年产四万吨硫酸二氧化硫转化工段工艺设计项目可行性研究报告

年产四万吨硫酸-二氧化硫转化工段工艺设计工程可行性争论报告——毕业设计毕业设计〔2023〕-二氧化硫转化工段工艺设计工程可研报告学院化学化工学院专年业级化学工程与工艺日 期2023年11月30日名目\l“_TOC_250009“1、总论 1\l“_TOC_250008“工程名称及承办单位 1\l“_TOC_250007“可行性争论编制单位 1\l“_TOC_250006“争论工作的依据与范围 1争论工作的依据 1争论工程的范围 2\l“_TOC_250005“2、市场现状 2\l“_TOC_250004“国内外市场现状 2国外市场现状 2国内市场现状 3区内市场现状 3\l“_TOC_250003“产品价格分析 3\l“_TOC_250002“3、工程设计工程 5\l“_TOC_250001“产品的生产方案及生产规模 5\l“_TOC_250000“工艺技术方案 5制硫酸工艺的进展历程 53.2.2.......................3.2.23.2.3.............................3.2.3主要设备选择 101转化器 10废热锅炉 11主鼓风机 11主要技术经济指标 11物料衡算 11热量衡算 134、厂址选择 15建厂条件 15公用工程设施状况 164.2.1供水 164.2.2供电 164.2.3原料输送 16气象条件 174.3.1气象 174.3.2降水 174.3.3风向及风速: 174.3.4湿度 17人员及组织状况 175、环境保护和对“三废”的治理方案 20废酸(包括酸泥)与废水 202废气处理 21废渣处理 226、劳动保护和安全生产 226.1生产过程中主要职业危害因素分析 226.2实行的主要防治措施 246.2.1防尘 246.2.2防毒 24防腐蚀 24防噪声 25防火、防爆 25防静电和防雷击 25防机械损伤及高温烫伤 266.3消防 267、结论 27参考文献 283宁夏大学本科毕业 总论1、总论工程名称及承办单位工程名称：年产四万吨硫酸-二氧化硫转化工段工艺设计工程承办单位：XX企业性质：企事业单位××××××联系：************工程拟建地点：XX宁东工业园区可行性争论编制单位编制单位：XX大学化学化工学院工程询问等级：甲级工程询问证书编号：************发证机关：国家进展和改革委员会争论工作的依据与范围争论工作的依据1、国家有关法律、法规及产业政策；2、 工程担当单位供给的根底数据；1宁夏大学本科毕业 市场现状3、 工程建设单位关于编制本工程可行性争论的托付书；4、有关设计标准、规定。争论工程的范围1XX方案、生产规模、二氧化硫转化工段工艺技术路线的比较和确定；对几个可供选择的厂址从建厂条件方面进展分析论证，提出推举厂址的的意见和理由。2、对建厂的经济效益和社会效益进展较深度的评价，综述工程实施方案的企业经济效益和社会效益的状况及不确定性因素对工程经济效益的影响与风险程度，对三废治理方案、安全生产、环境保护设施的投资估量及环境质量做出评价。3、对工程实施进度及劳动定员确实定2、市场现状国内外市场现状国外市场现状世界约60%的硫酸用于生产化肥，其中磷肥生产又是硫酸的最大用户。1998PO25

