10萬噸硫酸工廠畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　年產(chǎn)10萬噸硫酸工廠設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　硫酸可以由硫鐵礦焙燒生成二氧化硫，通過二氧化硫的進(jìn)一步催化氧化生成三氧化硫，最后用濃硫酸吸收三氧化硫制得硫酸。本設(shè)計是年產(chǎn)10萬噸硫酸工廠的設(shè)計，主要進(jìn)行了工藝計算、設(shè)備選型，并繪制了工藝流程圖、部分工藝物料流程圖、全廠平面布置圖、車間的立面圖和平面圖。&l

2、t;/p><p>　　關(guān)鍵詞：硫鐵礦，硫酸生產(chǎn)， 工廠設(shè)計</p><p>　　The Factory of Sulfuric Acid Whose</p><p>　　Output is 100,000 Tons Per Year</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>

3、;　　The sulfuric acid can be baked by the sulphur iron mine to burn born sulphur dioxide, The further catalyst which passes sulphur dioxide oxidizes born three oxidize sulphur, Finally absorb with the oil of vitriol three

4、 oxidize sulphur system sulfuric acid. This design is the year produces 100,000 ton sulfuric acid factory of design. It include the main equipment computation and the shaping in the technical process, entire factory floo

5、r-plan, s various workshops elevation and horizontal plan.</p><p>　　KEY WORDS: pyrites，sulfuric acid production，plant design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I&l

6、t;/b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　1 總論1</b></p><p>　　1.1 項目依據(jù)1</p><p>　　1.1.1 課題背景1</p><p>　　1.1.2 硫酸的用途及規(guī)格1</p><p>　　

7、1.1.3 硫酸產(chǎn)業(yè)概況及需求現(xiàn)狀1</p><p>　　1.1.4 當(dāng)代硫酸工業(yè)的特點及發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.2 產(chǎn)品性質(zhì)、用途及規(guī)格2</p><p>　　1.3 設(shè)計原則3</p><p>　　1.4 設(shè)計任務(wù)3</p><p>　　1.5 工廠組織與勞動定員3</p>&

8、lt;p>　　1.6 資金籌措4</p><p>　　1.7 環(huán)境保護與綜合利用4</p><p>　　1.8 勞動安全衛(wèi)生5</p><p><b>　　2 廠址選擇6</b></p><p>　　2.1 建廠依據(jù)6</p><p>　　2.2 指導(dǎo)方針6</p>

9、<p>　　2.3 選廠經(jīng)過6</p><p>　　2.4 環(huán)境保護及廢物處理7</p><p>　　3工藝流程的選擇和簡介8</p><p>　　3.1 硫酸生產(chǎn)的原料8</p><p>　　3.2 硫酸生產(chǎn)的方法8</p><p>　　3.3 工藝流程的選擇8</p><

10、p>　　3.4 工藝流程的簡介9</p><p>　　3.4.1 硫鐵礦的預(yù)處理9</p><p>　　3.4.2 硫鐵礦的焙燒9</p><p>　　3.4.3 爐氣凈化10</p><p>　　3.4.4 催化氧化10</p><p>　　3.4.5 的吸收11</p><p&

11、gt;　　3.5 硫酸生產(chǎn)三廢治理、能量回收利用11</p><p>　　3.5.1 三廢治理11</p><p>　　3.5.2 能量利用12</p><p>　　4 工藝計算及設(shè)備選型13</p><p>　　4.1 焙燒工序的工藝計算13</p><p>　　4.1.1 焙燒工序物料衡算：13<

12、/p><p>　　4.1.2焙燒工序熱量衡算：16</p><p>　　4.1.3 廢熱鍋爐的熱量衡算：18</p><p>　　4.1.4廢熱鍋爐的工藝計算：19</p><p>　　4.1.5 電除塵器的基本參數(shù)計算和選型：21</p><p>　　4.2凈化工序的工藝計算22</p><

13、;p>　　4.2.1凈化工序物料衡算：22</p><p>　　4.2.2對干燥塔進(jìn)行物料衡算：23</p><p>　　4.2.3干燥塔的工藝計算：25</p><p>　　4.3轉(zhuǎn)化工序的工藝計算27</p><p>　　4.3.1轉(zhuǎn)化工序物料衡算：27</p><p>　　4.3.2成塔進(jìn)行能量衡

14、算：28</p><p>　　4.3.3 轉(zhuǎn)化工序平衡轉(zhuǎn)化率及平衡組成32</p><p>　　4.3.4 轉(zhuǎn)化器的工藝計算34</p><p>　　4.3.5 換熱器的工藝計算35</p><p>　　4.4吸收工序的工藝計算37</p><p>　　4.4.1吸收工序物料衡算：37</p>

15、<p>　　4.4.2 混合器物料衡算：40</p><p>　　5 全廠總平面及車間設(shè)計41</p><p>　　5.1 總平面設(shè)計任務(wù)和步驟41</p><p>　　5.1.1 總平面設(shè)計任務(wù)41</p><p>　　5.1.2 工廠組織41</p><p>　　5.2 總平面設(shè)計原則41

16、</p><p>　　5.3 總平面布置評述42</p><p>　　5.4 車間布置設(shè)計的意義43</p><p>　　5.5 車間布置設(shè)計的原則及方法43</p><p>　　5.6 車間布置設(shè)計與評述44</p><p>　　5.6.1 關(guān)于平面布置方案44</p><p>　　

17、5.6.2 關(guān)于廠房形式44</p><p>　　5.5.3 車間設(shè)備布置45</p><p>　　5.5.4 車間輔助室和生活室布置45</p><p>　　5.6 工藝流程設(shè)計46</p><p>　　5.6.1 工藝流程設(shè)計的重要性46</p><p>　　5.6.2 工藝流程設(shè)計的原則46</

18、p><p><b>　　6設(shè)計結(jié)果47</b></p><p>　　6.1 設(shè)計成果47</p><p>　　6.2 圖紙及比例47</p><p>　　6.3 主要設(shè)備的工藝參數(shù)47</p><p><b>　　總 結(jié)50</b></p><p&g

19、t;<b>　　致 謝51</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)52</p><p><b>　　1 總論</b></p><p><b>　　1.1 項目依據(jù)</b></p><p>　　1.1.1 課題背景</p><p>　　硫酸是一種十

20、分重要的基本化工原料，其用途廣泛，涉及到國民經(jīng)濟各個工業(yè)部門和人們生活的各個方面，曾被譽為“工業(yè)之母”，并以其產(chǎn)量高低作為衡量一個國家國民經(jīng)濟發(fā)展水平的標(biāo)志之一。在我國其產(chǎn)量的2/3用于制造磷肥，另外1/3則用于國民經(jīng)濟的其它行業(yè)。近幾年來我國高濃度磷復(fù)肥發(fā)展帶動了硫酸需求量的增加，其它用酸行業(yè)的發(fā)展也使硫酸需求量增加。</p><p>　　1.1.2 硫酸的用途及規(guī)格</p><p>　

