毕业设计(论文)-年产6500万吨硫酸工厂生产车间设计

中东、前苏联，世界硫磺贸易最大进口国是中国占最大出口地区是加拿大和中东总和。硫磺贸易中所占份额最大的是加拿大、中东出口方和中国进口方，因中东不稳定的局势和费用上涨，加拿大随之涨价的可能性也是存在的，受影响最大的是我国。目前的高价位应该能促使我国硫磺制酸增长的势头下降。如果将硫铁矿制酸改为硫磺制酸，将净增加世界硫磺的消费需求，维持现有硫铁矿原料能力并稳步增长不但对国家经济安全有利，而且可以稳定世界硫磺市场，反过来对我国进口硫磺有利，总体上对我国硫酸工业的长期发展有利。

综上所述，考虑到实际生产量年产6500万吨的硫酸，产量数目之巨大，也是需要较大的生产成本及原材料的供应，因此，选择最常见硫铁矿作为本次设计的生产原料。 2.2生产硫酸的方法

生产硫酸的方法有多种，例如塔式法和铅式法、二氧化硫催化氧化法等，但由生产得出的硫酸成品的纯度以及工艺条件的难易程度，以接触法生产硫酸最常见，因此，本次课程设计年6500吨硫酸的工艺采用接触法生产硫酸。 接触法生产硫酸的基本步骤： 投料硫铁矿石原料 炉气的净制和净化 矿石原料的预处理 制取二氧化硫炉气 催化氧化 三氧化硫气体 成酸 98.5%硫酸 第三章工艺流程的设计

3.1硫铁矿生产硫酸的工艺流程

硫酸的生产工艺过程包括以下六个工段：原料、焙烧、净化、干吸、转化、成品。

硫铁矿经原料工序破碎、筛分和配矿后，由斗式提升机送入原料仓中，经皮带喂料机送入沸腾焙烧炉内，进行沸腾焙烧。在沸腾焙烧炉前有炉前空气鼓风机向沸腾炉内鼓入空气，焙烧炉内生成的二氧化硫炉气由设在干燥塔后的二氧化硫主（鼓风机）抽吸，使沸腾炉顶保持微负压状态，以免炉气从加料口和溢渣口逸出。炉气在经过净化设备时，由于受到设备阻力而使其压降降低，在到达主风机

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进口时，炉气压强已下降到1.2--1.5mH2O 左右。为了克服主风机后热交换器、转化器和吸收塔等设备的阻力，主风机出口也需相应的正压强值。出沸腾炉炉气中二氧化硫浓度较高（约为12～13%），经过泡沫洗涤塔后补充来自脱吸塔的空气，以提高炉气中氧的浓度，并使二氧化硫浓度降低到入转化器所需要的浓度。为了维持干燥和吸收塔循环酸槽酸的浓度稳定，如前所述，需要把98.3%的吸收酸连续地由吸收酸泵（或吸收酸循环酸槽）送入干燥酸槽；同时把93%的干燥酸也连续地由干燥酸泵（或干燥酸槽）送到吸收酸槽。当需要生产98.3%的浓硫酸时；则从吸收酸槽导出产品酸；如需要生产92.5%的浓硫酸时，则从干燥酸槽导出产品酸。 ⑴原料工段

在仓库贮存的硫精矿，由装载机送入加料斗，经圆盘给料机、胶带输送机送入笼式破碎机，将成球的尾沙打散，再由胶带输送机送入振动筛筛分，筛上粗颗粒矿经胶带输送机返回仓库，筛下粒度合格的成品矿由胶带输送机送入焙烧工段炉前料斗。 ⑵焙烧工段

来自原料工段的硫铁矿入炉前料斗贮存，经胶带给料机加入沸腾炉，焙烧产生的浓度为12～13%、温度为900℃的含SO2炉气经余热锅炉移热降温至380℃,以旋风出尘器及电除尘器除尘,使尘含量降至≤0.2G/NM3后入净化工段文氏管。焙烧硫铁矿所需空气的由空气鼓风机从炉底送入。沸腾炉排出的矿渣，余热锅炉及旋风出尘器、电除尘器排出的矿尘进入淋撒式冷却增湿滚筒冷却后喷水增湿。用胶带输送机送入堆场，以汽车运出。 ⑶净化工段

自焙烧工段来的350℃炉气进入文氏管，与喷淋的15%左右的稀硫酸接触传质传热降温，除去大部分矿尘及其他杂质，然后进入泡沫塔以2～3%稀硫酸喷淋洗涤，进一步除去矿尘及其他杂质，由间冷器移热降温至40℃左右，经电除雾器除去酸雾，使酸雾降至0.03G/NM3后进入干吸工段干燥塔。

