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摘要: 1
ABSTRACT: 1
第一章 文件综述 2
第二章 工艺说明书 4
2.1概述 4
2.1.1产品规模和规格 4
2.1.2工艺方案叙述 4
2.2 装置设计说明 4
2.1.1 工艺原理 4
2.2.2 工艺步骤说明 5
2.2.3 关键设备选型说明 5
2.2.4 化工原材料规格及用量 5
第三章 转化工序物料衡算和热量衡算 6
3.1转化工序步骤示意图及简明说明 6
3.2 确定各段进口温度及转化率 6
3.2.1温度和平衡转化率关系 6
3.2.2最适宜温度和转化率关系 7
3.2.3确定操作线 7
3.2.4各段进口温度及转化率 8
3.3 转化工序物料衡算 9
3.3.1进转化器一段气体量及成份 10
3.3.2出一段气体量及成份 10
3.3.3 出二段气体量及成份 10
3.3.4出三段气体量及成份 10
3.3.5出四段气体量及成份 10
3.4 转化器各段热量衡算 12
3.4.1转化一段反应热量和出口温度 12
3.4.2转化二段反应热量和出口温度 14
3.4.3转化三段反应热量和出口温度 16
3.4.4转化四段反应热量和出口温度 17
第四章 安全备忘录 21
4.1概述 21
4.2二氧化硫和硫酸危害 21
4.3二氧化硫和硫酸运输、使用等应注意事项和怎样防护 22
第五章 环境保护和治理提议 23
5.1 三废关键起源 23
5.1.1 废气 23
5.1.2 废水 23
5.1.3 矿渣 23
5.2 三废处理方案 23
5.2.1 废气 23
5.2.2 废水 23
5.2.3 废渣 24
设计小结 25
参考文件 26
致 谢 27
摘要:
本设计是进行24万吨H2SO4/年转化系统工艺设计,画出工艺步骤图,再画出X-T平衡曲线和最适温度曲线,依据进口原料气组成,平衡曲线和最适温度曲线和催化剂起燃温度、使用温度大致估量四段转化过程操作线,依据操作线来进行物料衡算和热量衡算,假如设定值和实际计算值相差太大,需要用试差方法重新设定操作曲线来计算,直到设计值和计算值差不多。完成工艺说明书,安全备忘录,即完成课程设计说明书。
关键词:催化剂,物料衡算,热量衡算
Abstract:
The 24,000 tons of H2SO4 per year conversion system is designed in this paper. The transformation process flow diagram is drawn firstly, and then draw the equilibrium temperature curve and optimum temperature curve. According to the composition of materials gas and the properties of catalyst, we can set the import and export temperature, and the calculation of mass balance and heat balance will be done after drawing the operating line of four periods. The value of the actual exit temperature and set temperature should be closer to each other, otherwise we need return to set the temperature and calculate again. At last, complete the process manual and memorandum, and give some recommendations to environment protection.
Key word: catalyst, mass balance, heat balance
第一章 文件综述