21、　硫酸是重要的化工產(chǎn)品，用途十分廣泛。硫酸用于生產(chǎn)磷肥(過磷酸鈣)和氮肥(硫酸銨)，其消耗量幾乎占硫酸產(chǎn)量一半以上；在有機化工、纖維、塑料、染料以及農(nóng)藥的生產(chǎn)中都需要硫酸；無機化工，如磷酸、氟氫酸、硼酸等無機酸及硫酸鹽、磷酸鹽、鉻酸鹽等無機鹽的生產(chǎn)，也用硫酸；在國防和原子能工業(yè)，硫酸用于制造各種無煙炸藥、從鈾礦中提取鈾；冶金工業(yè)的金屬精煉、石油工業(yè)的產(chǎn)品精制等。</p><p>　　世界硫酸產(chǎn)量1950年為2 7

22、80萬，1960年為4822萬噸，1970年為9107萬噸，1997年達(dá)到563萬噸。1997年美國的硫酸產(chǎn)量4 515萬噸，我國為1 991萬噸，位居第二。</p><p>　　工業(yè)硫酸是指S03與H2O以一定比例混合而成的化合物，分為稀硫酸(H2S04含量65％和75%)、濃硫酸( H2S04含量92.5％和98%)和發(fā)煙硫酸(游離S03含量20%)。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的硫酸產(chǎn)品規(guī)格如表1—1所示。</p&g

23、t;<p>　　1.1.3 硫酸產(chǎn)業(yè)概況及需求現(xiàn)狀</p><p>　　進(jìn)入2006年，隨著下游行業(yè)開工率的提高和市場需求的逐步放大，行業(yè)繼續(xù)保持著快速的增長勢頭。截止到2006年1-4月，我國硫酸(折純)產(chǎn)量、表觀消費量、進(jìn)口和出口數(shù)量分別為1513.6萬噸、1590萬噸、76.6萬噸和0.1萬噸，同比增長率分別為10.1%、11.1%、33.9%和12.3%。</p><p&

24、gt;　　以磷肥用酸為基準(zhǔn)測算我國硫酸產(chǎn)量。預(yù)計2007年全國1.磷肥產(chǎn)量1260萬噸，比2006年僅增長5%，其它工業(yè)用酸增長5%，以此測算，2007年我國硫酸表觀消費量5500萬噸；化肥用酸占總消費量70%，其它工業(yè)用酸占總消費量30%。由于國際有色金屬價格在高位運行，2007年我國冶煉酸產(chǎn)量將達(dá)到1200萬噸；大型硫鐵礦制酸以硫鐵礦渣為盈利增長點，經(jīng)濟形勢將優(yōu)于硫磺制酸，部分硫磺制酸企業(yè)將進(jìn)一步減產(chǎn)；同時，部分生產(chǎn)成本高、環(huán)保條件

25、差的小規(guī)模裝置趨于淘汰，這將有助于我國硫酸工業(yè)的整體結(jié)構(gòu)的改善和調(diào)整，增強硫酸企業(yè)自身的綜合競爭力。</p><p>　　1.1.4 當(dāng)代硫酸工業(yè)的特點及發(fā)展趨勢</p><p>　　世界硫酸工業(yè)的發(fā)展，主要表現(xiàn)在擴大生產(chǎn)規(guī)模，采用先進(jìn)技術(shù)，節(jié)約能源，提高勞動生產(chǎn)率和消除環(huán)境污染等方面。60年代，采用了兩吸兩轉(zhuǎn)新技術(shù)，使二氧化硫總轉(zhuǎn)化率提高到99.8﹪以上；為加強生產(chǎn)，提高進(jìn)入轉(zhuǎn)化器二氧化

26、硫濃度；采用提高余熱利用效率及將傳統(tǒng)的柱狀催化劑改為環(huán)狀催化劑，改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)及減小系統(tǒng)阻力等措施；開發(fā)了硫酸尾氣治理工藝，使排入大氣的二氧化硫含量降至10-4以下；在生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備上采用大型化，從而降低了成本，取得了顯著的經(jīng)濟效益。</p><p>　　硫酸工業(yè)的技術(shù)發(fā)展趣勢，主要有以下幾個方面：</p><p>　　1) 提高SO2 氣體的濃度，強化設(shè)備，降低投資；</p>

27、<p>　　2) 降低系統(tǒng)阻力；</p><p>　　3) 采用耐腐蝕材料，保證設(shè)備可靠運轉(zhuǎn)；</p><p>　　4) 提高余熱利用效率；</p><p><b>　　5) 消除污染；</b></p><p>　　6) 生產(chǎn)設(shè)備大型化和集中化；</p><p>　　7) 采用電子計算

28、機控制技術(shù)；</p><p>　　8) 改進(jìn)冶煉煙氣制酸技術(shù)；</p><p>　　9) 加速新技術(shù)的開發(fā)與研究。</p><p>　　1.2 產(chǎn)品性質(zhì)、用途及規(guī)格</p><p><b>　?。?）性質(zhì)：硫酸</b></p><p>　　相對分子量或原子量：98.07； 密度：1

29、.834（98%）</p><p>　　熔點（℃）：10.49； 沸點（℃）：338</p><p>　?。?）性狀：純品是無色油狀液體。工業(yè)品如含有雜質(zhì)，則呈黃、棕等色。</p><p>　?。?）溶解情況：溶于水。用水稀釋時，應(yīng)將濃硫酸慢慢注入水中，并隨時攪和。勿將水注入硫酸，以防濃硫酸猛烈地飛濺，引起事故。</p>

30、<p>　　（4）用途：應(yīng)用很廣，如制造硫酸鹽、合成藥物、合成染料、合成洗滌劑、金屬冶煉等。在有機合成中用作脫水劑和磺化劑。金屬、搪瓷等工業(yè)中用作酸洗劑。石油工業(yè)中用作精煉石油制品。粘膠纖維工業(yè)中用于配制凝固浴。</p><p>　?。?）包裝及貯運：用專用槽車(船)裝運，或用陶瓷壇(或其它耐酸包裝物)包裝，每壇凈重45kg。酸壇置于木箱內(nèi)，周圍填草、刨花或細(xì)爐渣等物，壇口用耐酸材料密封每批出廠硫酸都

31、應(yīng)附有質(zhì)量證明書。包裝上應(yīng)有明顯的“腐蝕性物品”標(biāo)志。</p><p>　?。?）其他：有很強的吸水能力。使棉麻織物、木材、紙張等碳水化合物激烈脫水而炭化。為無機強酸，腐蝕性很強，化學(xué)性很活潑。幾乎能與所有金屬及其氧化物、氫氧化物反應(yīng)生成硫酸鹽，還能和其它無機酸的鹽類作用。</p><p>　?。?）產(chǎn)品規(guī)格見表1-1</p><p>　　表1-1 工業(yè)硫酸規(guī)格（

32、GB534—89）</p><p><b>　　1.3 設(shè)計原則</b></p><p>　?。?）遵守法則，法規(guī)，貫徹黨的基本建設(shè)方針，實事求是，因地制宜</p><p>　　（2）合理利用國家資源和財產(chǎn)，最大限度的發(fā)揮硬件設(shè)施的內(nèi)在潛力，節(jié)約土地，減少投資，降低成本；</p><p>　?。?）采用成熟的、先進(jìn)的工藝

33、流程，設(shè)備，學(xué)習(xí)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，努力實現(xiàn)自動化、現(xiàn)代化提高產(chǎn)品的科技含量；</p><p>　?。?）盡可能使生產(chǎn)設(shè)備大型化和集中化，采用耐腐蝕材料，保證設(shè)備可靠運轉(zhuǎn)；</p><p>　?。?）盡可能創(chuàng)造良好的勞動條件，以利于勞動工人的身心健康；</p><p><b>　　1.4 設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　