消费量约为32800kt,估量1998-2023年世界磷肥消费量年增长率2.8%,相应硫酸产量也将增加18000kt/a。另外,非肥料用硫酸的年增2.7%1998-2023年,来自冶炼行业的硫酸产量将到达11000kt/a,而硫铁矿制酸的产量将削减5000kt/a,则硫磺制酸产量将增加22000kt/a1。25表12519961997199819992023202320232023PO31.131.832833.734.735.636.637.52宁夏大学本科毕业 市场现状PO32.833.634.335.536.537.538.539.525肥料用硫酸89.291.094.197.599.8102.5105.5106.1非肥料用硫酸61.064.365.567.569.271.573.875.3硫酸消费总量150.2155.2159.6165.0169.0174.0179.3182.4国内市场现状1995年化肥生产用硫酸占硫酸总产量的73.3%,1997年则为72.2%。1996年下半年由于化肥销售形势下降,硫酸库存量1000kt,1997年硫酸的产销率为97.9%,1998年、1999年仍处于产2023年我国对硫酸的需求量为22000~23000kt。现在化肥放在了重要地位,因此,估量在将来10年内,我国对含硫化肥的需求将会有较大的增长,从而也将增加我国硫酸的消费潜力,估量2023年我国硫酸32000kt左右。区内市场现状以石嘴山市为中心，周边乌海、大武口有较大的市场，四周烧碱生产力量已超过20万吨/5万吨/年，加上其它用户，将接近6万吨/年左右，而目前该地区只有3万吨/年的生产力量。2.2产品价格分析国内各地域硫酸价钱均呈现分歧法式的降落，此中东北、西北和华北地域降幅较显明，其它地域下滑幅度不大，根底以稳为主。以98%为例，东北地域主流成交约在1400-1750元/吨，华北地域主流成交约在1150-1600元/吨，华中地域主流成交约在1150-1450元/吨，华南地域主流成交约在1100-1600元/吨，900-1300/吨。据消息，今朝国内硫磺制酸企业受到本钱的影响多都减产破产，而硫铁矿制酸企业近期增加了相当多的装配，是以弥补了硫磺制酸产量的空白。而受到3宁夏大学本科毕业 市场现状下流化肥、化工以及电解锰等企业需求欠安的影响，过多的硫铁矿酸呈现了滞销的现象，是以过多的库存积存，使得硫酸的价钱在短期内很难有所上升。4宁夏大学本科毕业 工程设计项目3、工程设计工程产品的生产方案及生产规模生产方案：接触法生产硫酸生产规模：年产四万吨硫酸工艺技术方案制硫酸工艺的进展历程生产硫酸最古老的方法是用绿矾〔FeSO·7HO〕为原料，放在蒸馏釜中锻4 2烧而制得硫酸。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。2〔FeSO·7HO〕→ FeO+SO+SO+14HO4 2 23 2 3 2在18世纪40年月以前，这种方法为不少地方所承受。古代称硫酸为“绿矾油”，就是由于承受了这种制造方法的原因。二氧化硫氧化成三氧化硫是制硫酸的关键，但是，这一反响在通常状况下很难进展。后来人们觉察，借助于催化剂的作用，可以使二氧化硫氧化成三氧化硫，然后用水吸取，即制成硫酸。依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硫酸。其中铅室法在1746年开头承受，反响是在气相中进展的。由于这个方法所需设备浩大，用铅很多，检修麻烦，腐蚀设备，反响缓慢，成品且为稀硫酸，所以，这个方法后来渐渐地被淘汰。在铅室法的根底上进展起来的塔式法，开头于本世纪初期。1907年在奥地利建成了世界上第一个塔式法制硫酸的工厂，其制造过程同样是使氮的氧化物起氧的传递作用，从而氧化二氧化硫，再用水吸取三氧化硫而制成硫酸，不同的是该过程在液相中进展，生产本钱及产品质量都大大优于铅室法。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。5宁夏大学本科毕业 工程设计项目硝化法的反响历程较简单，但可用简洁的化学方程式表示如下：硝化法的反响历程较简单，但可用简洁的化学方程式表示如下：SO+NO+HO=HSO+NO2 2 2 2 4NO2NO+O=NO2 2反响中所需的NO由硝酸供给，氧气来自空气。接触法是目前广泛承受的方法，它创始于1831年，在本世纪初才广泛用于工业生产。到20年月后，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承受接触法生产。接触法中二氧化硫在固体触媒外表跟氧反响，结合成三氧化硫，然后用98.3％的硫酸吸取为成品酸。这种方法优于塔式法的是成品酸浓度高，质量纯〔不含氮化物，但炉气的净化和精制比较简单。3.2.23.2.2接触法制酸的过程简介先将硫磺或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧，以得到二氧化硫气体。