（论文）年产40万吨铜冶炼烟气制酸系统转化工艺恒算毕业设计论文

1、北京科技大学远程与成人教育学院毕业设计（论文）题 目： 年产40万吨铜冶炼烟气制酸系统转化工艺恒算学习中心： 远程教育 专 业： 冶金工程 年 级： 姓 名： 自振华 学 号： 1220080010 指导教师： 张 辉 2015年 3 月 25 日目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc251932076 摘要： PAGEREF _Toc251932076 h 1 HYPERLINK l _Toc251932077 Abstract: PAGEREF _Toc251932077 h 1 HYPERLINK l _Toc251932078 第一章文献综述 PAGE

2、REF _Toc251932078 h 2 HYPERLINK l _Toc251932079 第二章 工艺说明书 PAGEREF _Toc251932079 h 4 HYPERLINK l _Toc251932080 概述 PAGEREF _Toc251932080 h 4 HYPERLINK l _Toc251932081 产品规模和规格 PAGEREF _Toc251932081 h 4 HYPERLINK l _Toc251932082 工艺方案叙述 PAGEREF _Toc251932082 h 4 HYPERLINK l _Toc251932083 2.2 装置设计说明 PAGER

3、EF _Toc251932083 h 4 HYPERLINK l _Toc251932084 工艺原理 PAGEREF _Toc251932084 h 4 HYPERLINK l _Toc251932085 工艺流程说明 PAGEREF _Toc251932085 h 5 HYPERLINK l _Toc251932086 主要设备选型说明 PAGEREF _Toc251932086 h 5 HYPERLINK l _Toc251932087 2.2.4 化工原材料规格及用量 PAGEREF _Toc251932087 h 5 HYPERLINK l _Toc251932088 第三章 转化工

4、序物料衡算与热量衡算 PAGEREF _Toc251932088 h 6 HYPERLINK l _Toc251932089 转化工序流程示意图及简要说明 PAGEREF _Toc251932089 h 6 HYPERLINK l _Toc251932090 3.2 确定各段进口温度及转化率 PAGEREF _Toc251932090 h 6 HYPERLINK l _Toc251932091 温度与平衡转化率的关系 PAGEREF _Toc251932091 h 6 HYPERLINK l _Toc251932092 最适宜温度与转化率的关系 PAGEREF _Toc251932092 h

5、7 HYPERLINK l _Toc251932093 确定操作线 PAGEREF _Toc251932093 h 7 HYPERLINK l _Toc251932094 各段进口温度及转化率 PAGEREF _Toc251932094 h 8 HYPERLINK l _Toc251932095 3.3 转化工序物料衡算 PAGEREF _Toc251932095 h 9 HYPERLINK l _Toc251932096 进转化器一段气体量及成分 PAGEREF _Toc251932096 h 10 HYPERLINK l _Toc251932097 出一段气体量及成分 PAGEREF _T

6、oc251932097 h 10 HYPERLINK l _Toc251932098 出二段气体量及成分 PAGEREF _Toc251932098 h 10 HYPERLINK l _Toc251932099 出三段气体量及成分 PAGEREF _Toc251932099 h 10 HYPERLINK l _Toc251932100 出四段气体量及成分 PAGEREF _Toc251932100 h 10 HYPERLINK l _Toc251932101 3.4 转化器各段的热量衡算 PAGEREF _Toc251932101 h 12 HYPERLINK l _Toc251932102

7、转化一段反应热量和出口温度 PAGEREF _Toc251932102 h 12 HYPERLINK l _Toc251932103 转化二段反应热量和出口温度 PAGEREF _Toc251932103 h 14 HYPERLINK l _Toc251932104 转化三段反应热量和出口温度 PAGEREF _Toc251932104 h 16 HYPERLINK l _Toc251932105 转化四段反应热量和出口温度 PAGEREF _Toc251932105 h 17 HYPERLINK l _Toc251932106 第四章 安全备忘录 PAGEREF _Toc251932106

