作控制容易，装置易大型化。 2﹑采用两转两吸新工艺，选用新型催化剂 两转两吸流程在工艺﹑设备上日趋成熟，新建装置应尽量采用两转两吸流程，同时应选用高活性﹑低燃点和低压降的新型钒催化剂，从而提高转化率，降低能耗和减少二氧化硫排放。 3﹑综合利用余热资源 应充分利用硫磺制酸过程中产生的大量高﹑中﹑低温余热，用于产生次高压蒸汽或中压蒸汽以及低压蒸汽。 4﹑提高装置自动化水平 硫磺制酸流程简单﹑操作方便﹑工艺稳定，容易实现微机自动控制。在新建的或改建硫磺制酸装置时，应采用微分集散控制系统，提高自动化水平。
化工专业硫铁矿接触法制硫酸的生产工艺设计毕业 论文 目录 摘要------------------------------------------------ 错误!未定义书签。第一章绪论---------------------------------------------------- - 1 -1．1概述...................................................... - 1 - 1.1.1硫酸的性质和用途-------------------------------------- - 1 - 1.1.2硫酸的生产方法---------------------------------------- - 2 - 1.1.3硫酸的发展趋势---------------------------------------- - 3 - 1.1.4硫酸的生产工艺流程------------------------------------ - 4 - 第二章二氧化硫炉气的制备-------------------------------------- - 8 -2.1硫铁矿及其焙烧前的处理..................................... - 8 - 2.1.1硫铁矿的性质------------------------------------------ - 8 - 2．1．2 硫铁矿的处理--------------------------------------- - 8 - 2.2硫铁矿焙烧的基本原理....................................... - 9 - 2．3沸腾焙烧................................................. - 10 - 2.4焙烧的工艺条件............................................ - 14 - 2.4.1焙烧的工艺流程--------------------------------------- - 14 - 2.4.2沸腾焙烧的工艺条件----------------------------------- - 14 - 2.5焙烧中矿尘的清除.......................................... - 15 - 2.6废热利用.................................................. - 16 - 第三章炉气的净化及干燥-------------------------------------- - 17 -3.1炉气净化的目的和要求...................................... - 17 - 3.2净化的原理和方法.......................................... - 18 - 3.3炉气净化的工艺流程........................................ - 19 - 3.4炉气的干燥................................................ - 21 - 第四章二氧化硫的催化氧化------------------------------------- - 22 -4.1二氧化硫催化氧化的基本原理................................ - 22 - 4.1.1二氧化硫催化氧化反应的化学平衡----------------------- - 22 - 4.1.2 二氧化硫氧化的反应速率------------------------------- - 24 -
年产15万吨硫酸工艺设计 Acid 目录 摘要.......................................................................................................................................... Abstract.................................................................................................................................第1章文献综述 ................................................................................................................ ............................................................................................................................ 1.1.1 硫酸的性质及基本用途 ......................................................................................... 1.1.2 我国硫酸工业的发展状况 ..................................................................................... 1.1.3 硫酸在国民经济中的重要性 ................................................................................. 1.2 设计规模和规格 ........................................................................................................ 1.2.1 设计规模.................................................................................................................. 1.2.2 产品及规格.............................................................................................................. 1.3生产路线选择论证 ..................................................................................................... 1.3.1 硫磺制取硫酸主流程方块图 ................................................................................. 1.3.2 硫磺中杂质对制酸工艺的影响 ............................................................................. 1.3.3 硫磺制酸与硫铁矿制酸的优缺点比较 .................................................................第2章工艺技术方案 .......................................................................................................