34、　包括硫鐵礦制酸的工藝流程設(shè)計，物料衡算及熱量衡算，主要設(shè)備的計算和選型，畫出工藝流程圖，全廠平面圖以及車間平面、立面布置圖。</p><p>　　1.5 工廠組織與勞動定員</p><p>　　1) 工廠體制及組織機構(gòu)</p><p>　　工廠為股份所有制企業(yè)</p><p>　　主要管理人員：總經(jīng)理（廠長），副總經(jīng)理（副廠長）（2名）&l

35、t;/p><p>　　下屬部門：生產(chǎn)部，后勤保障部（下屬倉儲，能源保障，技術(shù)保障等多個單位），銷售部，財務(wù)部，行政人事部等。</p><p>　　2) 生產(chǎn)班制及定員</p><p>　　工廠生產(chǎn)車間將實行三班制，其他部門將實行一班制。</p><p>　　工廠員工總數(shù)為120人，其中生產(chǎn)人員60人，生產(chǎn)人員當(dāng)中技術(shù)人員為30人，比例為50%。同

36、時還會不定期的雇傭一部分臨時工以應(yīng)付生產(chǎn)和出貨高峰期。</p><p><b>　　3) 工作制度</b></p><p>　　正常工作日采用四班三運轉(zhuǎn)，法定假日和星期假日采用輪換倒班制度，連續(xù)工作制：</p><p>　　工作日=365—設(shè)備維修日</p><p><b>　　=365－65</b>

37、;</p><p><b>　　=300(天)</b></p><p>　　4) 人員的來源和培訓(xùn)</p><p>　　人員主要在人才市場以及相關(guān)學(xué)校招聘．培訓(xùn)分兩部分，入廠培訓(xùn)由工廠行政人事部門組織培訓(xùn)，高級培訓(xùn)，如高等工藝培訓(xùn)，企業(yè)管理培訓(xùn)將與有關(guān)院校合作培訓(xùn)。</p><p><b>　　1.6 資金籌措

38、</b></p><p>　　本廠建立的資金籌備上，將采取三步分，一部分自籌，再吸引一部分投資，以及一部分銀行貸款，在工廠建成投產(chǎn)后，將發(fā)行一部分內(nèi)部股份吸收內(nèi)部員工入股，在快速還清銀行貸款的同時起到增加員工的歸屬感和提高員工的勞動積極性的作用。</p><p>　　1.7 環(huán)境保護與綜合利用</p><p>　　化工設(shè)計必須在全面規(guī)劃、合理布局、綜合利

39、用、保護環(huán)境、防止污染反面全面考慮。根據(jù)國家經(jīng)委、國家計委頒發(fā)的《建設(shè)項目環(huán)境保護管理辦法》，從事對環(huán)境有影響的項目都必須執(zhí)行環(huán)境影響報告的審批制度，執(zhí)行防治污染及其它公害的設(shè)施與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時使用的“三同時”制度。</p><p>　　化工設(shè)計應(yīng)符合國家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。有關(guān)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有：</p><p>　　（1）地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)---GB3838-88；&l

40、t;/p><p>　　（2）環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)---GB3095-96；</p><p>　　（3）城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)---GB3096-93；</p><p>　　（4）工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)---GB12348-90；</p><p>　　（5）車間空氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度；</p><p>　?。?）居民區(qū)大氣中有

41、害物質(zhì)的最高允許濃度；</p><p>　?。?）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)---GB8978-96；</p><p>　?。?）鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)---GB13271-91；</p><p>　?。?）大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)---GB16297-1996。</p><p>　　經(jīng)處理過的排入城鎮(zhèn)排水管道的工業(yè)廢水和生活廢水，應(yīng)符合：</p&

42、gt;<p>　?。?）水文不高于40℃；</p><p>　?。?）不產(chǎn)生易燃易爆和有毒氣體；</p><p>　?。?）不傷害養(yǎng)護人員；</p><p>　　（4）對病原體必須嚴(yán)格消毒滅菌；</p><p>　?。?）有毒物質(zhì)最高容許濃度應(yīng)符合《工業(yè)“三廢”排放試行規(guī)定》。</p><p>　　對于廢

43、渣一般采用填埋、焚化、堆肥前應(yīng)取得衛(wèi)生部門的同意，不允許污染水源土壤。</p><p>　　局部派出的有害氣體應(yīng)凈化回收后再向大氣排放。</p><p>　　1.8 勞動安全衛(wèi)生</p><p>　　工業(yè)衛(wèi)生包括防塵防毒、防暑降溫、防寒防濕、防噪音、振動控制等，對于一般化工廠有一定的規(guī)定。</p><p>　　根據(jù)車間對勞動保護的設(shè)計規(guī)范《工

44、業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》—TJ36-79規(guī)定：</p><p>　　浴室：衛(wèi)生等級為一級、二級的車間應(yīng)設(shè)車間浴室，三級在車間附近貨場去附近設(shè)集中浴室，四季可在居住區(qū)設(shè)集中浴室?？赡芤鸾?jīng)皮膚吸收急性中毒的車間一設(shè)事故淋浴。</p><p>　　更衣室：一級車間的存衣室，便服、工作服應(yīng)分別存放。二級車間的存衣室，便服、工作服可同室存放。三級車間的存衣室，便服、工作服可同室存放，存放室和休息室和并

45、設(shè)置。四級車間的存衣室和休息室和并設(shè)置，可在適當(dāng)?shù)攸c存放工作服。易沾染經(jīng)皮膚吸收的有毒氣體的車間，設(shè)置洗衣房。</p><p><b>　　2 廠址選擇</b></p><p><b>　　2.1 建廠依據(jù)</b></p><p>　　根據(jù)各行業(yè)發(fā)展的需求，以及國際市場的需求，經(jīng)省政府有關(guān)部門的批準(zhǔn)，新建廠的廠址擬選在陜西

46、鎮(zhèn)安。 </p><p>　　新建廠的主要原料，由安徽省池州市金森礦業(yè)有限公司長期提供,該公司是中型硫鐵礦山企業(yè)，公司地處 安徽省池州市劉街鄉(xiāng) ，距長江碼頭 20 公里，距銅陵火車站 65 公里，水路、鐵路運輸方便。硫鐵礦資源豐富，已探明地質(zhì)儲量 320 萬噸，工業(yè)儲量 280 萬噸。</p><

47、;p><b>　　2.2 指導(dǎo)方針 </b></p><p>　　（1）遵守國家的政策規(guī)定；</p><p>　　（2）符合城市規(guī)劃和工業(yè)布局；</p><p>　?。?）利于生產(chǎn)，便于生活；</p><p>　　（4）對環(huán)境不會造成威脅；</p><p>　　（5）合理利用資源；</

48、p><p>　?。?）節(jié)約投資，留有余地。</p><p><b>　　2.3 選廠經(jīng)過</b></p><p>　　廠址選擇工作組（又設(shè)計部門與工業(yè)局主管組成）依據(jù)省市委指示，經(jīng)過多方磋商，考慮到地勢、交通、協(xié)作等問題，作為大型的化工原料生產(chǎn)基地，廠址定在陜西鎮(zhèn)安。</p><p><b>　　主要理由如下：&l