8、h 21 HYPERLINK l _Toc251932107 概述 PAGEREF _Toc251932107 h 21 HYPERLINK l _Toc251932108 二氧化硫和硫酸的危害 PAGEREF _Toc251932108 h 21 HYPERLINK l _Toc251932109 二氧化硫和硫酸运输、使用等应注意的事项以及如何防护 PAGEREF _Toc251932109 h 22 HYPERLINK l _Toc251932110 第五章 环境保护与治理建议 PAGEREF _Toc251932110 h 23 HYPERLINK l _Toc251932111 三废主

9、要来源 PAGEREF _Toc251932111 h 23 HYPERLINK l _Toc251932112 废气 PAGEREF _Toc251932112 h 23 HYPERLINK l _Toc251932113 5.1.2 废水 PAGEREF _Toc251932113 h 23 HYPERLINK l _Toc251932114 5.1.3 矿渣 PAGEREF _Toc251932114 h 23 HYPERLINK l _Toc251932115 三废处理方案 PAGEREF _Toc251932115 h 23 HYPERLINK l _Toc251932116 5.2

10、.1 废气 PAGEREF _Toc251932116 h 23 HYPERLINK l _Toc251932117 5.2.2 废水 PAGEREF _Toc251932117 h 23 HYPERLINK l _Toc251932118 5.2.3 废渣 PAGEREF _Toc251932118 h 24 HYPERLINK l _Toc251932119 设计小结 PAGEREF _Toc251932119 h 25 HYPERLINK l _Toc251932120 参考文献 PAGEREF _Toc251932120 h 26 HYPERLINK l _Toc251932121 致

11、 谢 PAGEREF _Toc251932121 h 27摘要：本设计是进行400Kt/铜冶炼烟气制酸转化系统工艺设计，首先，通过制定两转两吸接触法作为主工艺路线，画出工艺流程图，再绘制X-T平衡曲线和最适温度曲线，根据转化入口原料气的组成，平衡曲线和最适温度曲线以及催化剂的起燃温度、使用温度,大致估计四段转化过程的操作线，根据操作线来进行物料衡算和热量衡算，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】： 铜冶炼烟气，两转两吸接触法，SO2触媒，物料横算，热量衡算Abstract:The conversion system of 400Kt/a copper smelt off

12、 gas sulfuric acid-making process is designed on this paper. Firstly, the double conversion and double absorption of contacting technics is selected as the main process, and then the flow chart and equilibrium temperature curve and optimum temperature curve are draw corroding the above mentions. Acc

13、ording to the composition of conversion section inlet gas, the equilibrium temperature curve and optimum temperature curve, the lowest reacting temperature of catalyst, to draw the operation line of conversion for four catalyst bed performance, and the calculation of mass balance and heat balance wi

14、ll be done after drawing the operating line of four periods. At last, complete the process manual and safety procedure, to finish all design.【Key word】 copper smelt off gas, double conversion and absorption, SO2catalyst, mass balance, heat balance第一章文献综述硫酸是一种重要的基本化工原料，广泛应用于各个工业部门。硫酸的产量常被用作衡量一个国家工业发展

15、水平的标志。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。我国的硫酸工业起始于19世纪70年代，在旧中国产量很少。新中国建立后，硫酸工业获得了高速发展。传统的工艺流程是硫铁矿制酸法。这种工艺落后，不但厂区内粉尘飞扬，矿渣如山，而且排放出大量废水、废气，严重污染周围环境，每年仅向农户支付的赔偿金和上缴的排污费占据了不少生产成本。为了减少污染，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，由于近期进口硫磺比国内便宜，利润空间很大，大多数国内硫酸生产厂家转向用硫磺法生产硫酸1。早在8世纪就有硝石与绿矾在一起蒸馏得

16、到硫酸的方法。Paracelsus记述了用绿矾（FeSO47H2O）为原料，放在蒸馏釜中锻烧而制得硫酸的方法。在锻烧过程中，绿矾发生分解，放出二氧化硫和三氧化硫，其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝，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用。古代称硫酸为“绿矾油”，就是由于采用了这种制造方法的缘故。二氧化硫氧化成三氧化硫是制硫酸的关键，但是，这一反应在通常情况下很难进行。后来人们发现，借助于催化剂的作用，可以使二氧化硫氧化成三氧化硫，然后用水吸收，即制成硫酸。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。硝化法（包括铅室法和塔式法）是借助于氮的氧化物使二氧化硫氧化制成

