年产5万吨硫酸生产设备

1、年产5万吨硫酸生产设备目录第一章概述 0绪论 0硫酸的性质 0第二章计算设备规格 0干燥塔 0中间吸收塔 5最终吸收塔 8第三章填料塔设计结果 8第一章概述1.1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，广泛用于各个工业部门。在工业生产中，一般都采用二氧化硫催化氧化的方法制硫酸。根据使用催化剂的不 同，硫酸的工业制法可分为硝化法和接触法。本设计以年产5万吨硫酸车间干吸工段工艺设计为例。采用两转两吸工艺，即炉气首先在干燥塔中干燥后，再进入转化工段，经一次 转化后炉气进入第一吸收塔进行 SO的吸收，吸收后气体中含有少量 SO和残余的SO,进 入二次转化器后回到第二吸收塔进行吸收。

2、本次设计涉及的主要设备有干燥塔，吸收塔， 换热器，填料塔等。硫酸的性质硫酸是（SO3和水（H2O化合而成。化学上一般把一个分子的三氧化硫与一个分子的水 相结合的物质称为无水硫酸。无水硫酸就是指的 100%勺硫酸（又称纯硫酸）。纯硫酸的化 学式用“ H2SO4来表示，分子量为。硫酸是基础化学工业中重要的产品之一。硫酸的性质决定了它用途的广泛性，硫酸主要用 于生产化学肥料、合成纤维、涂料、洗涤剂、致冷剂、饲料添加剂和石油的精炼、有色金 属的冶炼，以及钢铁、医药和化学工业。第二章计算设备规格两次吸收法生产硫酸的流程图谛水预热器9 绘破加 口外界城？ 11 有"熊归鼓氤机13泵V 20190

3、.91 19789.112 360040 452732273进塔气量：h,出塔气量：20190.91 0.992 19789.11m3/ h ；大气压。噗3 7.066.86."均气体流量101.3 3.31m（取塔径）现取空塔速度0.8m/s,则塔径D: D-686.0.785 0.8229.07m2则实际空塔速度0.76m/s ,塔横截面积为：S 3.14 342填料面积FGK P式中：G（2-1）需吸收的水量,K 一干燥速度系数,P一干燥推动力,kg/h ;kg/(m h - kpa)； kPa。干燥水量：G 1475.28 1.84 1473.44kg/h干燥速度系数：K 0

4、.211 0.80.8 0.176 kg/(m2 h kpa)干燥推动力P :入塔压力=,出塔压力=入塔气体水蒸气分压：P195.4281.94101.3 819.44 81.940.0856kpa出塔气体水蒸气分压：P294.240.11101.3 819.44 0.110.000117kpa将以上计算结果带入式（2-1）得：填料面积F1473.440.176 1.36439.86m2填料高度H填选用尺寸为50mm勺瓷质矩鞍形填料为干燥层。式中:F/Z 20.785 D2F一填料面积，m2;(2-2)一填料的比表面积，m/m3； 一塔径，mb由式（2-2）得：H填6439.86/1206.0

5、m0.785 3.42压力降P查化工工艺设计手册计算篇二，P239填料层压力降 P 5mmH2O/m填料填料塔阻力P且填料层阻力Pl查接触法硫酸工艺设计常用参考资料选编P44当0.76m/s时，P干 5.5mmH2O/m 填料填料层阻力： PP干1L , mmH?O/m填料 （2-3）式中：比一干填料阻力，mmH2O/m填料；一校正系数，93%- 98搬取；L 一淋洒密度，nVm2 - ho淋酸密度：L'5 151.7 16.7m3/m2 h s 9.1由式（2-3）得： P 5.5 1 0.055 16.7除沫层阻力 P2除沫层填料采用 25 2.5 mm匍瓷环，堆放高度：2 1.0

6、5 2.1m则除沫层阻力：P2 2.1 30 63mmH2O 618pa 0填料塔阻力：% PP2 621+618=1239pa填料层持酸量持酸量啕酸液膜厚度X填料面积润湿率：L 上 167 0.14120查化工工艺设计手册计算篇二，P2461790.51.24则填料层持酸量 0.04 10 2 6439.9 2.6m3水的液膜厚度为，校正系数0.0220.33L0.0220.338.84 10则硫酸的液膜厚度经校正后为=具体尺寸:在填料层高度确定后，其它部位的高度均根据装配和工作空间高度来决定, 下气室（包括进气、出酸管）：高度；分酸管、槽高度：2m；球拱（或砖拱）高度：；除沫层与空间高度：

7、；填料层高度：；布酸层高度：；全塔总高度H=,中间吸收塔的工艺计算进塔气温：160 C,出塔气温60 C；进塔气体压力：,出塔气体压力：。进塔气量：h （或h）,其中：SO3 h;吸收率99%出塔气量：h （或h）,其中：SO3 h;大气压。塔径的计算平均气体流量：现取空塔速度 1.2m/s,则塔径D： D I一68 2.7m （取塔径）0.785 1.22则实际空塔速度1.10m/s 塔横截面积为：S 3.14 空 6.15m22填料面积F(2-4)G F K P式中：G-SO31收量，kg/h ；K 一吸收速度系数，kg/（m2 h - kPa）;P吸收推动力，kpa。SO3M收量：G 7