49、t;/b></p><p>　　（1）本化工廠是危險系數(shù)較大的化工廠，必須要遠(yuǎn)離城市，以免有產(chǎn)品外泄，給環(huán)境造成不可挽回的破壞，且本廠對環(huán)境有一定的污染，主要為空氣污染，在廠的周圍有大面積的森林，防止酸雨產(chǎn)生。</p><p>　?。?）工業(yè)布局符合安全環(huán)境保護要求，地勢平整，減少了三通一平的工作量，且排水良好；</p><p>　　（3）有可靠的供電網(wǎng)，輸、

50、供電系統(tǒng)；</p><p>　?。?）廠址附近有豐富的勞動力資源，有充足的施工力量、建筑材料供應(yīng)，有充足的施工、設(shè)備組裝、堆放場地。 </p><p>　　（5）廠址周圍交通便利，靠近鐵路，有利于原料的運輸。</p><p>　　2.4 環(huán)境保護及廢物處理</p><p>　　隨著世界特別是我國環(huán)境的明顯惡化，國民的環(huán)境保護意識逐步提高，為了

51、我們生存環(huán)境，為了我們自己，為了我們的子孫后代，必須保護環(huán)境。對污染源、廢水、廢氣、廢渣、噪音粉塵煙等的具體防止和處理方法主要依據(jù)《環(huán)境保護法》及相應(yīng)的可行性研究、環(huán)保報告和初審意見來確定。</p><p>　　3工藝流程的選擇和簡介</p><p>　　3.1 硫酸生產(chǎn)的原料</p><p>　　生產(chǎn)硫酸的原料主要有硫磺、硫鐵礦、硫酸鹽及含硫工業(yè)廢物。</p

52、><p>　　硫磺是理想原料(含硫99.5%)，原料純，流程簡單、投資少、成本低。世界上天然硫礦主要分布在美、日、意、墨西哥等國。石油化工的發(fā)展，可從石油、天然氣中回收硫。</p><p>　　硫鐵礦是世界上大多數(shù)國家生產(chǎn)硫酸的主要原料。分有普通硫鐵礦、浮選硫鐵礦和含煤硫鐵礦。普通硫鐵礦有金屬光澤，呈金黃色，又稱黃鐵礦，是硫化物中分布最普遍的礦物，含硫25%-52%，含鐵35%-44%。浮選硫

53、鐵礦是浮選銅或鋅、錫的廢礦，又稱尾砂，其含硫量一般為35%；煤硫鐵礦一般含硫35％--40%，含碳10％--20%。</p><p>　　硫酸鹽有石膏(CaSO4)芒硝(Na2SO4)和明礬石[KA13(OH)6(SO4)2]等，這些原料生產(chǎn)硫酸，還可生產(chǎn)其它產(chǎn)品。如用石膏生產(chǎn)硫酸和水泥，芒硝生產(chǎn)硫酸、純堿,明礬石生產(chǎn)硫酸和鉀肥。</p><p>　　含硫廢物指冶金廠、石油煉制副產(chǎn)氣及低品

54、位燃料燃燒廢氣中的S02，煉焦的焦?fàn)t氣和合成氨廠半水煤氣中的H2S，及金屬加工的酸洗液、煉廠的廢酸與廢渣。</p><p>　　采用哪種原料生產(chǎn)硫酸，取決于原料的來源和價格。我國1997年硫酸，以硫鐵礦制酸占71.52%，冶煉煙氣占21.53%，硫磺占5.44%，石膏占1.2%。</p><p>　　3.2 硫酸生產(chǎn)的方法</p><p>　　硫酸的制造始于10世紀(jì)

55、的阿拉伯煉金術(shù)者，方法是干餾綠礬(FeSO4·7H2O)，得到的硫酸稱為礬油。15世紀(jì)，用硫磺和硝石混合燃燒，借助氮氧化物的作用將二氧化硫氧化成酸(硝化法)出現(xiàn)。18世紀(jì)，英國在玻璃容器中實現(xiàn)間歇批量生產(chǎn)；推出鉛室取代玻璃瓶的(鉛室法) 。20世紀(jì)，瓷環(huán)填料塔的開發(fā)成功(塔式法)，使該法生產(chǎn)能力大大提高，成為硫酸生產(chǎn)的里程碑。</p><p>　　借助固體催化劑的表面活性將二氧化硫氧化生產(chǎn)硫酸的接觸法制

56、硫酸的方法，于1831年提出，在20世紀(jì)初，隨二氧化硫凈化工藝開發(fā)成功，形成了工業(yè)規(guī)模。20世紀(jì)40年代，釩催化劑的出現(xiàn)，促進(jìn)了接觸法的發(fā)展。接觸法產(chǎn)品質(zhì)量純，取代了硝化法?，F(xiàn)在世界上98％以上的硫酸由該法生產(chǎn)。</p><p>　　3.3 工藝流程的選擇</p><p>　?。?）原料：普通硫鐵礦，部分制氨工藝副產(chǎn)品</p><p>　?。?）生產(chǎn)方法：采用接觸法

57、，可制得任意濃度的硫酸，不同濃度的發(fā)煙酸。該法操作簡單、穩(wěn)定、熱能利用率高、生產(chǎn)的硫酸質(zhì)量純。</p><p>　?。?）基本原理：在催化劑存在下，以空氣中的氧氣氧化二氧化硫，反應(yīng)方程如下： </p><p>　　反應(yīng)用 V2O5作催化劑 </p><p><b>　?。?）生產(chǎn)流程：</b></p><p>　　

58、3.4 工藝流程的簡介</p><p>　　3.4.1 硫鐵礦的預(yù)處理</p><p>　　硫鐵礦主要成分FeS2，還含有銅、鋅、鉛、砷、鎳、鉆、硒等的硫化物和氟、鈣、鎂的碳酸鹽和硫酸鹽及少量的銀、金等。硫鐵礦含硫量為30-50%，25％以下則為貧礦。含硫越高，焙燒時放出熱量越大。硫鐵礦的粒度影響焙燒反應(yīng)速率和脫硫程度，還關(guān)系到焙燒的操作狀態(tài)。</p><p>　　

59、塊狀硫鐵礦和含煤硫鐵礦需破碎和篩分。大礦石破碎至35—45mm以下，再細(xì)碎，使碎粒小于3—6mm，送入料倉或焙燒爐。</p><p>　　3.4.2 硫鐵礦的焙燒</p><p>　?、俦簾?硫鐵礦在焙燒中發(fā)生化學(xué)反應(yīng),主要生成爐氣,過程分為兩步：首先分解 </p><p><b>　　然后是分解物氧化</b></p

60、><p><b>　　總的反應(yīng)方程式：</b></p><p>　　焙燒過程的副反應(yīng)：部分SO2與爐渣(Fe2O3)被氧化為SO3；鈣、鎂的碳酸鹽分解為相應(yīng)的氧化物，與SO3作用生成硫酸鹽；銅、鋅、硒、砷等的硫化物生成相應(yīng)的氧化物，SeO2)和As2O3；氟則生成氟化物。</p><p>　　焙燒時放出大量熱，除設(shè)備的熱損失，加熱爐氣和礦渣及蒸發(fā)礦