17、硫酸。其中铅室法在1746年开始采用，反应是在气相中进行的。在铅室法的基础上发展起来的塔式法，开始于本世纪初期。塔式法制出的硫酸浓度可达76左右。目前，我国仍有少数工厂用塔式法生产硫酸。以硫铁矿为原料的接触法硫酸生产过程是目前广泛采用的方法，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，由于钒触媒的制造技术和催化效能不断提高，已逐步取代价格昂贵和易中毒的铂触媒。世界上多数的硫酸厂都采用接触法生产。新中国成立后，即大力发展先进的接触法硫酸生产，逐步代替铅室法和塔式法。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的硫酸吸收为成品酸。这种方法优于塔式法的是

18、成品酸浓度高，质量纯（不含氮化物），但炉气的净化和精制比较复杂。在外部换热式转化流程中，反应过程与换热过程是分开的。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。酶进行这样一次绝热反应称为一段。为了达到较高的最终转化率，必须采取多段催化转化。一次转化、一次吸收流程：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。这种流程比较简单，但转化率相对较低，一般不超过97%。在60年代以前，我国硫酸厂大多数采用这种流程。两次转化、两次吸收流程：60年代以来，转化工艺流程最大的变化就是采用了两次转化、

19、两次吸收新流程，简称为两转两吸。这项新技术开始时，着眼于充分利用硫的资源和减少SO222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 工艺说明书概述产品规模和规格年操作日：300天/年生产方式：连续生产生产能力：转化处理烟气量122315Nm3/h，硫回收率98.84%， 二氧化硫转化率9%，废酸排放量288m3/d，排放酸浓度49.6g/L，其中SO2含量 822mg/m3，酸雾含量3.1mg/m3；尾气污染物含量均低于大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）的相关规定，满足排放要求。 产品规格：根据硫平衡计算，硫酸产量40万吨/年（100% H2S

20、O4），产品酸规格98.5%，质量符合标准工业硫酸（GB/T534-2002）中一级品的要求。工艺方案叙述国内生产硫酸的方法主要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，本设计采用的是接触法，该方法制得的成品酸浓度高，纯度较高。理论上催化氧化操作过程的段数越多，最终转化率越高，而且过程更接近于最佳温度曲线，催化剂的利用率越高。本设计的生产过程采用两转两吸的工艺流程，即将二氧化硫经过三段转化后进入一吸塔吸收，吸收一次转化生成的SO3，而后，剩余的SO2返回转化工序，通过四段触媒，进行二次转化后，再返回二吸塔吸收生成的SO3，吸收达标的尾气排放。转化工艺

21、采用四段3+1两次转化，一次转化以后生成的SO3被一吸塔吸收以后，吸收率99.99%以上，将一次转化所生成的SO3移除烟气的气象组分，减少生成物，有利于提高二次转化的反应推动力和正反应速率，SO2转化率将达到99.。 装置设计说明为确保总转化率99.8%，转化触媒采用进口高效触媒，部分为低温触媒。SO2鼓风机采用进口产品。目前国内SO2风机的的制造水平，通常采用一用一备的 配置，这样，不但增加了占地，而且维护量较大、设备利用率低。转化热交换器及SO3冷却器选用新型急扩加速流缩放管壳式换热器。该换热器采用双面强化传热的缩放型传热管，对管内外两侧气体均有促进界面湍流，强化对流传热，使得总传热系数可

22、达36W/(m2K），节省了传热面积；该换热器采用空心环管间支承结构，可降低流体阻力，且壳程环状进出口不易积垢，有利于降低能耗。 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： 工艺流程说明转化工艺采用四段3+1两次转化，III，IIV，II换热流程。图1转化工序流程图从SO2鼓风机出来的烟气，依次通过III、I换热器，与三段转化、一段转化后的高温烟气进行换热后，气体升温至430，进入一段转化，在此，烟气中的大部分SO2被转化成SO3，反应放出的热使烟气温度升高，为提高SO2转化率，经换热器降温后