*硫铁矿制酸工艺流程* *该 装 置以固体硫铁矿为原料，采用沸腾焙烧，中压余热锅炉回收高温热能发电，干法收尘，带电除尘的稀酸洗封闭净化和“3+2”五段转化两转两吸工艺流程。硫酸生产工艺流程图见图2-1所示。 破碎 干燥器 块矿 空气 煤 硫精矿 热风炉 除尘 尾气排放 沸腾炉 空气 SO 2炉气 废热锅炉 旋风除尘、电除尘 增湿器 炉渣 蒸汽发电 冷却、洗涤塔 净化、电除雾 循环酸 废酸送磷铵工段 酸泥送污水处理站 干燥塔 SO 2鼓风机 二转二吸 尾气吸收 成品硫酸 尾气放空
年产12万吨硫酸生产工艺主要由原料工段、焙烧工段、净化工段、干吸工段、转化工段、贮酸工段组成。 （1）原料工段 a、原料硫精矿运入装置内，先堆放于露天堆场，再用铲车运入矿库，用桥式抓斗起重机将原料抓入贮斗内，经皮带给料机均匀加入回转干燥机进行干燥，干燥后的原料含水6%，进入链式破碎机粉碎，并经筛分后送入库内堆放。 b、用桥式抓斗起重机将干燥破碎好的硫精砂抓入成品贮斗，由圆盘给料机均匀加入皮带机，再由皮带栈桥送到焙烧工段沸腾炉加料贮斗。 （2）焙烧工段 沸腾炉加料斗中的矿粉，由皮带加料机送入沸腾炉焙烧。焙烧产生的SO2炉气温度达900~930℃，该炉气经余热锅炉后温度降至400℃左右。在锅炉中产生的中压过热蒸汽，送往汽轮发电机发电。炉气从余热锅炉出来，进入旋风除尘器，经旋风降尘后进入电除尘器进一步除尘。电除尘器除尘效率可达99%。炉气经除尘后含尘0.2g/Nm3左右，温度300~350℃进入净化工段。沸腾炉排出的矿渣，余热锅炉，旋风除尘器排出的矿尘都经冷却滚筒冷却后，与电除尘器排出的矿尘，一并用埋刮板输送机输送到矿渣增湿器，喷入水使矿渣降温增湿，再由胶带输送机送往贮仓。 焙烧硫铁矿所需空气由沸腾炉鼓风机送入。
硫磺制酸工艺流程 硫磺制酸工艺流程说明 （1）原料工段 固体硫磺由火车运至硫磺仓库，采用人工上料方式，通过一大倾角胶带式输送机将硫磺输送至快速熔硫槽加料口处。 （2）熔硫工段 来自原料工段的固体散装硫磺由胶带输送机送入快速熔硫槽内熔化，经熔化后的熔融液硫自溢流口自流至过滤槽中，由过滤泵送入带助滤剂预涂层的液硫过滤器内过滤后流入液硫中间槽内，再由液硫输送泵输送到液硫贮罐内，液硫由液硫贮罐经精硫泵（屏蔽泵）送到焚硫转化工段的焚硫炉内燃烧。快速熔硫槽、助滤槽、液硫贮罐、精硫槽等内均设有蒸汽加热管，用0.5～0.6MPa蒸汽间接加热，使硫磺保持熔融状态。助滤槽内设有助滤泵将助滤剂硅藻土预涂到液硫过滤器上。 （3）焚硫及转化工段 液硫由精硫泵加压经磺枪机械雾化而喷入焚硫炉焚烧，硫磺燃烧所需的空气经空气过滤器过滤后，再经空气鼓风机加压、干燥塔干燥后送入焚硫炉。 （4）干吸及成品工段 空气鼓风机设在干燥塔上游，即硫磺焚烧及转化所需空气经过滤器过滤、鼓风机加压后进入干燥塔塔底，用98％硫酸吸收掉空气中的水分使出塔干燥空气中水分0.1g/Nm3，经塔顶除雾器除去酸雾后的干燥空气进入焚硫炉。从干燥塔出来的浓度约97.8%的硫酸流入干吸塔循环槽中，与来自第一吸收塔的吸收酸混合后，经干燥塔酸循环泵加压后送入干燥塔酸冷却器中，经冷却至约70℃后送到塔顶进行喷淋。 