硫酸是一个关键基础化工原料,广泛应用于各个工业部门。硫酸产量常被用作衡量一个国家工业发展水平标志。硫酸关键用于生产化学肥料、合成纤维、涂料、洗涤剂、致冷剂、饲料添加剂和石油精炼、有色金属冶炼,和钢铁、医药和化学工业。
中国硫酸工业起始于19世纪70年代,在旧中国产量极少。新中国建立后,硫酸工业取得了高速发展。传统工艺步骤是硫铁矿制酸法。这种工艺落后,不仅厂区内粉尘飞扬,矿渣如山,而且排放出大量废水、废气,严重污染周围环境,每十二个月仅向农户支付赔偿金和上缴排污费占据了不少生产成本。为了降低污染,降低生产成本改用硫磺制硫酸。发达国家早就开始普遍推广了,因为近期进口硫磺比中国廉价,利润空间很大,大多数中国硫酸生产厂家转向用硫磺法生产硫酸[1]。
早在8世纪就有硝石和绿矾在一起蒸馏得到硫酸方法。Paracelsus记述了用绿矾(FeSO4·7H2O)为原料,放在蒸馏釜中锻烧而制得硫酸方法。在锻烧过程中,绿矾发生分解,放出二氧化硫和三氧化硫,其中三氧化硫和水蒸气同时冷凝,便可得到硫酸。在18世纪40年代以前,这种方法为不少地方所采取。古代称硫酸为“绿矾油”,就是因为采取了这种制造方法缘故。
二氧化硫氧化成三氧化硫是制硫酸关键,不过,这一反应在通常情况下极难进行。以后大家发觉,借助于催化剂作用,能够使二氧化硫氧化成三氧化硫,然后用水吸收,即制成硫酸。依据使用催化剂不一样,硫酸工业制法可分为硝化法和接触法。
硝化法(包含铅室法和塔式法)是借助于氮氧化物使二氧化硫氧化制成硫酸。其中铅室法在1746年开始采取,反应是在气相中进行。在铅室法基础上发展起来塔式法,开始于本世纪早期。塔式法制出硫酸浓度可达76%左右。现在,中国仍有少数工厂用塔式法生产硫酸。
以硫铁矿为原料接触法硫酸生产过程是现在广泛采取方法,它创始于1831年,在本世纪初才广泛用于工业生产。到20年代后,因为钒触媒制造技术和催化效能不停提升,已逐步替换价格昂贵和易中毒铂触媒。世界上多数硫酸厂全部采取接触法生产。新中国成立后,即大力发展优异接触法硫酸生产,逐步替换铅室法和塔式法。接触法中二氧化硫在固体触媒表面跟氧反应,结合成三氧化硫,然后用98.3%硫酸吸收为成品酸。这种方法优于塔式法是成品酸浓度高,质量纯(不含氮化物),但炉气净化和精制比较复杂。在外部换热式转化步骤中,反应过程和换热过程是分开。气体在床层中进行绝热反应,温度升高到一定程度后,离开催化床进行降温,然后再进入下一段床层进行绝热反应。酶进行这么一次绝热反应称为一段。为了达成较高最终转化率,必需采取多段催化转化。
一次转化、一次吸收步骤:所谓一次转化、一次吸收是指SO2经过多段转化后只经过一个或串联两个吸收塔,吸收其中SO3后就排放。这种步骤比较简单,但转化率相对较低,通常不超出97%。在60年代以前,中国硫酸厂大多数采取这种步骤。
两次转化、两次吸收步骤:60年代以来,转化工艺步骤最大改变就是采取了两次转化、两次吸收新步骤,简称为两转两吸。这项新技术开始时,着眼于充足利用硫资源和降低SO2排放量,保护环境。这种方法特点是:1.最终转化率高;2.能够处理较高浓度SO2气体;3.降低尾气中SO2排放量;4.所需换热面积较大;5.系统阻力比一转一吸增加4-5kPa。
第二章 工艺说明书
2.1概述
2.1.1产品规模和规格
2.1.1.1年操作日 300天/年
2.1.1.2生产方法 连续生产
2.1.1.3生产能力 二氧化硫 转化率≥98%
2.1.1.4产品规格 二氧化硫 转化率≥98%
2.1.2工艺方案叙述
中国生产硫酸方法关键是用硝化法和接触法,考虑到硝化法所需设备庞大,用铅很多,检修麻烦,腐蚀设备,反应缓慢,本设计采取是接触法,该方法制得成品酸浓度高,纯度较高。理论上催化氧化操作过程段数越多,最终转化率越高,而且过程更靠近于最好温度曲线,催化剂利用率越高。本设计生产过程采取一转一吸工艺步骤,立即二氧化硫经过多段转化后只经过一个或串联两个吸收塔,吸收其中SO3后就排放。转化步骤为4段间接换热式。
2.2 装置设计说明
2.1.1 工艺原理
二氧化硫转化通常是在不高于0.5MPa压力下进行,而且SO2、SO3浓度又较低,体系可视为理想气体。
二氧化硫氧化反应是一个可逆放热反应:
2.2.2 工艺步骤说明
现利用接触法一转一吸酸洗封闭步骤生产硫酸,其生产工艺大致有六大工序,即:原料预处理、SO2炉气制取、SO2气体净化、二氧化硫转化、三氧化硫吸收、“三废”处理。这里关键介绍一下转化系统。转化系统为一转一吸四段反应装置,因为二氧化硫转化过程是一个放热过程,它转化率伴随温度升高而降低,所以采取多段反应器,经过一段反应器后物料温度升高,经冷却后通入下一段反应器继续反应,使整个反应操作曲线在最适温度曲线周围,既确保了反应速度,又能够达成较高转化率。此步骤使用原料气作为冷却剂,能够省去外加冷却剂,又能够利用反应产生热量来预热原料气,节省能源,一举两得。转化系统包含一个四段反应器和四个换热器。前面制取气体经过一系列净化过程,依次经过第一、第二、第三、第四换热器预热后进入反应器,第一、第二、第三、第四段反应床层出来气体分别经过第二、第三、第四、第一换热器进行冷却,再通入吸收塔。
2.2.3 关键设备选型说明
2.2.3.1考虑到转化器设计应让二氧化硫尽可能在最优化温度条件下反应,最大程度利用二氧化硫反应放出热量,设备阻力既要小,又能使气体分布均匀。故考虑使用外部换热型转化器。
2.2.3.2换热器考虑到气体有一定腐蚀性,故选择列管式换热器
2.2.3.3风机选择罗茨风机。
2.2.4 化工原材料规格及用量
2.2.4.1 进入转化器气体组成:SO2占8%,O2占10%,N2占82%
2.2.4.2 本设计采取催化剂型号是S109-1,起燃温度为360℃,使用温度为400-580℃,入口SO2:7.5-9.4%[2]。
第三章 转化工序物料衡算和热量衡算
3.1转化工序步骤示意图及简明说明
原料气
第一换热器
转化炉一段
第二换热器
转化炉二段
第三换热器
转化炉三段
第四换热器
转化炉四段
图1 转化工序步骤示意图
上图是硫酸转化工艺步骤,原料气由干燥器进入换热器,再进入转化炉一段,再进入到第二换热器,以这类推,直到从转化炉四段出来降温至吸收塔。
3.2 确定各段进口温度及转化率
3.2.1温度和平衡转化率关系
在400~700℃时, 公式(见《化工工艺工程设计》邹兰,阎传智编) 公式(3.1)
式中:—— 平衡常数 —— 温度/K
平衡转化率 公式(见《化工工艺工程设计》邹兰,阎传智编) 公式(3.2)
式中:=8%——进转化器炉气中SO2浓度(%)
=10%——进转化器炉气中O2浓度(%)
=0.11MPa——系统总压力∕
取反应温度T
由公式(3.1)计算
由公式(3.2)计算
依此计算得平衡转化率和温度关系列表:
表1 平衡转化率和温度关系
∕℃
400
420
440
460
480
500
520
540
560
580
XT∕%
99.32
98.88
98.21
97.22
95.81
93.88
91.31
88.03
84.00
79.24
3.2.2最适宜温度和转化率关系
公式(见《化工工艺工程设计》邹兰,阎传智编) 公式(3.3)
取不一样值,计算。
计算得最适宜温度和转化率关系列表:
表2 最适宜温度和转化率关系
XT∕%
99.32
98.88
98.21
97.22
95.81
93.88
91.31
88.03
84.00
79.24
∕℃
363.54
382.28
401.01
419.73
438.44
457.12
475.79
494.44
513.07
531.67
3.2.3确定操作线
进气组成:SO2占8%,O2占10%,N2占82%
所选择钒催化剂起燃温度为360℃
确定转化器一段进口温度360℃
气体经每层触媒后温度升高,计算式是:
公式(见《化工工艺工程设计》邹兰,阎传智编) 公式(3.4)
表3 二氧化硫浓度和λ值关系
SO2浓度,%
λ
SO2浓度,%
λ
SO2浓度,%
λ
2
59
6
173
10
278
3
88
7
200
11
303
4
117
8
226
12
328
5
145
9
252
13
506
由上表查得,浓度为8%SO2对应λ值为226。