61、石中的水消耗熱。</p><p><b>　?、诒簾僮鳁l件</b></p><p>　　a．溫度 提高溫度有利于增大O2通過氧化層的擴散速率，可加快FeS焙燒速率，提高FeS2 分解速率。但溫度太高，使礦料熔融，引起爐內(nèi)結(jié)疤，破壞了爐內(nèi)正常操作。焙燒溫度控制在850—950℃。</p><p>　　b．礦粒度 礦粒度決定氣固相接觸表面積和O2

62、通過氧化鐵層的擴散阻力。礦粒度小，接觸面積越大，O2易擴散到礦粒內(nèi)部，提高焙燒反應(yīng)速率。礦粒度小會導(dǎo)致爐氣含礦塵多，給凈化帶來困難。</p><p>　　c．氧濃度 O2濃度增加，可加快O2通過礦粒表面氧化鐵層的擴散速度，提高硫鐵礦焙燒速率。氧濃度過高，生成的SO2在Fe2O3的催化作用下變?yōu)镾O3，生成的酸霧多，加重凈化負(fù)荷。</p><p>　　3.4.3 爐氣凈化</p>

63、<p>　　凈化的目的和指標(biāo) 硫鐵礦中As、Se 、F等元素在焙燒過程中以As2O3 、 SeO2 、 HF的形態(tài)存在。As2O3和SeO2使催化劑中毒而失活；HF腐蝕設(shè)備襯里和瓷環(huán)，造成催化劑粉化。爐氣夾帶的細(xì)小礦塵會堵塞孔道，增大阻力，降低催化劑活性。高溫時以氣體的金屬氧化物存在的礦塵，在降溫后凝固于除塵器上形成結(jié)瘤，難清除。爐氣中的水蒸氣與SO2形成酸霧，腐蝕管道和設(shè)備，難吸收，產(chǎn)酸率下降，污染大氣。</p&g

64、t;<p>　　工藝流程不同，凈化指標(biāo)有所差別，我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)(mg·m-3)如下：</p><p>　　水分＜100；塵＜2；砷＜5；氟＜10；酸霧：一級降霧＜35，二級電降霧＜5。</p><p>　　3.4.4 催化氧化</p><p>　　主要在轉(zhuǎn)化器中，以S101為催化劑，將轉(zhuǎn)化為，主要采用二轉(zhuǎn)二吸流程，爐氣經(jīng)3熱交換器預(yù)熱到430

65、℃左右，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器第1段催化劑層，轉(zhuǎn)化后氣體經(jīng)I換熱器冷卻后進(jìn)第II段轉(zhuǎn)化，依次類推。通過Ill段轉(zhuǎn)化后，轉(zhuǎn)化率達(dá)95％，經(jīng)3換熱器冷卻后送去第一吸收塔吸收。吸收后的氣體經(jīng)除沫器，再送到4、2換熱器加熱后，到420℃左右進(jìn)入第IV段催化劑進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化后的氣體經(jīng)4換熱器冷卻后，送去第二吸收塔吸收。</p><p>　　該流程的優(yōu)點是轉(zhuǎn)化率高 (達(dá)99．5％)，減少了污染，缺點是兩次預(yù)熱爐氣，需傳熱面積大；不適

66、于SO2濃度低的爐氣，因為轉(zhuǎn)化時放熱量太少，難于保持熱平衡。</p><p><b>　　3.4.5 的吸收</b></p><p>　　的吸收收成酸是用硫酸水溶液吸收SO3。SO3溶解在溶液中，與所含的水化合生成硫酸：</p><p>　　nSO3＋H2O＝H2SO4＋(n-l)SO3＋Q </p><p>　　

67、當(dāng)n＞1時，生成發(fā)煙硫酸；n—1時，生成無水硫酸；n＜1時生成含水硫酸。生產(chǎn)中用濃度為98.3％的酸來吸收，效果最好，過低過高都會使操作惡化。</p><p>　　濃度低于98.3％的硫酸，液面上水蒸氣分壓大。濃度越低，水蒸氣分壓越大。SO3氣體和水蒸氣迅速結(jié)合成硫酸分子，生成的硫酸分子來不及溶解于水中，絕大部分隨不溶性氣體(占轉(zhuǎn)化氣約 90％)一起逸出。不能用水或稀硫酸來吸收。</p><p

68、>　　濃度高于 98.3％的硫酸，SO3蒸氣壓較大。濃度越高，SO3蒸氣壓越大，吸收推動力越小。吸收速率低。只有濃度為 98.3％的硫酸，在任何溫度下，總蒸氣壓最小，是理想的吸收劑。</p><p>　　吸收SO3所用的硫酸，須嚴(yán)格控制濃度和溫度。溫度太高，硫酸中水分蒸發(fā)，與SO3氣體形成酸霧，吸收率降低；溫度過低，粘度增大，降低傳質(zhì)系數(shù)和吸收速率，吸收酸溫以40—50℃為宜。</p><

69、;p>　　吸收塔用的是 98.3％的硫酸，吸收 SO3后濃度越來越高。為了維持酸的濃度不變，向 93％的酸槽中添加 98.3％的硫酸；向 98.3％的酸槽中添加 93％的硫酸。</p><p>　　3.5 硫酸生產(chǎn)三廢治理、能量回收利用</p><p>　　3.5.1 三廢治理</p><p>　　廢渣主要是硫鐵礦焙燒后的礦渣，含有氧化鐵和殘余的硫化亞鐵，以及

70、少量銅、鉛、鋅、砷和微量元素鈷，硒、鋅、鍺、銀、金等。當(dāng)?shù)V含硫 25％－35％時，生產(chǎn)1t硫酸/0.7～1t礦渣。礦渣占耕地，氧化成水溶性硫酸鐵，污染水體。廢水主要是冷卻水，除含硫酸外，還含有砷、氟的化合物和貴重金屬。酸度嚴(yán)重影響水生物生命，砷則為劇毒物質(zhì)，氟會影響人體骨骼及牙齒。生產(chǎn)1t硫酸/ 10－15 t廢水。廢氣主要是吸收后排放尾氣，含有少量SO2、SO3以酸霧和水蒸氣。</p><p>　　為保護環(huán)境，

71、對三廢處理，我國硫酸三廢排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978—88規(guī)定，排放煙筒高30m時，SO2排放量不超過34kg/h，酸霧260mg·m-3；廢水最高允許濃度(mg·L-1)為：硫化物1.0，砷0.5，鉛1.0，鋅5.0，銅2.0，汞0.05，氟20。</p><p>　　廢渣的綜合利用的主要途徑有：①用作生產(chǎn)含鐵水泥；②作為煉鐵原料；③用于提煉有色金屬及貴金屬；④作石油鉆井用的釩土液加重劑；⑤制磚、鋪

72、路等。</p><p>　　廢水治理大都采用石灰乳中和處理。中和污水、與污水中砷、氟起反應(yīng)生成沉淀外，與酸泥中的鐵離子生成氫氧化鐵。再經(jīng)過活性炭吸附法、離子交換法或其它物理化學(xué)方法處理，便可排放。</p><p>　　減少尾氣中的SO2和SO3是提高轉(zhuǎn)化率和吸收率，采用二轉(zhuǎn)二吸流程，SO2轉(zhuǎn)化率99.5％，尾氣中SO2降到 100～200ug·g-1。如國外采用加壓法轉(zhuǎn)化，操作壓