由转化器第三段出口的气体经冷热换热器和省煤器II回收热量、温度降为172℃后一部分进入第一吸收塔塔底，塔顶用来温度75℃、浓度为98.0％的硫酸喷淋，吸收气体中SO3后的酸自塔底流出进入干吸塔循环槽中，与来自干燥塔的干燥酸进行混合并用工艺水调节循环酸浓度至98％后，再由一吸塔酸循环泵依次送入一吸塔酸冷却器冷却后，送至一吸塔塔顶进行喷淋。另一部分一次转化气进入烟酸塔。塔内用104.5％发烟硫酸进行喷淋，吸收转化器中的SO3后，由塔底流入发烟酸循环槽，通过来自一吸塔酸冷却器出口的98%硫酸调节浓度为104.5％，然后经烟酸塔循环泵送入烟酸塔酸冷却器，冷却后的发烟酸一部分作为产品送至成品工段，另一部分送入烟酸塔塔顶进行喷淋。吸收后的炉气与另一部分气体混合后再进入第一吸收塔。 由转化器四段出来的二次转化气经低温过热器/省煤器I换热降温后进入第二吸收塔塔底。该塔用温度为75℃，浓度为98％的硫酸喷淋，吸收SO3后的硫酸自塔底流入吸收塔循环槽。而后经二吸塔酸循环泵加压，并经二吸塔酸冷却器冷却后进入第二吸收塔喷淋。 98%成品硫酸由干燥酸循环泵出口引出，再经成品酸冷却器冷却至40℃后进入成品酸贮罐。
硫铁矿制酸项目污染治理及环境影响的分析[摘要]硫铁矿制酸不可避免的会造成大量的环境污染物，一旦没有得到及时 有效的处理就会对周边环境造成严重的影响。本文接下来将简单说明硫铁矿制酸的流程，在具体说明硫铁矿制酸项目所带来的环境影响并提出相关的解决措施来治理污染问题。 [关键字]硫铁矿制酸污染治理环境影响 由于酸性物质在防腐、保护以及日常使用中都有着广泛的应用。而硫铁矿制酸在现阶段也是一项比较均衡的制酸选择。但是在制酸过程中，由于产生了大量的废气、废液以及工业残渣，这些东西都有巨大的腐蚀性，一旦没有得到妥善处理，就会给居民生活和环境带来很严重的影响。笔者主要是探讨硫铁矿制酸项目污染治理的技术并分析这个过程中的环境影响。 1 硫铁矿制酸系统 在制酸工业上，有很多选择方法来制酸，而硫铁矿制酸是一种经济效益比较好的选择，具体而言它是以硫铁矿、硫精砂作为主要制酸材料，经过严格的选材之后再进行配制、焙烧、除尘、净化、转化、干吸等等制酸工序，最后得出最终所需要制造的硫酸。这硫铁矿制酸系统中，经济效益的确是有所保证，但是也带来了更多的污染问题，对于废气的排放、废液的吸收以及各种工业残渣的填埋都是制酸企业非常头疼的问题，企业负责人必须制定相应的防污措施，购置必要的污物处理机械设备，保障在整个硫铁矿制酸项目中的污染程度达到最小化。只有这样才能确保硫铁矿制酸企业的蓬勃发展。 2 硫铁矿制酸项目污染治理的内容 硫铁矿制酸的项目带了的污染匪类较多，主要是大量的废气、废液、废固及其它的废物等，笔者将针对每一项污染物进行细致的分析并提出相关应对措施。 （1）废气及防治措施。硫铁矿制酸过程中，在机械设备内部会存在许多酸性残余气体，如果在只算过程中没有注意气密性的保护工作，出现了废气泄露的情况就会对工作环境造成严重污染，对工作人员的身体状况造成严重威胁，如果泄露情况非常严重，可能会出现生命危险。因此在制酸过程中，一定要做好机械设备气密性的检查，并且在制酸的过程中，要注意废气的排放处理，以免对制酸质量造成影响。具体而言，就是利用特殊的鼓风机将内部的残余气体排出来，整个过程一定要注意好风量的速度，尽量保证残余气体尽可能的排除机械设备而不影响正常的制酸流程。 （2）废液及防治措施。硫铁矿制酸的过程中，由于化学反应在不同的条件下会生成不同的物质，所以在制酸的机械设备中难免会出现不必要的系统余酸，当所需要的硫酸处理完毕之后，系统内部的余酸如果没有得到及时的清理，由于