23、进入二段转化，在此，烟气中的部分SO2被转化成SO3，从二段转化出来的高温烟气经换器降温后进入三段转化，烟气中的SO2进一步转化为SO3，从三段转化出来的高温烟气依次经换热器、SO3冷却器降温冷却后，进入中间吸收塔。在吸收塔烟气中SO3被塔上部喷淋的98%酸充分吸收，吸收后约83的气体，经过IV换热器、换热器，被四段转化、二段转化后的高温烟气加热升温至430，进入四段转化，烟气中的SO2进一步转化为SO3，出四段转化后的高温烟气经换热器冷却降温后进入最终吸收塔，出最终吸收塔的烟气经尾气烟囱排放。在吸收塔，烟气中SO3被塔顶喷淋的98%酸充分吸收。 主要设备选型说明考虑到转化器设计应让二氧化硫尽

24、可能在最优化温度条件下反应，最大限度的利用二氧化硫反应放出的热量，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。换热器考虑到气体有一定腐蚀性，故选用列管式换热器风机选用离心通风机。2.2.4 化工原材料规格及用量 进入转化器气体组成：系统处理烟气量为122315Nm3/h，SO2占%，O2占10.22%，N2占75.745%烟气成份SO2SO3O2CO2N2H2O合计%2 微量19 2100 SO2催化剂选型：本设计采用的催化剂型号有：丹麦TOPSO生成的VK59,VK38 和VK48，针对转化器各层进口温度和气体组分的特点，进行科学分配、填装。触媒名称促进类型V2O5含量起

25、燃温度操作温度热稳定性筛分损失填装位置需求量VK38钾促进7%36040063065057%一、二、三层212 m3VK48钾促进8%36040055065057%三层触媒83 m3VK59铯促进5%32037050065057%一层触媒表面15 m3触媒填装系数235 L/吨酸d触媒总填装量310 m3第三章 转化工序物料衡算与热量衡算转化工序流程示意图及简要说明净化干燥后的气体,换热器壳程转化器一层触媒换热器管程程转化器二层触媒换热器管程转化器三层触媒换热器管程SO3冷却器，换热器壳程转化器四层触媒，换热器管程图2 转化工序流程工艺说明 确定各段进口温度及转化率温度与平衡转化率的关系在40

26、0700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%进转化器的炉气中的SO2的浓度（%）=10%进转化器的炉气中的O2的浓度（%）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与温度的关系列表：表1 平衡转化率与温度的关系400420440460480500520540560580XT最适宜温度与转化率的关系 公式(见化工工艺工程设计邹兰，阎传智编) 公式（3.3）取不同值，计算。计算得最适宜温度与转化率的关系列表：表2 最适宜温度与

27、转化率的关系XT确定操作线3.2.3.1 进气组成：SO2占%，O2占10.22%，N2占75.745%所选取钒催化剂的起燃温度为360，确定转化器一段进口温度390，而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）3.2.3.2 SO2绝热温升系数的计算：转化器二氧化硫浓度与与绝热温升系数的关系为： 公式（3.5） 式中a为二氧化硫的初始气体百分比浓度，R为复相光系数。 公式（见文献二氧化硫氧化反应绝热温升系数的计算，角仕荣，万鼎麟）依据上述公式，一段触媒入口SO2绝热温升系数为所以，依据公式（3.5）计算可得：浓度为%的SO2对应的值为292

28、.19，为考虑冶炼烟气制酸SO2浓度波动大，并保留一定设计余量的因素，实际绝热温升系数需进行适量增大，所以实际的取值为： 3.2.3.3 操作线温度的确定： 已知转化器一段表面为VK59触媒，中下部为VK38触媒，起燃温度分别为320和360，使用的温度为370500和400630，考虑到冶炼烟气制酸SO2浓度波动较大的特点，使操作线尽量与最适温度曲线靠近，同时口温度在催化剂的使用温度范围内，取转化器一段的进口温度为390，虑到转化烟气的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、第三段反应器的冷却，所以如果考虑每个换热器的换热面积相当，则各段触媒出口气体冷却降温的

