年产12万吨硫酸车间干吸工段工艺设计论文.doc

年产12万吨硫酸车间干吸工段工艺设计毕业论文 目 录 摘 要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1 硫酸的性质 1 1.1.1 硫酸的物理性质 1 1.1.2 硫酸的化学性质 1 1.2 硫酸的用途 4 1.2.1 为农业生产服务 4 1.2.2 为工业生产服务 4 1.2.3 在人们日常生活中的作用 5 1.2.4 对巩固国防方面所起的作用 6 1.2.5 与原子能工业及火箭技术的关系 6 1.3 硫酸的危险性概述 6 1.4 硫酸的储存方法 7 1.5 硫酸的运输 7 1.6 硫酸的生产方法 7 1.6.1 硫酸的一般制法 7 1.6.2 硫酸的工业制法 8 1.7 二氧化硫催化氧化的反应机理 10 1.8 我国硫酸工业技术概况 10 第2章 工艺流程的确定 12 2.1 工艺流程选择 12 2.2 工艺设计原理 12 2.2.1 接触法制硫酸全工段工艺简介 12 2.2.2 尾气处理方法 15 2.3 两转两吸的工艺流程 15 第3章 工艺计算 17 3.1 原始数据 17 3.1.1 产量及计算基准 17 3.1.2 炉气成分 17 3.1.3 炉气水分含量 17 3.1.4 进酸浓度 17 3.1.5 转化率及吸收率 17 3.2 干燥塔及其循环槽的工艺计算 17 3.2.1 干燥塔及循环槽的物料衡算 17 3.2.2 干燥塔及其循环槽的热量衡算 19 3.3 吸收塔及其循环槽的物料衡算 23 3.3.1 中间吸收塔物料衡算 23 3.3.2 最终吸收塔物料衡算 24 3.3.3 吸收循环槽物料衡算 25 3.4 吸收塔及其循环槽的热量衡算 25 3.4.1 中间吸收塔热量衡算 25 3.4.2 最终吸收塔热量衡算 27 3.4.3 吸收循环槽热量衡算 28 第4章 主要设备的工艺计算 30 4.1 冷却器计算 30 4.1.1 干燥塔冷却器的计算 30 4.1.2 中间吸收塔冷却器的计算 33 4.1.3 最终吸收塔冷却器的计算 34 4.2 填料塔的工艺计算 36 4.2.1 干燥塔的工艺计算 36 4.2.2 中间吸收塔的工艺计算 39 4.2.3 最终吸收塔的工艺计算 42 第5章 主要设备设计结果汇总 45 5.1 冷却器设计结果 45 5.2 填料塔设计结果 46 5.3 设备一览表 47 第6章 技术风险备忘录 48 第7章 环境保护与治理建议 50 结 语 51 参考文献 52 致 谢 53 第1章 绪论 硫酸是重要的基础化工原料之一，是化学工业中最重要的产品，主要用于制造无机化学肥料，其次作为基础化工原料用于有色金属的冶炼、石油精炼和石油化工、纺织印染、无机盐工业、某些无机酸和有机酸、橡胶工业、油漆工业以及国防军工、农药医药、制革、炼焦等工业部门，此外还用于钢铁酸洗。 1.1 硫酸的性质1.1.1 硫酸的物理性质 硫酸是化学六大无机强酸硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、盐酸(HCL)、氢酸(HBr)、氢碘酸(HI)、高氯酸(HClO4)之一，它的分子式是H2SO4，相对分子质量是98.08。其结构式 图1 硫酸的结构式 纯硫酸是一种无色无味油状液体。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3％，其物质的量浓度为18.4mol·L-1。硫酸是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。浓硫酸溶解时放出大量的热，因此浓硫酸稀释时应该酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅。若将浓硫酸中继续通入SO3，则会产生“发烟”现象，这样含有过量SO3的硫酸称为发烟硫酸。 发烟硫酸是一种无色或微有颜色稠厚液体，能发出窒息性的三氧化硫烟雾，含三氧化硫50%以上的发烟硫酸遇冷呈结晶状，有吸水性。当它与水相混合时，三氧化硫即与水结合成硫酸，它的相对密度约为1.9(含20%三氧化硫)，凝固点-11℃(含20%的三氧化硫)，遇水、有机物和氧化剂时，发烟硫酸容易引起爆炸，并且具有强烈腐蚀性。 100%的硫酸熔点10℃，沸点290℃。但是100%的硫酸并不是最稳定的，沸腾时会分解一部分，变为98.3%的浓硫酸，成为338℃硫酸水溶液的恒沸物。加热浓缩硫酸最高达到98.3%的浓度。 1.1.2 硫酸的化学性质 浓硫酸的化学性质 吸水性 浓硫酸的吸水作用，指的是浓硫酸分子跟水分子强烈结合，生成一系列稳定的水合物，并放出大量的热：H2SO4 + nH2O = H2SO4·nH2O，浓硫酸吸水的过程是化学变化过程吸水性是浓硫酸特有的化学性质。浓硫酸不仅能吸收一般的游离态水(如空气中的水)，而且还能吸收某些结晶水合物(如CuSO4· 5H2O、Na2CO3·10H2O)中的水。鉴于硫酸的这个特性，H2SO4可用于干燥很多的气体，作为干燥剂使用。 脱水性 脱水是指浓硫酸脱去非游离态水分子或