操作线温度确实定:已知催化剂起燃温度为360℃,使用温度为400-580℃,考虑到应使操作线尽可能和最适温度曲线靠近,且出口温度在催化剂使用温度范围内,取原料气进口温度为360℃,四段操作线斜率依据原理气里SO2浓度差表得1/226。考虑到原料气预热过程是依次经过第一、第二、第三、第四换热器,对应于第四、第一、第二、第三段反应器冷却,所以假如考虑每个换热器换热面积相当,则出口气体冷却降温温差应为第一段大于第二段,第二段大于第三段,根据这个标准,分别取第一段降温温差为65,第二段降温温差为50,第三段降温温差为40,而且每一段转化器出口温度和转化率对应点全部在平衡曲线和最好温度曲线之间,由此估算得到四段反应器操作曲线。
3.2.4各段进口温度及转化率
表4 一次转化分段转化率和温度
段数
一
二
三
四
转化率∕%
81.86
90.71
95.13
97.79
进口温度∕℃
360
480
450
420
由图2和表4数据可得:
转化器第一段操作线方程:
第二段操作线方程:
第三段操作线方程;
第四段操作线方程;
图2 四段反应过程X-T关系图
3.3 转化工序物料衡算
本设计为24万吨/年硫酸转化系统工艺设计(以每小时计算),由
可得实际进气总量为
为方便计算,本设计假设进气总量为1000kmol,故在最终计算结果上需乘于系数
3.3.1进转化器一段气体量及成份
以1000kmol进气总量为标准进行计算,已知SO2占8%,O2占10%,N2占82%
3.3.2出一段气体量及成份
3.3.3 出二段气体量及成份
3.3.4出三段气体量及成份
3.3.5出四段气体量及成份
由以上计算汇总转化器物料衡算结果于表5
表5 转化器物料衡算结果
进一段
()
()
()
(%)
SO2
347.8
22261.8
7791.6
8
O2
434.8
13913.6
9739.5
10
N2
3565.4
99830.1
79864.1
82
∑
4348
136005.4
97395.2
100
出一段(进二段)
SO2
63.098
4038.3
1413.4
1.50
SO3
284.742
22779.4
6378.2
6.77
O2
292.429
9357.7
6550.4
6.95
N2
3565.4
99830.1
79864.1
84.78
∑
4205.6
136005.4
94206.1
100
出二段(进三段)
SO2
31.928
2043.4
715.2
0.76
SO3
315.5
25242.1
7067.8
7.53
O2
274.8
8795.1
6156.6
6.56
N2
3565.4
99830.1
79864.1
85.14
∑
4187.7
135910.7
93803.6
100
出三段(进四段)
SO2
16.940
1084.1
379.5
0.41
SO3
330.9
26472.0
7412.2
7.91
O2
269.3
8619.2
6033.4
6.44
N2
820
99830.1
79864.1
85.24
∑
4182.55
136005.4
93689.1
100
出四段
SO2
7.687
492.0
172.2
0.18
SO3
340.2
27212.2
7619.4
8.14
O2
264.7
8471.2
5929.8
6.34
N2
3565.4
99830.1
79864.1
85.34
∑
4177.9
136005.4
93585.5
1
3.4 转化器各段热量衡算
气体摩尔热熔量可按下式求出
3.4.1转化一段反应热量和出口温度
(1)进转化器第一段气体带入热量(以每小时气量计算)。
已知进一段触媒层气体温度为360℃,
所以可得各组分气体平均摩尔热容:
SO2平均摩尔热容:
O2平均摩尔热容:
N2平均摩尔热容:
故进一段气体每升高1℃所需热量为:
SO2所需热量:
O2所需热量:
N2所需热量:
∑所需总热量:
带入热量=
(2)已知出转化器第一段气体温度545℃
所以可得各组分气体平均摩尔热容:
SO2平均摩尔热容:
SO3平均摩尔热容:
O2平均摩尔热容:
N2平均摩尔热容:
故出一段气体每升高1℃所需热量为:
SO2所需热量:
SO3所需热量:
O2所需热量:
N2所需热量:
∑所需总热量:
(3)反应热
