硫铁矿制硫酸工艺初步设计

摘  要

本设计是以硫铁矿为原料，年产20万吨工业硫酸的工艺初步设计。本设计讲述了硫酸的性质和用途，在综合考虑了工艺成熟程度、技术进步等因素后，确定了适宜的工艺流程。

依据工艺设计的程序，进行了物料衡算，确定了主要操作单元进出物料量。对转化工序中涉及到的主要换热系统进行了热量衡算，确定了换热器中所需的换热量。结合物料衡算、热量衡算和工艺设计要求，计算了干燥塔的规格。

关键词：硫铁矿；硫酸；工艺；设计。

Abstract

...

Keywords: pyrite mine; sulfuric acid; technology; design.

目  录

1  概 述 1

2  硫铁矿的焙烧工艺及计算 3

2.1 焙烧前硫铁矿的预处理工艺流程 3

2.2 硫铁矿的焙烧 4

2.3 硫铁矿焙烧过程的物料衡算 4

2.3.1 炉气组成的计算 4

2.3.2 矿石需要量 7

2.4硫铁矿焙烧工艺物料汇总 8

2.4.1 干基物料表 8

2.4.2 炉气的干基组成 9

3 炉气的净化工艺及计算 10

3.1 原料气中杂质 10

3.2 炉气净化指标 10

3.3 炉气净化工艺流程简述 10

3.4 炉气净化工艺计算 11

3.4.1 净化系统计算数据及依据 11

3.4.2 副产洗涤酸量 12

3.5 净化系统物料平衡计算 14

3.5.1 硫的平衡计算 14

3.5.2 气体的平衡计算 15

3.6 净化工艺物料汇总 17

4  二氧化硫的氧化工艺及计算 19

4.1 二氧化硫氧化的热力学及动力学分析 19

4.2 转化工序的工艺流程 21

4.3 绝热温升的计算 21

4.4 各层催化床的转化率与进口温度 22

4.5 转化器的物料衡算 24

4.6 转化器的热量衡算 26

4.6.1 一段触媒层 26

4.6.2 二段触媒层 28

4.6.3 三段触媒层 28

4.6.4 四段触媒层 29

4.7 转化器汇总 29

4.8 转化系统的总温度降 30

4.9 各换热器的热量衡算 30

4.9.1 第Ⅰ换热器计算 30

4.9.2 第Ⅱ、Ⅲ、第Ⅳ换热器的计算 31

5  原料气的干燥和三氧化硫的吸收工艺及计算 33

5.1 干燥原理及工艺条件的选择 33

5.2 吸收原理及工艺条件的选择 34

5.3 干吸工段流程简述 35

5.4 干燥塔的设计 36

5.4.1 气体处理量的计算 36

5.4.2 干燥塔的物料衡算 37

5.4.3 干燥塔的热量衡算 38

5.4.4 干燥塔填料类型 41

5.4.5 塔径的确定 41

5.5 干燥塔和吸收塔串酸的物料计算 43

6 尾气排放 49

参考文献 51

附  录 52

附表1 各物质的热容 53

附表2 不同浓度下硫酸的热量含量 53

附表3 不同浓度下硫酸的积分热和微分热 54

附图1 原料处理工序、焙烧工序及净化工序流程图 55

附图2 干吸工序与氧化工序流程图 56

致  谢 57