8、9.79 0.79 80 6320 kg/h吸收速度系数：K 1.004 0.8 kg/(m2 , h - kpa)K 1.004 1.100.8 1.08 kg/(m2 h kpa)吸收推动力P:79.7910282 590进气分压： P1 0.108 atm 10.9kpa779.55103360.7910828 470出气分压：P2 0.00118 atm 0.12kpa700.5510336将以上计算结果带入式（2-4）得：填料面积F 62302404m21.08 2.4填料高度H填同干燥塔，选用尺寸为 由式（2-2）得：H填50mmi勺瓷质矩鞍形填料为吸收层。2404/103Z _

9、_2 0.785 2.83.8m压力降P0.2LL0.521.11229.8110001791.9滥 8.160.20.00762946881.0926278.271791.90.50.27查化工工艺设计手册计算篇 二,P239填料层压力降 P 8mmH 2O/m填料填料塔阻力嗑填料层阻力 n查接触法硫酸工艺设计常用参考资料选编P44当1.1m/s 时，P干 9.5mmH2O/m 填料淋酸密度：L' VL 158.7 24.4m3/m2 h s 6.51由式（2-3）得： P 9.5 1 0.055 24.4除沫层阻力 P2除沫层填料采用 25 2.5mnft瓷环，堆放高度：2 1.0

10、5 2.1m则除沫层阻力：P2 2.1 30 63mmH2O 618pa。填料塔阻力：P阻P1P2 829+618=1447pa填料层持酸量持酸量啕酸液膜厚度乂填料面积润湿率：L L- - 0.24103查化工工艺设计手册计算篇 二，P246硫酸的液膜厚度为。则填料层持酸量 0.096 10 2 2404 2.3m3塔图H在填料层高度确定后，其它部位的高度均根据装配和工作空间高度来决定，具体尺寸 为：下气室（包括进气、出酸管）：高度；分酸管、槽高度：2m；球拱（或砖拱）高度：；除沫层与空间高度：；填料层高度：；布酸层高度：；全塔总高度H=3最终吸收塔的工艺计算进塔气温：180C,出塔气温60C

11、；进塔气体压力：,出塔气体压力：0kPa。进塔气量：h （或h），其中：SO3 h;吸收率99%出塔气量：h （或h）, 其中：SO3: h;大气压。塔径的计算180 60平均气体流量：V15606.76 15472.15273 2101.36.2m3/s2 36002730.1188101.3 - 2现取空塔速度1.2m/sw,则塔径D: D I 6.22.70m （取塔径）0.785 1.22 8 2c则头际仝塔速度1.08m/s 塔横截面积为：S 3.14 6.15m2填料面积FSO3M收量：G 6.07 0.06 80 480.8kg/h吸收速度系数： 0 82K 1.004W kg/

12、(m - h , kPa)K 1.004 1.080.8 1.07 kg/(m2 h kPa)吸收推动力 P:进气分压：P 6.07102821188 0.00877 atm 0.889kpa696.7310336出气分压：P20.0610828 0.0000864 atm 0.00876kpa690.72 10336将以上计算结果带入式(2-4)得：填料面积F 480.82365m21.07 0.19填料高度H填同干燥塔，选用尺寸为50mm勺瓷质矩鞍形填料为吸收层。2365/103由式(2-2)得：H 埴2 3.8m0.785 2.8压力降P查化工工艺设计手册计算篇二，P239填料层压力降

13、P 7.8mmH2O/m填料填料塔阻力 P 且填料层阻力Pl查接触法硫酸工艺设计常用参考资料选编P44当1.08m/s 时，P干 10mmH2O/m 填料淋酸密度：L' VL 154.7 25.2m3/m2 h s 6.15由式（2-3）得： P 10 1 0.055 25.2除沫层阻力P2除沫层填料采用 25 2.5mni匍瓷环，堆放高度：2 1.05 2.1m则除沫层阻力：P2 2.1 30 63mmH2O 618pa 0填料塔阻力：% PP2 959+618=1577pa填料层持酸量持酸量啕酸液膜厚度乂填料面积润湿率:L L- 至2 0.25103查化工工艺设计手册计算篇二，P2

14、46硫酸的液膜厚度为。则填料层持酸量0.095 10 2 2365 2.3m3在填料层高度确定后，其它部位的高度均根据装配和工作空间高度来决定，具体尺寸:下气室（包括进气、出酸管）：高度；分酸管、槽高度：2m；球拱（或砖拱）高度：；除沫层与空间高度：；填料层高度：；布酸层高度：；全塔总高度H=3第三章填料塔设计结果填料塔设计结果见下表填料塔主要计算结果项目干燥塔中间吸收塔最终吸收塔进塔气温/ C出塔气温/C进塔压力/kPa出塔压力/kPa进塔气量/(m 3/h)出塔气量/(m 3/h)平均气体流量/(m3/s)空塔速度/(m/s)塔径/m2塔截面积/m速度系数 /(kg/m 2?h?kPa)推动力/kPa填料面积/m2填料高度/m淋洒密度/(m3/m2?h)压力降/Pa填料塔阻力/Pa填料层才I酸量/m3塔高/m填料类型排列形式40451606018060295123950mms质矩鞍型填料堆放298146450mms质矩鞍型填料堆放291152650mms质矩鞍型填料堆放设备一览表主要设备选型见卜表主要设备选型序号设备位号设备名称型号规格数量材料1E-2036-01干燥塔3400X 136