摩尔反应热
总反应热
一段出口温度
(4)一段出口气体带出热量
3.4.2转化二段反应热量和出口温度
(1)进转化器第二段气体带入热量(以每小时气量计算)
已知进二段触媒层气体温度为480℃,
所以可得气体平均摩尔热容:
SO2平均摩尔热容:
SO3平均摩尔热容:
O2平均摩尔热容:
N2平均摩尔热容:
故进二段气体每升高1℃所需热量为:
SO2所需热量:
SO3所需热量:
O2所需热量:
N2所需热量:
∑所需总热量:
带入热量=
(2)已知出转化器第二段气体温度500℃
所以可得各组分气体平均摩尔热容:
SO2平均摩尔热容:
SO3平均摩尔热容:
O2平均摩尔热容:
N2平均摩尔热容:
故出二段气体每升高1℃所需热量为:
SO2所需热量:
SO3所需热量:
O2所需热量;
N2所需热量:
∑所需总热量:
(3)反应热
摩尔反应热
总反应热
二段出口温度
(4)二段出口气体带出热量
3.4.3转化三段反应热量和出口温度
(1)进转化器第三段气体带入热量(以每小时气量计算)
已知进三段触媒层气体温度为450℃
所以可得各组分气体平均摩尔热容:
SO2平均摩尔热容:
SO3平均摩尔热容:
O2平均摩尔热容:
N2平均摩尔热容:
故进三段气体每升高1℃所需热量为:
SO2所需热量:
SO3所需热量:
O2所需热量:
N2所需热量:
∑所需总热量:
带入热量=
(2)出转化器第三段气体温度460℃
各组分气体平均摩尔热容:
SO2平均摩尔热容:
SO3平均摩尔热容:
O2平均摩尔热容:
N2平均摩尔热容:
故出三段气体每升高1℃所需热量为:
SO2所需热量:
SO3所需热量:
O2所需热量:
N2所需热量:
∑所需总热量:
(3)反应热
摩尔反应热
总反应热
三段出口温度
(4)三段出口气体带出热量
3.4.4转化四段反应热量和出口温度
(1)进转化器第四段气体带入热量(以每小时气量计算)
已知进四段触媒层气体温度为420℃
所以可得各组分气体平均摩尔热容:
SO2平均摩尔热容:
SO3平均摩尔热容:
O2平均摩尔热容:
N2平均摩尔热容:
故进四段气体每升高1℃所需热量为:
SO2所需热量:
SO3所需热量:
O2所需热量:
N2所需热量:
∑所需总热量:
带入热量=
(2)已知出转化器第四段气体温度426℃
所以可得各组分气体平均摩尔热容:
SO2平均摩尔热容:
SO3平均摩尔热容:
O2平均摩尔热容:
N2平均摩尔热容:
故出四段气体每升高1℃所需热量为:
SO2所需热量:
SO3所需热量:
O2所需热量:
N2所需热量:
∑所需总热量:
(3)反应热
摩尔反应热
总反应热
四段出口温度
(4)四段出口气体带出热量
转化器热量平衡见表6
表6 转化器热量衡算结果
段数
气体进口
反应热量
﹙﹚
气体出口
温度﹙℃﹚
热量﹙﹚
温度﹙℃﹚
热量﹙﹚
一段
360
48648033
28391928
545
77039960
二段
480
66210200
3066940
500
69277141
三段
450
61825699
1532927
460
63358626
四段
420
57501591
923184.8
426
58424776
∑
33914979
.5
第四章 安全备忘录
4.1概述
本设计中关键危害物为原料气中二氧化硫,和产物硫酸。二氧化硫是大气中关键污染物之一,是衡量大气是否遭到污染关键标志。 在中国部分城镇,大气中二氧化硫危害较为普遍而又严重。而硫酸对皮肤、粘膜等组织有强烈刺激和腐蚀作用,会对人体产生严重危害,所以对这些物质必需进行有效防范。
4.2二氧化硫和硫酸危害