将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键，其反响为：2SO+O→2SO2 2 3这个反响在室温顺没有催化剂存在时，实际上不能进展。依据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同，制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾〔助催剂〕的五氧化二钒VO作催化剂，25将二氧化硫转化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作氧化剂，把二氧化硫氧化成三氧化硫：SO+NO+HO→HSO+2NO2 23 2 2 4依据所承受设备的不同，硝化法又分为铅室法和塔式法，现在铅室法已被淘汰；塔式法生产的硫酸浓度只有76％；而接触法可以生产浓度98％以上的硫酸；承受最多。接触法生产工艺：接触法的基6宁夏大学本科毕业 工程设计项目本原理是应用固体催化剂，以空气中的氧直接氧化二氧化硫。其生产过程通常分为二氧化硫的制备、二氧化硫的转化和三氧化硫的吸取三局部。1、二氧化硫的制备和净化：以硫铁矿等其他原料制成的原料气，含有矿尘、氧化砷、二氧化硒、氟化氢、氯化氢等杂质，需经过净化，使原料气质量符合转化的要求。为此，经回收余热的原料气，先通过干式净化设备〔旋风除尘器、静电除尘器〕除去绝大局部矿尘，然后再由湿法净化系统进展净化。经过净化的原料气，被水蒸气所饱和，通过喷淋93％硫酸的填料枯燥塔，将其中水分含量降至0.1g/m3以下。2、二氧化硫的转化：二氧化硫于转化器中，在钒催化剂存在下进展催化氧化：SO+ O→SO ΔH=-99.0kJ2 2 3钒催化剂是典型的液相负载型催化剂，它以五氧化二钒为主要活性组分，碱金属氧化物为助催化剂，硅藻土为催化剂载体，有时还参加某些金属或非金属氧化物，以满足强度和活性的特别需要。通常制成直径4～6mm、长5～15mm柱状颗粒。近年来，丹麦、美国和中国相继开发了球状、环状催化剂，以降低催化床阻力，削减能耗。钒催化剂须在某一温度以上才能有效地发挥催化作用，此温度称为起燃温度，通常略高于400℃。近年来，研制成功的低温活性型钒催化剂，其起燃温度降低到370℃左右，因而提高了二氧化硫转化率。转化器进口的原料气温度保持在钒催化剂的起燃温度之上，通常为410～440℃。由于原料气经过湿法净化系统后降温至40℃左右，所以必需通过换热器，以转化反响后的热气体间接加热至反响所需温度，再进入转化器。二氧化硫经氧化反响放出的热量，使催化剂层温度上升，二氧化硫平衡转化率随之降低，如温度超过650℃，将使催化剂损坏。为此，将转化器分成3～5层，层间进展间接或直接冷却，使每一催化剂层保持适宜反响温度，以同时获得较高的转化率和较快的反响速度。现代硫酸生产用的两次转化工艺，是使经过两层或三层催化剂的气体，先7宁夏大学本科毕业 工程设计项目进入中间吸取塔，吸取掉生成的三氧化硫，余气再次加热后，通过后面的催化剂层，进展其次次转化，然后进入最终吸取塔再次吸取。由于中间吸取移除了反响生成物，提高了其次次转化的转化率，故其总转化率可达99.5％以上，部分老厂仍承受传统的一次转化工艺，即气体一次通过全部催化剂层，其总转化率最高仅为98％左右。3、三氧化硫的吸取：转化工序生成的三氧化硫经冷却后在填料吸取塔中被吸取。吸取反响虽然是三氧化硫与水的结合，即：SO+HO→HSOΔH=-132.5kJ3 2 2 4但不能用水进展吸取，否则将形成大量酸雾。工业上承受98.3％硫酸作吸收剂，因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低，故吸取效率最高。出吸取塔的硫酸浓度因吸取三氧化硫而上升，须向98.3％硫酸吸取塔循环槽中加水并在枯燥塔与吸取塔间相互串酸，以保持各塔酸浓度恒定。成品酸由各塔循环系统引出。吸取塔和枯燥塔顶设有金属丝网除沫器或玻璃纤维除雾器，以除去气流中夹带的硫酸雾沫，保护设备，防止环境污染。两次转化工艺的最终吸取塔出口尾气中的二氧化硫浓度小于500×10-6，尾气可直接排入大气；而一次转化工艺的吸取塔尾气中的二氧化硫浓度高达2023×10-6～3000×10-6，故须设置尾气处理工序，以使排气符合环境保护法规。氨水吸取法是应用最广的尾气处理方法。3.2.33.2.3二氧化硫的转化1、二氧化硫催化氧化的反响机理1、二氧化硫的氧化属气-固相催化氧化反响,当无催化剂时,反响活化能是209kJ/mol92～96kJ/mol。催化氧化机理由四个步骤构成。①钒催化剂上存在着活性中心,氧分子吸附在它上面后,〖JG(〗O〖ZJLX,Y〗O〖JG)〗键遭到破坏甚至断裂,使氧分子变为活泼的氧原子(或称原子氧),它比氧分子更易与SO2