29、温差应为第一段大于第二段，第二段大于第三段，按照这个原则，分别取第一段至二段的降温的温差为164，第二段至三段的降温温差为71，第三段至四段的降温的温差为45，并且每一段转化器的出口温度和转化率对应的点都在平衡曲线和最佳温度曲线之间，由此估算得到转化器各段触媒的操作曲线。各段进口温度及转化率表3 两次转化分段转化率和温度触媒段数一二三四转化率95进口温度390445445420进口浓度%10.562 3.433 0.395 0.020 绝热温升系数325.50 325.50 325.50 325.50 出口温度/609.71 513.36 466.16 435.62 由公式以及表3的数据可得：

30、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 四段反应过程的X-T关系图 转化工序物料衡算本设计按照硫酸产量40万吨/年（100% H2SO4），转化系统工艺设计转化系统处理风量为122315Nm3/h， 二氧化硫转化率9%，可得到每小时SO2气体mol项目硫酸年产量年生产天数SO2浓度成品酸浓转化率吸收率转化系统进风量单位万吨/年天%Nm3/h数值40.000 300 10.56%98.50%99.80%99.99%122315 为便于设计计算，取转化系统1小时的进风量122315Nm3进行计算，已知SO2占%，O2占10.220%，N2占75.745%

31、，CO2为3.461%，H2O为0.012，其中CO2和H2O不参与转化反应，为便于计算，将两者组分份额归并至N2组分计算，所以假设N2占79.218%进转化器一段气体量及成分以122315的进气总量为标准进行计算，已知SO2占%，O2占10.220%，N2占%，可得烟气总摩尔量为 ，则对于组分有： 对于组分有： 对于组分有： 出一段气体量及成分已知烟气在一段触媒转化率为67.5%，可得出一段气体组分和摩尔量为： 出二段气体量及成分已知烟气在二段触媒转化率为88.5%，可得出二段气体组分和摩尔量为： 出三段气体量及成分已知烟气在三段触媒转化率为95.0%，可得出三段气体组分和摩尔量为： 3.3

32、.5进四段气体量及成分 已知烟气在三段触媒转化率为95.0%，出三段以后的烟气完成一次转化的过程，并进入一吸塔生的SO3以99.99%的吸收率被吸收，而后返回转化工序，假设一次转化生成的SO3在一吸塔内被100%吸收，且SO2和O2在一吸塔内的溶解量为0，则可得出三段气体组分和摩尔量为： 3.3.6出四段气体量及成分已知烟气在四段触媒转化率为99.8%，可得出四段气体组分和摩尔量为： 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（） ） ） ） SO2576.74 36911.36 12918.98 O2558.50 17872.00 12510.40 N24325.6

33、9 121119.32 96895.46 5460.93 175902.68 122324.83 100出一段（进二段）SO2187.44 11996.16 4198.66 3.56 SO3389.30 37372.80 8720.32 7.39 O2363.85 12457.60 8150.24 6.91 N24325.69 10187.80 96895.46 82.14 5266.28 72014.36 117964.67 100.00 出二段（进三段）SO266.32 4244.48 1485.57 1.27 SO3510.41 48999.36 11433.18 9.80 O2303.

34、30 16333.12 6793.92 5.83 N24325.69 8492.40 96895.46 83.09 5205.72 78069.36 116608.13 100.00 出三段（进一吸塔）SO228.84 1845.76 646.02 0.56 SO3547.90 52598.40 12272.96 10.56 O2284.55 17532.80 6373.92 5.49 N24325.69 7967.40 96895.46 83.40 5186.98 79944.36 116188.35 100.00 进四段（出一吸塔）SO228.84 1845.76 646.02 0.56

35、SO30.00 0.00 0.00 0.00 O2284.55 18211.20 6373.92 5.49 N24325.69 276844.16 96895.46 83.40 4639.08 296901.12 103915.39 89.44 出四段SO21.15 73.60 25.76 0.02 SO320.19 1938.24 452.26 0.44 O2270.79 646.08 6065.70 5.86 N24325.69 7582.12 96895.46 93.67 4617.82 10240.04 103439.17 100.00 转化器各段的热量衡算气体的摩尔热熔量可按下式求出

36、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390，所以可得各组分气体的平均摩尔热容：SO2的平均摩尔热容： O2的平均摩尔热容： N2的平均摩尔热容： 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609所以可得各组分气体的平均摩尔热容：SO2的平均摩尔热容：SO3的平均摩尔热容： O2的平均摩尔热容： N2的平均摩尔热容： 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