73、力2MPa，總轉(zhuǎn)化率達(dá) 99.97％，尾氣SO2僅30ug·g-1。</p><p>　　尾氣回收方法很多，例如用氨水吸收SO2，副產(chǎn)生亞硫酸銨，供紙廠代替燒堿制造紙漿。</p><p>　　3.5.2 能量利用</p><p>　　硫酸生產(chǎn)過程中的三個化學(xué)反應(yīng)都有熱量放出。以硫鐵礦為原料制酸為例，每生產(chǎn)1t 100％硫酸，焙燒放熱 4．4 ×1

74、06 kJ，SO2氧化放熱1×106KJ，干燥和吸收放熱 1.8 ×106kJ，共計 7.2 ×106kJ，折合 200度電。</p><p>　　大型硫酸廠，廣泛地用副產(chǎn)高壓蒸汽發(fā)電。SO2氧化反應(yīng)溫度為400℃，若原料中砷、氟較少，可用副產(chǎn)蒸汽發(fā)電。干燥和吸收過程溫位較低(120℃)，目前很少利用。實際上，硫酸生產(chǎn)的熱量回收利用水平還很低，僅為27.7kJ／t(硫酸)。</

75、p><p>　　4 工藝計算及設(shè)備選型</p><p>　　4.1 焙燒工序的工藝計算</p><p>　　4.1.1 焙燒工序物料衡算：</p><p><b>　　計算依據(jù):</b></p><p><b>　?、俜磻?yīng)方程式：</b></p><p>

76、　　② 爐氣中的體積含量： 的體積含量：</p><p>　　的體積含量： 水的含量：</p><p>　?、鄣V渣中硫的含量： 干礦中硫的含量：</p><p><b>　?、?， ， </b></p><p>　?。?）爐氣的的組成：</p>

77、<p>　　焙燒硫鐵礦所需的氧氣來自空氣，空氣作為焙燒介質(zhì)，由于空氣中的氧主要消耗于生成和氧化鐵礦渣，而氮及其他氣體直接進(jìn)入爐氣，計算方法是做氧平衡．</p><p>　　設(shè)：代表參加反應(yīng)的氧分子數(shù)與反應(yīng)生成的分子數(shù)之比；</p><p>　　代表空氣中氧的含量（體積分?jǐn)?shù)）</p><p>　　代表爐氣中的含量，（體積分?jǐn)?shù)）</p><

78、p>　　代表爐氣中的含量，（體積分?jǐn)?shù)）</p><p>　　代表爐氣中的含量，（體積分?jǐn)?shù)）</p><p>　　計算以干礦石為基準(zhǔn)，若無生成時，對于生成體積的干爐氣需要空氣量：　</p><p>　　則加入空氣中的氧氣量為：</p><p>　　由此可知，爐氣中反應(yīng)剩余的氧含量：</p><p>　　如果爐氣中有

79、存在時,爐氣中的氧含量為：</p><p>　　式中：代表參加反應(yīng)的分子數(shù)與生成的分子數(shù)之比</p><p>　　以空氣為焙燒介質(zhì)： </p><p>　　則反應(yīng)后爐氣中氧含量：</p><p><b>　　所以爐氣中</b></p><p>　?。?）燒渣量的計算：<

80、;/p><p>　　燒渣的組成：①反應(yīng)生成的氧化鐵</p><p>　?、诘V石中不可燃燒的部分</p><p>　?、畚赐耆紵牧蚧?lt;/p><p>　　設(shè)礦渣中未燃燒的硫以的形式存在，反應(yīng)生成的氧化物為</p><p><b>　　在硫鐵礦中含：</b></p><p>

81、　　式中：—干礦中的硫含量，</p><p><b>　　在硫鐵礦中含：</b></p><p>　　設(shè)代表礦渣產(chǎn)率，則由硫鐵礦所得的礦渣中，含，這相當(dāng)于其余部分等于，并以的形式轉(zhuǎn)入爐渣中，的質(zhì)量為，因此，有干硫鐵礦可得：</p><p><b>　　脈石等 </b></p><p>　　所以,礦

82、渣總質(zhì)量等于上述三項之和：</p><p><b>　　所以礦渣率等于：</b></p><p>　　有已知P=40,取0.8</p><p><b>　　∴</b></p><p>　　礦渣中各種物料組成：</p><p>　　表4-1 礦渣的組成</p>

83、<p>　　（3）硫鐵礦中硫的燒出率：</p><p>　?。?）爐氣的體積及燃燒所需空氣量</p><p>　　若按生產(chǎn)酸為基準(zhǔn)，所需爐氣的體積</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　每小時產(chǎn)酸量：噸,圓整后取噸</p><p><b>　　∴爐氣產(chǎn)量

84、：</b></p><p><b>　　空氣用量：</b></p><p>　　爐氣組成物料表如下：</p><p>　　表4-2 爐氣組成物料表</p><p>　　電除塵器出口物料表如下：</p><p>　　表4-3 電除塵器出口物料表</p><p>　

85、　4.1.2焙燒工序熱量衡算：</p><p>　?。?）對沸騰焙燒爐進(jìn)行熱量衡算。</p><p>　　計算依據(jù)：硫鐵礦含硫（濕基）含水量</p><p>　　礦渣中含硫量為 燒出的濃度 空氣相對濕度</p><p>　　硫的總利用率為 空氣及礦石進(jìn)料溫度均為℃</p><p>　　礦渣燒出溫度為

86、℃ 爐子散熱為總收入的</p><p>　　礦塵從爐子里帶出量占總礦渣量的</p><p>　　依據(jù)蓋斯定律，按下步驟進(jìn)行：</p><p>　　式中：—礦石及空氣入爐時的溫度，℃</p><p>　　—燒渣及爐氣出爐時的溫度，℃</p><p>　　—熱衡算基準(zhǔn)溫度，℃</p><p>

87、;<b>　　由蓋斯定律知：</b></p><p>　　定為25℃ 定為50℃</p><p><b>　?、俚挠嬎?lt;/b></p><p>　　對于干礦石與空氣從變化到，僅有顯熱變化，但物料除干礦石和干空氣外，還需考慮礦中水分及空氣中的水分，其熱效應(yīng)為：</p><p>　　式中：—

88、分別代表干礦石、干空氣、礦中水、及空氣中水的物料量，kg</p><p>　　—上述四種物料在t0—t1溫度范圍內(nèi)的平均熱容，kJ/(kg. ℃)</p><p>　　由空氣相對濕度為60%，查得濕空氣的H—I圖得：</p><p>　　空氣含水量為0.015kg水/kg絕干氣</p><p><b>　　∴</b>&l

89、t;/p><p>　　由手冊查得各種物料的比熱為：</p><p>　　Cp水=4.178 Cp空氣=1.009</p><p>　　Cp礦石=0.54 Cp礦渣=0.96</p><p><b>　?、诘挠嬎悖?lt;/b></p><

90、p>　　式中：—礦石中FeS2量，kg</p><p>　　—礦石中每千克FeS2在t0溫度下反應(yīng)熱焓，KJ/kg</p><p>　　—礦石及空氣中水分之和，kg</p><p>　　—每千克水在t0溫度下等壓汽化潛熱，KJ/kg</p><p><b>　　按熱力學(xué)定義，， </b></p>&l