反响。②SO2

吸附在钒催化剂的活性中心,SO2

中的S原子受活性中心的影响被极化。因此很简洁与原子氧结合在一起,在催化剂外表形成络合状态的中间物种。8宁夏大学本科毕业 工程设计项目③这一络合状态的中间物种,性质相当不稳定,经过内部的电子重排,生成了性质相对稳定的吸附态物种。催化剂·ＳＯ

·Ｏ→催化剂·ＳＯ２ ④吸附态物种在催化剂外表解吸而进入气相。经争论,在上述四个步骤中,第一步骤进展得最慢(即氧分子均裂变成氧原子),整个反响的速度受这个步骤掌握,故将它称为SO2

氧化为SO3

的掌握阶段(或称掌握步骤)。2、二氧化硫催化氧化的工艺流程两次转化两次吸取流程一次转化一次吸取工艺，最正确的最终转化率是97.5%—98%高的转化率，转化段数要增加很多，这是很不经济的。如将尾气直接排入大气，将造成严峻污染，承受两次转化两次吸取工艺就能很好的解决上述问题。两次SO2

炉气；减轻尾气污染；热量平衡；因增加中间吸取和换热器，气流阻力增加，鼓风机压力增大，动力消耗也增加。两次转化有10多种流程，用得较多的是四段转化，分为〔2+2〕和〔3+1〕流程。〔2+2〕是指炉气经二段转化后进展中间吸取，再经二段转化后其次次吸收。〔2+2〕流程的转化率在一样条件下比〔3+1〕流程的稍高一些，由于SO较3早被吸取掉，有利于反响平衡和加快反响速率。〔3+1〕流程则在换热方面较易配置。工艺流程选择转化系统承受“3+1“4段转化、ⅢⅠ—ⅣⅡ换热流程。即第一次转化和其次次转化各用两段催化剂床层，用转化器其次段出口的低温热和第一段出口的热量加热进第一次转化的冷气体，用第四段出口、第三段出口的热量和其次段出口的高温热加热进其次次转化的冷气体。进入转化器的φ(SO)为9%，氧硫21.1199.99进出口温度见表2。承受“3+1”两次转化，可以更好地发挥转化器其次段和第93.3主要设备选择本装置所选用的设备都是在同类型装置上稳定运行一年以上，并被证明是3.3主要设备选择本装置所选用的设备都是在同类型装置上稳定运行一年以上，并被证明是成熟牢靠的设备，多数是由国际、国内知名厂商制造，主要设备规格见表3。目三段的作用。再者，由于降低进转化器的氧硫比，相对削减了进人干吸和转化工段的气量，从而提高转化局部的废热回收率，使得在气体进人第一吸取塔和其次吸取塔之前均设置省煤器来加热进废热锅炉的锅炉给水具有实际意义。转化器床层2转化器各段进出口温度进口温度/℃出口温度/℃一435593二445497三435465四425426转化器转化器亦由意大利西利沙蒙公司与南化集团设计院共同设计。以碳钢为主材，顶盖和局部隔板为不锈钢，铸铁立柱和铸铁蓖子板。段间隔板承受大弧形构造，与壳体为全焊接、解决了热膨胀及段间压差产生的应力影响，确保转化器各层之间完全不串气。各段气体进口均设计了气体分布装置，既到达气体均匀分布的目的，又防止了气体高速冲刷催化剂层。转化器内装填的是孟山都催化剂，第一、二段承受LP120型、第三、四段承受LP110型，总装填定额为190L/(t·¹228m³。10宁夏大学本科毕业 工程设计项目废热锅炉废热锅炉承受德国SHG公司技术。由SHG与南化集团设计院合作设计，SHG公司与杭州锅炉厂联合制造。该锅炉由锅炉本体和沸腾炉冷却盘管、矿渣冷却器冷却盘管组成，炉水循环为强制循环。锅炉本体共有4个蒸发区和3个过热区，炉气横向冲刷锅炉管束，炉管由特别合金材料制成并在其外表再镀上耐磨面层。主鼓风机主鼓风机是美国A—C压缩机公司设计和制造的离心风机，型号为D48JR，单级悬臂、开式叶轮。壳体为碳钢，叶轮为合金钢。驱动电动机为ABB产品，风机配有完善的启动掌握系统。主要技术经济指标物料衡算进一段(kmol进一段(kmol)(kg)(m3)标v%出一段〔二段进〕SO256.133592.321257.3129.0O250.5171616.5441131.58088.1N2517.214476.5611581.24882.9∑623.66719685.42413970.140810011宁夏大学本科毕业 工程设计项目SO 19.6455 1257.312 440.0592 3.252SO 36.4845 2918.76 817.2528 6.033O 32.27475 1032.792 722.9544 