37、应热总反应热一段出口温度(4)一段出口气体带出热量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445，所以可得气体的平均摩尔热容：SO2的平均摩尔热容： SO3的平均摩尔热容： O2的平均摩尔热容： N2的平均摩尔热容： 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516所以可得各组分气体的平均摩尔热容：SO2的平均摩尔热容： SO3的平均摩尔热容： O2的平均摩尔热容： N2的平均摩尔热容： 故出二段气体每升高1所需热量为：SO2

38、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445所以可得各组分气体的平均摩尔热容：SO2的平均摩尔热容： SO3的平均摩尔热容： O2的平均摩尔热容： N2的平均摩尔热容： 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465各组分气体的平均摩尔热容：SO2的平均摩尔热容：SO3的平均摩尔热容： O2的平

39、均摩尔热容： N2的平均摩尔热容： 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的平均摩尔热容：SO2的平均摩尔热容： SO3的平均摩尔热容： O2的平均摩尔热容： N2的平均摩尔热容： 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439所

40、以可得各组分气体的平均摩尔热容：SO2的平均摩尔热容：SO3的平均摩尔热容： O2的平均摩尔热容： N2的平均摩尔热容： 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390609106043688.04 二段445516三段4453737962.94 465四段4202014193.87 439281588983.49 56597781.25 338186764.74 第四

41、章 安全备忘录概述本设计中的主要危害物为原料气中二氧化硫，以及产物硫酸。二氧化硫是大气中主要污染物之一，是衡量大气是否遭到污染的重要标志。 在我国的一些城镇，大气中二氧化硫的危害较为普遍而又严重。而硫酸对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用，会对人体产生严重危害，所以对这些物质必须进行有效的防范。二氧化硫和硫酸的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，在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。上呼吸道的平滑肌因有末梢神经感受器，遇刺激就会产生窄缩反应，使气管和支气管的管腔缩小，气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫的这种阻留作用，在一定程度上可减

42、轻二氧化硫对肺部的刺激。但进入血液的二氧化硫仍可通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，它能破坏酶的活力，从而明显地影响碳水化合物及蛋白质的代谢，对肝脏有一定的损害。动物试验证明，二氧化硫慢性中毒后，机体的免疫受到明显抑制。二氧化硫浓度为1015ppm时，呼吸道纤毛运动和粘膜的分泌功能均能受到抑制。浓度达20ppm时，引起咳嗽并刺激眼睛。若每天吸入浓度为100ppm8小时，支气管和肺部出现明显的刺激症状，使肺组织受损。浓度达400ppm时可使人产生呼吸困难。二氧化硫与飘尘一起被吸入，飘尘气溶胶微粒可把二氧化硫带到肺部使毒性增加34倍。若飘尘表面吸附金属微

43、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。长期生活在大气污染的环境中，由于二氧化硫和飘尘的联合作用，可促使肺泡纤维增生。如果增生范围波及广泛，形成纤维性病变，发展下去可使纤维断裂形成肺气肿。二氧化硫可以加强致癌物的致癌作用。据动物试验，在二氧化硫作用下，动物肺癌的发病率高于单个因子的发病率，在短期内即可诱发肺部扁平细胞癌。硫酸蒸气或雾可引起结膜炎、结膜水肿、角膜混浊，以致失明；引起呼吸道刺激，重者发生呼吸困难和肺水肿；高浓度引起喉痉挛或声门水肿而窒息死亡。口服后引起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

44、成溃疡，愈后癍痕收缩影响功能。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。二氧化硫和硫酸运输、使用等应注意的事项以及如何防护生产、运输和使用二氧化硫时应严格按照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过15mg/m3的最高容许浓度。有明显呼吸系统及心血管系统疾病者，禁止从事与二氧化硫有关的作业。若有人

45、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。用生理盐水或清水彻底冲洗眼结膜囊及被液体二氧化硫污染的皮肤。.对吸入高浓度二氧化硫有明显刺激症状，但无体征者，应密切观察不少于48h，并对症治疗。积极防治肺水肿，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。硫酸操作处置：密闭操作，注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），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。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与还原剂、碱类、碱金属接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的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