91、t;p><b>　　③的計算：</b></p><p>　　對于爐氣及燒渣而言,包括N2、O2 、SO2 、SO3、水、礦渣、礦塵六個組分 </p><p><b>　　計算基準(zhǔn)：的進(jìn)氣量</b></p><p>　　在轉(zhuǎn)化器一、二、三段反應(yīng)掉的為：</p><p>　　在轉(zhuǎn)化器一、二、三段消

92、耗的為：</p><p><b>　　產(chǎn)生的：</b></p><p>　　則去轉(zhuǎn)化器四段的量為：</p><p><b>　　產(chǎn)生的氣體量為：</b></p><p><b>　　消耗的量為：</b></p><p><b>　　未反應(yīng)掉的量

93、為：</b></p><p><b>　　(2)</b></p><p><b>　　℃時,代入(2)得</b></p><p><b>　　用試差法求得： </b></p><p><b>　　即平衡轉(zhuǎn)化率為：</b></p>

94、<p><b>　　平衡產(chǎn)物組成為：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　：</b></p>

95、<p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　總計：</b></p><p>　　則各種氣體組分的平衡：</p><p>　?。?； ：； </p><p>　?。?； ：； ：</p><p>　　4.3.4 轉(zhuǎn)化器的

96、工藝計算</p><p>　　催化劑床層的直徑和高度：</p><p>　　計算依據(jù)：催化劑床層填料的體積，最適宜的氣體線速度以操作狀況下的的空塔線速度表示，，處理氣量</p><p>　　轉(zhuǎn)化塔內(nèi)件是圓柱形容器，催化劑床層的直徑和高度一般由催化劑的體積決定。</p><p>　　根據(jù)處理氣量和空塔線速度可以計算催化劑床層直徑：</p&

97、gt;<p><b>　　即：</b></p><p><b>　　圓整為</b></p><p>　　式中：—催化劑床直徑，；</p><p><b>　　—處理氣量，；</b></p><p>　　—操作狀態(tài)下的空塔氣速，</p><p&g

98、t;　　由催化劑體積計算催化劑床層高度：</p><p><b>　　取</b></p><p>　　由上式計算得到的直徑和高度經(jīng)調(diào)整后，進(jìn)行催化劑床阻力校核，一般合成</p><p><b>　　塔高徑比在范圍內(nèi)。</b></p><p>　　經(jīng)校核合成塔高徑比在5—8范圍內(nèi)。</p>

99、<p>　　4.3.5 換熱器的工藝計算</p><p>　?。?）Ⅰ換熱器的工藝計算</p><p>　　熱氣體進(jìn)口溫度：℃ 出口溫度： ℃</p><p>　　冷氣體進(jìn)口溫度：℃ 出口溫度： ℃</p><p>　　熱流量：　 換熱器由的管組成</p><p><b>　　氣體

100、的平均比熱：</b></p><p>　　由于管內(nèi)外側(cè)氣體組成和空氣比較接近，近似取空氣值，所以</p><p>　　管內(nèi)側(cè)氣體的為,管外側(cè)氣體的取</p><p><b>　　鋼的為</b></p><p>　　由《物化手冊》查得氣體的污垢熱阻，且近似認(rèn)為</p><p><b

101、>　　由 </b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　　換熱器傳熱面積可根據(jù)傳熱速率方程求得，即，換熱器的傳熱量為：</p><p>　　所以Ⅰ換熱器的傳熱面積為</p><p>　　（2）Ⅱ換熱器工藝計算</p><p>　　熱氣體進(jìn)口溫度：℃ 出

102、口溫度： ℃</p><p>　　冷氣體進(jìn)口溫度：℃ 出口溫度： ℃</p><p>　　熱流量：　　　　　換熱器由的管組成</p><p>　　其它條件與Ⅰ換熱器近似相同，氣體組成沒有發(fā)生大的變化，總的傳熱系數(shù)參考Ⅰ換熱器的總傳熱系數(shù)</p><p>　　換熱器傳熱面積可根據(jù)傳熱速率方程求得，即，換熱器的傳熱量為：</p>

103、<p>　　所以Ⅱ換熱器的傳熱面積為</p><p>　?。?）Ⅲ換熱器工藝計算</p><p>　　熱氣體進(jìn)口溫度：℃ 出口溫度： ℃</p><p>　　冷氣體進(jìn)口溫度： ℃ 出口溫度： ℃</p><p>　　熱流量：　 換熱器由的管組成</p><p>　　其它條件與Ⅰ換熱器近似相同，氣體

104、組成沒有發(fā)生大的變化，總的傳熱系數(shù)參考Ⅰ換熱器的總傳熱系數(shù)</p><p>　　換熱器傳熱面積可根據(jù)傳熱速率方程求得，即，換熱器的傳熱量為：</p><p>　　所以Ⅲ換熱器的傳熱面積為</p><p>　　（4）Ⅳ換熱器工藝計算</p><p>　　熱氣體進(jìn)口溫度：℃ 出口溫度： ℃</p><p>　　冷氣體進(jìn)

105、口溫度： ℃ 出口溫度： ℃</p><p>　　熱流量：　　 換熱器由的管組成</p><p>　　其它條件與Ⅰ換熱器近似相同，氣體組成沒有發(fā)生大的變化，總的傳熱系數(shù)參考Ⅰ換熱器的總傳熱系數(shù)</p><p>　　換熱器傳熱面積可根據(jù)傳熱速率方程求得，即，換熱器的傳熱量為：</p><p>　　所以Ⅳ換熱器的傳熱面積為</p>

106、<p>　　換熱器的選型：選用固定管板式換熱器</p><p>　　表4-11 換熱器選型</p><p>　　4.4吸收工序的工藝計算</p><p>　　4.4.1吸收工序物料衡算：</p><p>　　（1）Ⅰ吸塔物料衡算：</p><p>　　計算依據(jù)：來自轉(zhuǎn)化塔三段的氣體組成為：</p&g

107、t;<p>　　轉(zhuǎn)化塔三段出口氣體流量：</p><p><b>　　吸收塔總的吸收率：</b></p><p>　　各吸收塔的吸收率分別為： </p><p>　　去轉(zhuǎn)化器四段進(jìn)口氣體流量： </p><p>　　設(shè)其它氣體的量在吸收過程中不變，在吸收塔中吸收的的量（體積流量）為，

108、未被吸收的的量（體積流量）為，每小時產(chǎn)生的（）的量為，氣體的總體積變?yōu)?lt;/p><p><b>　　計算基準(zhǔn)：的進(jìn)氣量</b></p><p><b>　　吸收的量為：</b></p><p>　　則每小時產(chǎn)生的硫酸量為：</p><p><b>　　則氣體的總體積為：</b>

109、</p><p>　　去轉(zhuǎn)化塔四段進(jìn)口氣體組成如下：</p><p>　　表4-12 轉(zhuǎn)化塔四段進(jìn)口氣體組成</p><p>　　（2）Ⅱ吸塔物料衡算:</p><p><b>　　計算依據(jù)：</b></p><p>　　轉(zhuǎn)化器四段出口氣體流量：， </p><p>

110、　　各種氣體的組成見上表。</p><p>　　設(shè)其它氣體的量在吸收過程中不變，在吸收塔中吸收的的量（體積流量）為，未被吸收的的量（體積流量）為，每小時產(chǎn)生的（）的量為，氣體的總體積變?yōu)?lt;/p><p><b>　　計算基準(zhǔn)：的進(jìn)氣量</b></p><p><b>　　吸收的量為：</b></p><