5.332N 517.02 14476.56 11581.248 85.392∑ 605.42475 19685.424 13561.5144 100出二段〔三段进〕2SO 6.45495 413.1168 144.59088 1.0823SO 49.67505 3974.004 1112.72112 8.3032O 25.679475 821.7432 575.22024 4.292N517.02N517.0214476.5611581.2482∑598.82947519685.42413413.78024100出三段〔四段进〕2SO 3.3678 215.5392 75.43872 0.5623SO 52.7622 4220.976 1181.87328 8.8332O 24.1359 772.3488 540.64416 4.0422N 517.02 14476.56 11581.248 86.57212宁夏大学本科毕业 工程设计项∑597.285919685.424∑597.285919685.42413379.20416100进四段〔二次〕SO3.3678215.539275.4387220.624.4394.95100出四段(二次〕SO0.1683910.776963.77193620.03SO3.19941255.952871.66678430.594.0495.23100O24.1359772.3488540.644162N2517.0214476.5611581.248∑544.523715464.44812197.33088O22.536195721.15824504.8107682N2517.0214476.5611581.248∑542.92399515464.44812161.49749热量衡算转化器热量衡算4转化器工况13宁夏大学本科毕业 工程设计项目段数气体进口反响热量气体出口温度(oC)(KJ)温度(oC)(KJ)一段4308328500.73629570.2600.2811958070.9二段4408571984.31313492.0501.829885476.31三段4408580770307570.22454.498888340.23四段4306975976318823.47448.887294799.47换热器热量衡算5换热器工况工程工程ⅠⅡⅢⅣ交 换 热 量3307186.51265702.816161311.1062877779.12(KJ/h)温差(oC)186.4961.7679.145210.24(m2)470.5543.71348363.2承受传热面积(m2)523.05598.07168545414宁夏大学本科毕业 厂址选择4建厂条件1、自然环境宁东能源化工基地位于XX回族自治区中东部。在灵武、盐池、同心、红寺堡地区，有一个南北长130公里，东西宽50公里，面积约为3500平方公里的2731394.3亿吨，是一个全国罕见的储量大、煤质好、地质构造简洁的整装煤田，被列为国家13个重点开发的亿吨级矿区之一。宁东能源化工基地分为3个分基地：宁东煤炭基地，宁东火电基地、宁东煤化工基地。基地核心区位于银川市灵武境内，重点进展煤、电、煤化工三大核心产业，机械加工、生物制品、建筑材料等相关产业和一大批辐射产业。宁东能源化工基地规划区总面积约3484平方公里，东以鸳鸯湖、马家滩、萌城矿区的边界为限；西与白芨滩东界接壤，延长到积家井、韦州矿区西界；南至韦州矿区和萌城矿区的最南端延省界的连接线；北邻内蒙古自治区鄂托克前旗。东西宽16～41km，南北长127km。宁东基地属中温带干旱气候区，具有枯燥、雨量少而集中、蒸发量大、日照时间长、6.7～8.8°C，2.5～2.6/秒，风能、太阳能开发潜力大。区域内主要有宁东镇、太阳山镇等6个乡镇，总人口约71/4。农民人均纯收入2520支配收入81302、生产装置运输量、运输方案和交通条件年总运输量：年总运出量②运输方案15宁夏大学本科毕业 厂址选择本产品为硫酸，可大路运输，亦可铁路运输。③交通条件四通八达的道路交通是基地的一大突出优势，银川-青岛高速大路及307国道横贯基地；大古铁路连接包兰、宝中铁路与京包、陇海线连通可辐射全国，场距基地中心区仅30公里，每日航班达50余次，通往北京、上海、广州、西安、太原、济南、青岛、兰州等重要城市。