二氧化硫进入呼吸道后,因其易溶于水,故大部分被阻滞在上呼吸道,在湿润粘膜上生成含有腐蚀性亚硫酸、硫酸和硫酸盐,使刺激作用增强。上呼吸道平滑肌因有末梢神经感受器,遇刺激就会产生窄缩反应,使气管和支气管管腔缩小,气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫这种阻留作用,在一定程度上可减轻二氧化硫对肺部刺激。但进入血液二氧化硫仍可经过血液循环抵达肺部产生刺激作用。二氧化硫可被吸收进入血液,对全身产生毒副作用,它能破坏酶活力,从而显著地影响碳水化合物及蛋白质代谢,对肝脏有一定损害。动物试验证实,二氧化硫慢性中毒后,机体免疫受到显著抑制。二氧化硫浓度为10~15ppm时,呼吸道纤毛运动和粘膜分泌功效均能受到抑制。浓度达20ppm时,引发咳嗽并刺激眼睛。若天天吸入浓度为100ppm8小时,支气管和肺部出现显著刺激症状,使肺组织受损。浓度达400ppm时可使人产生呼吸困难。二氧化硫和飘尘一起被吸入,飘尘气溶胶微粒可把二氧化硫带到肺部使毒性增加3~4倍。若飘尘表面吸附金属微粒,在其催化作用下,使二氧化硫氧化为硫酸雾,其刺激作用比二氧化硫增强约1倍。长久生活在大气污染环境中,因为二氧化硫和飘尘联合作用,可促进肺泡纤维增生。假如增生范围波及广泛,形成纤维性病变,发展下去可使纤维断裂形成肺气肿。二氧化硫能够加强致癌物致癌作用。据动物试验,在二氧化硫作用下,动物肺癌发病率高于单个因子发病率,在短期内即可诱发肺部扁平细胞癌。
硫酸蒸气或雾可引发结膜炎、结膜水肿、角膜混浊,以致失明;引发呼吸道刺激,重者发生呼吸困难和肺水肿;高浓度引发喉痉挛或声门水肿而窒息死亡。口服后引发消化道烧伤以致溃疡形成;严重者可能有胃穿孔、腹膜炎、肾损害、休克等。皮肤灼伤轻者出现红斑、重者形成溃疡,愈后癍痕收缩影响功效。溅入眼内可造成灼伤,甚至角膜穿孔、全眼炎以至失明。慢性影响:牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺气肿和肺硬化。环境危害:对环境有危害,对水体和土壤可造成污染。燃爆危险: 本品助燃,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。
4.3二氧化硫和硫酸运输、使用等应注意事项和怎样防护
生产、运输和使用二氧化硫时应严格根据刺激性气体有害作业要求操作和作好个人防护,可将数层纱布用饱和碳酸氢钠溶液及1%甘油湿润后夹在纱布口罩中,工作前后用2%碳酸氢钠溶液漱口。生产和使用场所空气中二氧化硫浓度不应超出15mg/m3最高许可浓度。有显著呼吸系统及心血管系统疾病者,严禁从事和二氧化硫相关作业。若有些人中毒,应立即将患者移离有毒场所,呼吸新鲜空气或氧气、雾化吸入2%~5%碳酸氢钠+氨茶碱+地塞米松+抗生素。用生理盐水或清水根本冲洗眼结膜囊及被液体二氧化硫污染皮肤。.对吸入高浓度二氧化硫有显著刺激症状,但无体征者,应亲密观察不少于48h,并对症诊疗。主动防治肺水肿,可早期、足量、 短期应用糖皮质激素。需要时可用二甲基硅油消泡剂。
硫酸操作处理:密闭操作,注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必需经过专门培训,严格遵守操作规程。提议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(全方面罩),穿橡胶耐酸碱服,戴橡胶耐酸碱手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。远离易燃、可燃物。预防蒸气泄漏到工作场所空气中。避免和还原剂、碱类、碱金属接触。搬运时要轻装轻卸,预防包装及容器损坏。配置对应品种和数量消防器材及泄漏应急处理设备。倒空容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时,应把酸加入水中,避免沸腾和飞溅。
硫酸运输注意事项: 本品铁路运输时限使用钢制企业自备罐车装运,装运前需报相关部门同意。铁路非罐装运输时应严格根据铁道部《危险货物运输规则》中危险货物配装表进行配装。起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不坍毁、不坠落、不损坏。严禁和易燃物或可燃物、还原剂、碱类、碱金属、食用化学品等混装混运。运输时运输车辆应配置泄漏应急处理设备。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。公路运输时要按要求路线行驶,勿在居民区和人口稠密区停留。
第五章 环境保护和治理提议
5.1 三废关键起源
5.1.1 废气
一转一吸工艺及尾气回收后关键废气为SO2。