111、p><b>　　未被吸收的量為：</b></p><p><b>　　產(chǎn)生的硫酸量為：</b></p><p><b>　　尾氣的體積變?yōu)椋?lt;/b></p><p>　　尾氣中各種氣體的含量及組成：</p><p>　　表4-13 尾氣組成</p><

112、p>　　4.4.2 混合器物料衡算：</p><p>　　計算依據(jù)：和混合成，其流量為</p><p>　　，各溶液的另一組分為水</p><p>　　衡算基準(zhǔn)：小時，以表示各股物流的質(zhì)量流量，其示意圖如下：</p><p><b>　　混合器總質(zhì)量：</b></p><p><b&

113、gt;　　混合器水平衡：</b></p><p>　　用代入上式解得： </p><p><b>　　其物料平衡表：</b></p><p>　　表4-14 混合器物料平衡表</p><p>　　5 全廠總平面及車間設(shè)計</p><p>　　5.1 總平面設(shè)計任務(wù)和步驟</p&

114、gt;<p>　　全廠平面設(shè)計為本設(shè)計的一項重要任務(wù)，總平面設(shè)計的是否合理，直接影響新建廠能否節(jié)約而有效的順利進(jìn)行，影響到建廠后的生產(chǎn)，管理，成本，能耗等各個方面，同時還影響到全廠的美觀和今后的發(fā)展。</p><p>　　5.1.1 總平面設(shè)計任務(wù)</p><p>　?。?）在滿足生產(chǎn)流程條件下，結(jié)合廠區(qū)地形情況，經(jīng)濟合理的安排場內(nèi)外各建筑物、構(gòu)筑物﹑堆場等的相對位置；<

115、;/p><p>　　（2）經(jīng)濟合理的豎向布置，正確選擇標(biāo)高；</p><p>　　確定場內(nèi)外運輸方式﹑運輸布置，合理組織人流﹑物流；</p><p>　　（3）布置綜合管線；</p><p>　　（4）標(biāo)高綠化美化，考慮衛(wèi)生﹑消防條件，創(chuàng)造美好的工作條件。</p><p>　　5.1.2 工廠組織</p>&

116、lt;p><b>　?。?）生產(chǎn)區(qū)</b></p><p>　　a 原料車間：包括原料庫等；</p><p>　　b 包裝配套：檢驗包裝等；</p><p>　　（2）輔助車間：包括機修、動力、化驗室等；</p><p>　?。?）運輸設(shè)施：包括道路廣場等；</p><p>　　（4）堆場和

117、倉庫：包括原料、燃料的露天堆場；</p><p>　?。?）行政管理機構(gòu)和福利區(qū)；</p><p><b>　?。?）綠化及美化。</b></p><p>　　5.2 總平面設(shè)計原則</p><p>　?。?） 總平面布置首先必須滿足生產(chǎn)要求，以最大限度的保證生產(chǎn)作業(yè)線的連接、短捷、方便，從原料進(jìn)廠到成品出廠，整個流程必

118、須符合生產(chǎn)工藝要求，力求做到流程線路暢通、連續(xù)、短捷、避免交叉進(jìn)行 ，是各種物料的輸送距離為最小。同時，應(yīng)將水電汽等公用工程耗量大的車間，盡量集中布置，已形成負(fù)荷中心與供應(yīng)來源靠近，是各種公用系統(tǒng)介質(zhì)的工程管線減少和輸送距離最短，達(dá)到節(jié)約能源。</p><p>　?。?） 要能夠充分結(jié)合場地優(yōu)勢、地位、地貌等有利條件，因地制宜，緊湊布置，節(jié)約土地，少占良田，少拆房屋，提高土地利用率。</p><

119、;p>　?。?） 大多數(shù)廠房，特別是主要生產(chǎn)車間的布置，應(yīng)考慮到日照方位和主導(dǎo)風(fēng)向，保證自然通風(fēng)，廠前區(qū)和防污染的車間放在上風(fēng)向，產(chǎn)生粉塵、煙、熱等的車間及易燃庫布置在下風(fēng)向。</p><p>　?。?） 各車間之間注意滿足防火、衛(wèi)生等國家安全規(guī)定，各種廠房按性質(zhì)分區(qū)集中。對易燃易爆的各類儲罐和由危險性的庫房（油庫、危險品庫），應(yīng)力求遠(yuǎn)離火源和人員往來集中地，一般應(yīng)布置在廠區(qū)邊緣，主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向以及地勢較

120、低的地段。</p><p>　?。?） 人流、物流各行其道，路線短捷，避免交叉。</p><p>　?。?） 綜合管線統(tǒng)籌安排，防止干擾，力求管線短，拐彎少。</p><p>　?。?） 近期建設(shè)和遠(yuǎn)期發(fā)展相結(jié)合，主要生產(chǎn)車間留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地，但必須注意與城市建設(shè)和地域總體規(guī)劃相適應(yīng)，輕化工工廠變化較快，綜合利用較廣，加工深度較深，大多數(shù)工藝流程更新快，這要求在設(shè)

121、計實現(xiàn)留有較大的預(yù)留地，以滿足工廠發(fā)展變化的需要。</p><p>　　（8） 為示蹤平面圖具有建筑藝術(shù)性，廠房形狀要規(guī)則簡單，是道路徑直，廠房中心線保持垂直或平行。</p><p>　?。?） 采取各種措施，提高建筑系數(shù)和場地利用稀疏。建筑系數(shù)一般為25%～40%，場地利用系數(shù)一般為50%～60%，這是總平面設(shè)計的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。</p><p>　　5.3 總

122、平面布置評述 </p><p>　?。?） 生產(chǎn)區(qū)布置：主要生產(chǎn)區(qū)選擇兩層廠房，便于組織和運輸及個工序的銜接，以便于生產(chǎn)的自動化和流水線的組合。</p><p>　　（2） 輔助車間布置：以生產(chǎn)車間為中心，根據(jù)總平面布置原則，綜合各種因素對各個輔助車間布置如下：</p><p>　　a維修車間：遠(yuǎn)離廠區(qū)前，降低噪音污染，在主力生產(chǎn)車間附近，便于設(shè)備維修。</p

123、><p>　　b 鍋爐房：布置在用蒸汽較多的地方，且是主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。</p><p>　　c 變配電站：靠近電力負(fù)荷中心，縮短了電線路線，減少了投資，且在水處理車間的上風(fēng)向，煤堆場的平行風(fēng)向。</p><p>　　d 水處理車間：靠近負(fù)荷中心，處理每日生產(chǎn)車間所需的工業(yè)用水，并提供部分生活用水。</p><p>　　（3） 運輸設(shè)備布置：車庫

124、油庫均布置在主干道邊緣，道路設(shè)計為主力干道，寬12米，人行道每邊各1.5米，此干道6米，車間引道3～4米，這樣有利于消防和道路的改造。</p><p>　　（4） 堆場和倉庫：布置在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，置于廠區(qū)邊緣，靠近主生產(chǎn)車間，且位于主力干道邊緣。這樣有利于原料或產(chǎn)品的進(jìn)廠和出廠，且有利于火災(zāi)發(fā)生時，消防車的順利到達(dá)出事地點。</p><p>　?。?） 行政管理機構(gòu)和福利區(qū)：辦公樓位于