公用工程设施状况供水宁东基地位于黄河东畔，中心区距黄河仅352023年底开工建设的宁东供水工程，估量2023年515970万立方米，能为基地供给充分的水源保障。供电XX2023XX电网统调装机容量到达366瓦，而且基地规划建设的八大电厂将形成千万千瓦级的火电基地，这些都将为基地供给充分的电力供给。原料输送拟将厂址建在宁东能源化工基地，原材料就是用煤化工厂副产的硫磺。16宁夏大学本科毕业 厂址选择气象条件4.3.1气象XXXX年平均气温为5.3～9.9℃，呈北高南低分布。兴仁、麻黄山及固原市在7℃以下，其它地区在7℃以上，中宁、大武口分别是9.5℃和9.9℃，为XX716.9～24.7℃，1月最低，平均为-9.3～-6.5℃，气温年较差大，达25.2～31.2℃。降水XXXX年平均降水量166.9～647.3毫米，北少南多，差异明显〔图2〕。北部银川平原200毫米左右，中部盐池同心一带300毫米左右，南部固原市大部地区400毫米以上，六盘山区可达647.3毫米。风向及风速:XXXX各地年平均风速为2.0～7.0米/秒，贺兰山、六盘山是XX年平均风速的最大中心，年平均风速分别为7.0米/秒和5.8米/秒，其次是麻黄山，年平均风速为4.0米/秒；大武口、平罗一线是XX年平均风速最小的地区，2.0米/秒左右。全年大风日数〔极大风速≥17.0米/秒，或者风力>=8级的天数〕以贺兰山和六盘山最多，在100天以上，其它地区在4～46天之间。春季各地大风湿度:相对湿度:年平均相对湿度为8090，久雨和浓雾天气时，最大相对湿度可达10096，秋、冬两季是相对湿度最小季节，短时最小可下降到1096人员及组织状况一、企业组织17宁夏大学本科毕业 厂址选择公司由厂部和车间两级机构治理，实行经理负责制，全面负责生产和经营活动，设硫酸车间，车间设主任、技术员等岗位，公司设置生产技术、供销、财务、后勤等职能人员。二、劳动定员依据国家有关政策，劳动定员倒班按四班三运转制。全厂定员49人，非生产人员19人，生产定员30人，非生产人员占全厂定员39%，详见下表。为满足生产需求要聘请局部民工〔包括搬运、包装、裂开、装卸。6定员表序号单位班次人数/班总人数备注一治理人员188二硫酸车间301粉碎上料43122焙烧炉工4143净化工4144转化工4145吸取工4146车间主任1117杂勤111三其他111化验4142修理155含电、仪18宁夏大学本科毕业 厂址选择3库管员122合计49三、人员培训治理人员、生产技术骨干可在社会上公开聘请、竞争上岗。经同类型企业培训学习，考试合格前方可上岗。日常教育由生产职能人员负责。19宁夏大学本科毕业 环境保护和对“三废”的治理方案5、环境保护和对“三废”的治理方案硫酸生产中排放大量的废气、废渣、污水和废酸(包括酸泥)等，假设不加以治理，会造成大气、水系和土壤的严峻污染。因此，在工程设计中要选用先进的工艺、高效的除尘设备等，以到达对生产全过程的掌握，转变在生产中产生了污染再治理的做法。40kt/a硫酸装置是小磷酸厂的配套装置，设计工艺流程可简洁分为:沸腾炉焙烧、废热回收、热电除尘、封闭式酸洗净化、两转两吸。现就设计此装置实行的环保措施争论如下。废酸(包括酸泥)与废水承受封闭稀酸洗净化流程，取代水洗净化流程，可以大大削减酸性污水的排放量。水洗净化工艺最严峻的缺陷是生产中排放大量污水，每生产110~152~30mg/L10mg/L左右和其它重金属，给环境造成很大的污染。国外水洗流程早已趋于淘汰，我国目前仍有一局部工厂使用水洗流程，有的厂甚至将水洗净化的污水不加处理直接排放，造成极严峻污染。设计承受封闭酸洗净化流程，其优点是排污量少，正常生产中无酸性污水排放，生产1吨硫酸副产可以利用的稀酸约80L，从而也提高了硫的利用率。本设计承受干法除尘，炉气通过废热锅炉、旋风除尘器、电除尘器等设备后，其含尘量降到0.2g/m³以下，送至净化工序，稀酸洗净化流程中文氏管喷洒的稀酸由30%的酸循环槽泵送入，而出文氏管的稀酸进入斜管沉降器，澄清液送回30%的酸贮槽，泡沫塔的淋洒酸由10%稀酸循环槽供给，间冷器的冷凝液收入5%稀酸循环槽。30%的稀硫酸外销或供本厂其它工序使用。3.4kg/tH