硫磺为原料生产硫酸 工艺 设计人：赵东波 学号：10074120 原料:硫磺 完成时间：2012年4月
一．硫磺制硫酸工艺 以硫磺为原料制硫酸，其炉气无需净化，经适当降温后便可进入转化工段，转化后经吸收即可成酸。该流程无废渣、污水排出，流程简单，成本低。 二．硫磺制酸工艺流程 以硫磺制酸工艺流程主要有：原料预处理、熔硫、焚硫及转化、干燥及成品。 硫磺制酸工艺流程说明 （1）原料工段 固体硫磺由火车运至硫磺仓库，采用人工上料方式，通过一大倾角胶带式输送机将硫磺输送至快速熔硫槽加料口处。 （2）熔硫工段 来自原料工段的固体散装硫磺由胶带输送机送入快速熔硫槽内熔化，经熔化后的熔融液硫自溢流口自流至过滤槽中，由过滤泵送入带助滤剂预涂层的液硫过滤器内过滤后流入液硫中间槽内，再由液硫输送泵输送到液硫贮罐内，液硫由液硫贮罐经精硫泵（屏蔽泵）送到焚硫转化工段的焚硫炉内燃烧。快速熔硫槽、助滤槽、液硫贮罐、精硫槽等内均设有蒸汽加热管，用0.5～0.6MPa蒸汽间接加热，使硫磺保持熔融状态。助滤槽内设有助滤泵将助滤剂硅藻土预涂到液硫过滤器上。 （3）焚硫及转化工段 液硫由精硫泵加压经磺枪机械雾化而喷入焚硫炉焚烧，硫磺燃烧所需的空气经空气过滤器过滤后，再经空气鼓风机加压、干燥塔干燥后送入焚硫炉。 （4）干吸及成品工段 空气鼓风机设在干燥塔上游，即硫磺焚烧及转化所需空气经过滤器过滤、鼓风机加压后进入干燥塔塔底，用98％硫酸吸收掉空气中的水分使出塔干燥空气中水分0.1g/Nm3，经塔顶除雾器除去酸雾后的干燥空气进入焚硫炉。从干燥塔出来的浓度约97.8%的硫酸流入干吸塔循环槽中，与来自第一吸收塔的吸收酸混合后，经干燥塔酸循环泵加压后送入干燥塔酸冷却器中，经冷却至约70℃后送到塔顶进行喷淋。 由转化器第三段出口的气体经冷热换热器和省煤器II回收热量、温度降为172℃后一部分进入第一吸收塔塔底，塔顶用来温度75℃、浓度为98.0％的硫酸喷淋，吸收气体中SO3后的酸自塔底流出进入干吸塔循环槽中，与来自干燥塔的干燥酸进行混合并用工艺水调节循环酸浓度至98％后，再由一吸塔酸循环泵依次送入一吸塔酸冷却器冷却后，送至一吸塔塔顶进行喷淋。另一部分一次转化气进入烟酸塔。塔内用104.5％发烟硫酸进行喷淋，吸收转化器中的SO3后，由塔底流入发烟酸循环槽，通过来自一吸塔酸冷却器出口的98%硫酸调节浓度为104.5％，然后经烟酸塔循环泵送入烟酸塔酸冷却器，冷却后的发烟酸一部分作为产品送至成品工段，另一部分送入烟酸塔塔顶进行喷淋。吸收后的炉气与另一部分气体混合后再进入第一吸收塔。 由转化器四段出来的二次转化气经低温过热器/省煤器I换热降温后进入第二吸收塔塔底。该塔用温度为75℃，浓度为98％的硫酸喷淋，吸收SO3后的硫酸自塔底流入吸收塔循环槽。而后经二吸塔酸循环泵加压，并经二吸塔酸冷却器冷却后进入第二吸收塔喷淋。 98%成品硫酸由干燥酸循环泵出口引出，再经成品酸冷却器冷却至40℃后进入成品酸贮罐。 三．尾气处理 目前，处理硫酸装置尾气(低浓度SO2烟气)的方法较多，有氨法、钙法、钠碱法、氧化锌法等。 氨法脱硫是根据氨与SO2、水反应生成脱硫产物的基本机理进行的，氨是一种良好的碱