文氏管排出的15%的稀硫酸经斜管沉降器沉降分离矿尘后，进入循环酸槽，从泡沫塔循环酸泵出口来的2～3%稀硫酸由斜管沉降器出口引出，入稀酸贮槽贮存。斜管沉降器间断排出的污泥与设备地坪冲洗酸性水一道经酸性水池以泵送至

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污水处理站。泡沫塔排出的2～3%稀硫酸入循环酸槽，从间冷器循环酸槽溢流出来的冷凝液调节其浓度，由循环酸泵送入泡沫塔喷淋，增加的稀酸串入文氏管循环酸槽。间冷器排出的冷凝液入循环槽，以循环泵间断或连续送入间冷器喷淋。电除雾器除下的酸雾进入间冷器循环槽。净化工段补充的工艺水加入间冷器循环槽。 ⑷干吸工段

自净化工段来的炉气以空气调节SO2浓度至7.5～8%后进入干燥塔，经喷淋的93～94%硫酸干燥使水份降至0.1G/NM3，并经塔顶丝网除沫器除去酸沫后进入转化工段。

干燥塔内吸收水份后的硫酸流入循环槽，以一吸塔循环酸系统串入的98%硫酸维持其浓度，以循环酸泵送入干燥塔酸冷却器，冷却降温后入干燥塔喷淋。增多的93～94%硫酸串入一吸塔循环槽。

来自转化工段的第一次转化气一部分进入发烟硫酸吸收塔，吸收大部分SO3进入一吸塔，一部分直接进入一吸塔，吸收SO3的炉气经塔顶丝网除沫器除去酸沫后，返回转化二段进行第二次转化。

发烟硫酸吸收塔以104.5%发烟硫酸喷淋吸收SO2浓度升高后的发烟硫酸进入循环槽由一吸塔系统串来的98%酸调节其浓度，以循环泵送入酸冷却器冷却降温后入吸收塔喷淋，生成104.5%发烟硫酸产品进入成品工段。

第一吸收塔以98%硫酸喷淋，吸收SO3浓度升高后的硫酸流入循环槽，配入干燥塔循环系统串来的93%硫酸，并加水维持其浓度，以循环酸泵送入一吸塔酸冷却器冷却降温后入一吸塔喷淋。增多的98%硫酸一部分串至干燥塔循环槽，一部分作为成品酸送入成品酸计量槽。

来自转化工段的第二次转化气进入第二吸收塔，吸收SO3并经塔顶丝网除沫器除去酸沫后由烟囱放空。

第二吸收塔以98%硫酸喷淋，吸收SO3浓度升高的硫酸流入循环槽，加入清水调节其浓度，以循环酸泵送入二吸塔酸冷却器冷却降温后入二吸塔喷淋。增多的98%硫酸串入一吸塔循环槽。

系统可以按市场需求产98%硫酸或93%硫酸。当需要93%硫酸时，由干燥塔系统产出93%硫酸。当需要98%硫酸时由一吸塔系统产出98%硫酸。

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⑸转化工段

来自干吸工段干燥塔SO2浓度为7.5～8%的炉气，经SO2鼓风机升压、第ⅲ换热器及第ⅰ换热器壳侧与管侧SO3气换热，温度升至430℃后入转化器进行第一次转化。经一、二、三段催化剂反应转化率达92%的转化气，进入第ⅲ换热器管侧与壳侧炉气换热降温后进入干吸工段第一吸收塔进行第一次吸收。SO3被吸收后的气体经第ⅴ换热器、第ⅳ换热器、第ⅱ换热器壳侧与管侧SO3气换热升温至420℃进入转化器进行第二次转化。经第四、第五段催化剂反应总转化率达99.7%。二次转化气经第ⅴ换热器管侧与壳侧 SO2气换热降温后入干吸工段第二吸收塔进行第二次吸收。转化器开工升温，以电加热器加热干燥空气来进行。 ⑹成品工段

由干燥塔系统产出的93%硫酸或由一吸塔系统产出的98%硫酸进入计量槽，以位差流入贮罐贮存。104.5%发烟硫酸直接进入贮罐贮存。

3.2硫铁矿生产硫酸的工艺流程图

1-沸腾培烧炉；2-空气鼓风机；3-废热锅炉；4-旋风除尘器；5-电除尘器；6-冷却塔；7-洗涤塔；8-循环槽；9-稀酸泵；10-气体冷凝器；11-第一级电除雾器；12-第二级电除雾器；13-干燥塔；14，24-循环槽及酸泵；15,25-酸冷却器；16-二氧化硫鼓风机；17,18,20,21-气体换热器；19-转化器；22-中间吸收塔；23-最终吸收塔

第四章 工艺参数计算

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