SOHSO

27%，2 4 2 4将其排放到中和池内，用石灰水中和生成CaSO、沉淀。此外，炉气中夹带的少4量氟、砷化合物也与酸泥一起被中和生成Ca(AsO,CaF及Fe(AsO

等沉淀。2 2 2 23沉降物用泥浆泵送至焙烧工序的增湿器增湿矿渣，随矿渣处理。20宁夏大学本科毕业 环境保护和对“三废”的治理方案该流程在正常生产时，不会产生酸性废水。系统所需要的冷却水，如干吸冷却排管使用的冷却水在正常状况均可循环使用。只有当阀门或管道消灭泄漏时，对冷却水产生污染。因此，在喷淋水池内设置有pH值自动监测仪表，当池pHpH6~9范围内，保证As<0.5mg/L、F<15mg/L。废气处理从吸取工序排出的尾气仍含有少量SO2，其含量随SO:转化率凹凸而异，当吸取和除雾不完全时，尾气仍有微量的SO3和酸雾。削减尾气中SO2含量的关键是提高SO2转化率，当SO2总的转化率大于99.5%时，其尾气排放就能达标。国内承受一转一吸生产流程的厂，最终转化率约为97%，排出的尾气中SO2约为25kg/tHSO<3.4kg/tHSO2 4 2 4当前国内生产厂处理尾气的方法，一是承受两转两吸流程，尾气通过排气简直接排放大气中;二是承受尾气回收，用氨一酸法，目前承受一转一吸的工厂大多SO240kt/aHSO2 4

装置设计中承受了两转两吸的工艺流程和3+1催化剂层，III,I-IV,II在415~410℃及410℃。当进转化炉的SO2

含量约8.5%(体积分率，下同)时，第SO2

的转化率为92%~94%，其次次转化率为93%~94%，这样，SO2

总的转化率99.5%SO2

含量<0.0545m进转化炉的构造，解决了一次转化与二次转化问的串气问题;承受型换热器，使其在正常操作时，既能满足各段催化剂床进口温度要求，又具有传热系数大、换热面积小的优点。40kt/aHSO2 4(1SO2

排放量设计值为3.28kg/t酸〔按SO2转化率99.5%计〕国家(GB4282-84)允许排放量为<3.4kg/t(2S0314.3mg/m³21宁夏大学本科毕业 环境保护和对“三废”的治理方案国家(GB4282-84)允许排放浓度为<42mg/m³故尾气可以不经处理直接排放，并能满足国家规定的排放标准。在生产中，假设消灭尾气排放超标，应准时检查低温钒催化剂的质量和操作条件。此类技术国外也有报道，孟山都典型的3+1两转两吸流程，承受LP-120，LP-110环状催化剂，SO2