5.1.2 废水
硫酸制备工艺关键采取硫铁矿,故总有酸性污水排出。硫酸废水通常含有色度大、酸度高特点,其关键有害物质是硫酸、亚硫酸、矿尘、砷、氟和多个中金属离子等。
炉气酸洗净化步骤排除烯酸,浓度通常在3%~20%之间,除含有矿尘外,们还有砷、氟等杂质,通常被称为废酸。
5.1.3 矿渣
矿渣是硫酸生产过程中排除废渣,关键为硫铁矿渣。中国硫铁矿全部含砷,焙烧过程中砷少出率只有约40%,大部分仍六在矿渣中,经焙烧后砷大部分是水溶性,遇雨水浸泡后会被溶出,最终流入江河,污染水体。
5.2 三废处理方案
5.2.1 废气
低浓度SO2烟气回收方法很多,关键有氨-酸法、钠-酸法和活性炭法,其中以氨-酸法应用最为广泛。除能消除SO2污染,保护环境之外,还可综合利用生产处有经济价值固体亚硫酸钠、亚硫酸氢铵、固体亚硫酸钠等延伸产品。
5.2.2 废水
硫酸工业污水处理,通常采取石灰中和方法,另外还有电石渣-铁屑处理法。
废酸利用:①把沉降分离后烯酸直接和98%浓硫酸参合,配成72%硫酸用于制造一般磷酸钙。②替换水补加到吸收塔循环酸槽内,制成商品硫酸。③废酸热解在生。④进行浓缩处理制成浓硫酸。用硫化法处理污酸回收金属。
5.2.3 废渣
硫铁矿渣含有丰富铁和其它金属,所以采取磁选铁精矿、矿渣制砖、氯化球团炼铁等方法将其综合利用。
设计小结
课程设计不仅是对前面所学知识一个检验,而且也是对自己能力一个提升。经过这次为期两周课程设计,使我拓宽了知识面,锻炼了能力,把所学知识进行了串联,综合素质得到较大提升。同时也使我明白了自己知识还比较欠缺,自己要学习东西还太多;明白了学习是一个长久积累过程,在以后工作、生活中全部应该不停学习,努力提升自己知识和综合素质。
作为这个学期学习体系有机组成部分,课程设计即使只有两周,但含相关键意义。它一个关键功效,在于利用学习结果,检验学习结果。利用学习结果:把课堂上学到系统化理论知识,尝试性地应用于实际设计工作,并从理论高度对设计工作现代化提出部分有针对性提议和设想。检验学习结果:看一看课堂学习和实际工作到底有多大距离,并经过综合分析,找出学习中存在不足,方便为完善学习计划,改变学习内容和方法提供实践依据。对我们化工专业本科生来说,实际动手能力培养至关关键,而这种能力培养单靠课堂教学是远远不够,必需从课堂走向实践。这也是一次预演和准备毕业设计工作。经过课程设计,我们能够找出本身情况和实际需要差距,并在以后学习期间立即补充相关知识,为求职和正式工作做好充足知识、能力准备,从而缩短从校园走向社会心理转型期。在这次课程设计中也使我们同学关系更深入了,同学之间相互帮助,有什么不懂大家在一起商议,听听不一样见解对我们愈加好了解知识,所以在这里很感谢帮助我老师和同学。
参考文件
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[2] 周学良等. 催化剂[M] . 北京: 化学工业出版社,.10
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[4] 南京化工研究院. 硫酸生产分析方法[M] . 北京: 燃料化学工业出版社,1971.12
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[6] 陈五平等. 硫酸和硝酸[M] . 北京: 化学化工出版社,1989.6
[7] 娄爱娟,吴志泉,吴叙美. 化工设计[M] . 华东理工大学出版社,.8
[8] W•雷斯尼克. 化工过程分析和设计[M] . 北京: 化工工业出版社,1985.12
[9] 苏元复. 常见物料物性参数 第一册[M] . 北京: 化学工业出版社,1982.10
[10] K•M•马林等. 硫酸工学[M] . 北京: 高等教育出版社,1956.7
致 谢
本课程设计是在本院***、***、***几位老师悉心指导下完成。从课题选择到项目标最终完成,她们全部一直给我们细心指导和不懈支持。在此谨各位老师以真挚谢意和高尚敬意。
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