99.7%1995kennecotCopperCo3+1SO2

总的转化率到达99.9%。在国内，南化集团公司3+2SO2

99.7%。废渣处理废渣主要为硫铁矿或含硫尾砂经焙烧后产生的残渣，渣产量约为原料量的70%。烧渣利用的途径也很广泛，在国内多用作水泥添加剂。生产水泥时，添加肯定量的废渣可增加水泥强度和耐水侵蚀性，降低热析现象，水泥生产对渣的要求不高，生产1吨水泥可添加废渣40~60kg。假设为高品位的硫铁矿烧渣，含Fe>45S<1%，SiO<20%时，可作为炼铁的原料，供炼铁厂掺烧炼铁，一2般掺烧量为5%一20%。烧渣还可用于制造铁红及回收有色金属。为综合利用硫酸废渣，生产中应加强治理，尤其是承受多家矿源,矿品位相差大的厂，对原料矿应尽可能保持相对的稳定，进厂矿按品位库存、进炉，相应产出的烧渣就能按不同的组分选择不同的去向，以便合理利用。总之，在设计中只要选取先进牢靠的工艺路线及性能优良的设备，重视环境保护，就能有效地解决硫酸生产中的污染问题。6、劳动保护和安全生产1生产过程中主要职业危害因素分析原料库及原料枯燥系统等生产环节存在有粉尘、噪声等危害因素。22宁夏大学本科毕业 环境保护和对“三废”的治理方案焙烧工段生产环节存在粉尘、SO,SO。的烟害、噪声等危害因素。2 323宁夏大学本科毕业 劳动保护和安全生产制酸系统生产环节存在S0，S0的烟害、硫酸的腐蚀、噪声等危害因素。2 3废水处理系统生产环节存在腐蚀，粉尘等危害因素。供配电、余热锅炉、发电系统、生产环节存在静电、雷电、爆炸等危害因素。6.2实行的主要防治措施认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，安全卫生设施严格执行“三同时”制度，确保企业生产安全，保证人民的生命财产的安全。具体防治措施如下:防尘本工程由于承受固体硫精砂作为原料，焙烧过程中副产硫铁矿渣及烟尘，在运输过程中会造成粉尘污染，因此设计中拟承受封闭式的埋刮板运输机和封闭式皮带栈桥，并加设通风除尘设施进展防护。防毒本工程生产中主要有SO，SO2 3

的烟气有害于人的身体安康，设计中拟承受切实可行的措施，如伐门、管道、人孔及设备等严格实行密闭措施，防止有害气体外逸，设备均承受露天布置，有利于有害气体的集中;设置中心掌握室、采DCS与生产设备隔离，以改善劳动生产条件。防腐蚀硫酸生产防腐蚀是格外重要的事情，由于硫酸具有强腐蚀性，对设备、管道、阀门、管件的腐蚀较为厂重，对人体的灼伤也是利害的，故设计中拟选用先进牢靠的泵类、阀类、管道类、严防跑、冒、滴、漏的现象消灭。对不同的24宁夏大学本科毕业 劳动保护和安全生产硫酸浓度选用不同的防腐蚀材料对设备、管道及阀件的制作安装。对操作平台、地坪等也应承受相应的防腐材料，对楼梯、栏杆等要加强修理、检查、防止因在机泵四周及必要的位置处设置冲洗水龙头，万一消灭硫酸泄漏、喷射，有利于应急冲洗，减轻灼伤程度。防噪声本工程最大的噪声源为空气鼓风机、SO2

鼓风机、空气压缩机等，设计中尽量买用低噪声的设备，并设置于具有隔音措施的机房内，风机进出口管道上设置消声器，尽量降低噪声对人体的危害。防火、防爆硫精矿为丙类可燃物，如遇高温顺明火会引起燃烧。SO3SO与碱金属、碱类、强复原剂、易燃和可燃物接触。2本工程承受了玻璃钢设备及管道，遇明火会引起燃烧，故需严禁烟火、设置消防。本工程设置有余热锅炉及发电系统、锅炉的设计、制造要严