论文总字数：39983字

摘 要

本文论述了硫酸的历史，硫磺制酸的生产工艺，现阶段硫磺制酸的发展现状以及研究硫磺制酸的意义，使用Aspen Plus流程模拟软件对硫磺制酸的工艺流程进行了模拟计算，对模拟结果进行了初步的物料衡算和能量衡算。焚硫工段和干燥工段是本文的重点研究对象，本文给出了焚硫炉和干燥塔的主体尺寸的计算方法和过程，并对焚硫炉和干燥塔进行了详细设计。此外，本文对其他主要设备进行了选型，并且给出了设备详细的数据表，介绍了焚硫、干燥工段的设备布置和管径计算，以及该工段的各设备的控制方案。

关键词：硫磺制酸 流程模拟 焚硫炉 干燥塔

Process design of sulfur burning and drying system

in 300 kt/a sulfuric acid plant

Abstract

The paper discusses the history of sulfuric acid, the production process of sulphuric acid, the present development situation of suiphuric acid and the significance of research sulphuric acid. Aspen Plus process simulation software was used to simulate the process of sulfuric acid production, and the material balance and energy balance were calculated. Sulphur section and a drying section is the focus of this study, this paper give the body size calculation method and process of sulphur furnace and a drying tower, sulphur furnace and a drying tower were detailed design. In addition, the paper introduces the major equipment selection,and gives the detailed data table, introduces the the equipment layout and the calculation of pipe diameter of sulfur burning and drying sections, and the section of the equipment control scheme.

Key words: Sulfuric acid; Process simulation; drying tower; sulfur buring furnace

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 硫酸简介 1

1.2 硫酸概况 1

1.3 硫酸的市场需求 1

1.3.1 生产现状 1

1.3.2 市场需求 2

1.4 硫磺制酸工艺 2

1.4.1 焚硫工段 2

1.4.2 干吸工段 3

1.4.3 转化工段 3

1.4 论文设计项目内 4

第二章 总论 5

2.1 项目概述 5

2.2 设计依据 5

2.3 设计原则 5

2.4 原料及产品方案 6

2.5 主要物料规格及消耗 6

第三章 流程模拟 7

3.1 工艺流程 7

3.1.1 焚硫转化工段 7

3.1.2 干吸工段 8

3.2 物性方法的确定 8

3.3 化学反应 8

3.4 全局性变量的设定 8

3.5 模块模型的选择与参数设置 9

3.5.1 干燥塔T401 9

3.5.2 吸收塔T402、T403 10

3.5.3 焚硫炉F301 11

3.5.4 转化器R1-5 12

3.5.5 废热锅炉、过热器、省煤器等换热设备的模拟 13

3.6 全流程模拟 14

第四章 干燥塔的设计 16

4.1 干燥塔模拟 16

4.2 干燥塔尺寸计算 17

4.2.1 基本尺寸 17

4.2.2 接管 17

4.2.3 丝网 19

第五章 焚硫炉的设计 20

5.1 焚硫炉的设计概述 20

5.1.1设计目标 20

5.1.2 设计基础 20

5.1.3 设计要求 21

5.2 焚硫炉尺寸 21

5.2.1 炉膛容积 21

5.2.2 容积热强度 21

5.2.3 硫燃烧热效应 21

5.2.4 炉膛容积 22

5.2.5 炉子长度与直径 22

5.2.6 管口直径的计算 23

5.2.7 二次风进口孔径 23

5.2.8 人孔 23

5.3 焚硫炉详细设计 23

5.3.1 炉墙设计 23

5.3.2 挡墙设计 27

5.3.3 旋流装置 27

5.3.4 鞍座设计 28

5.3.5 硫磺喷枪 28

5.4 鼓风机选型 29

5.4.1 设计标准 29

5.4.2 设计原则 29

5.4.3 鼓风机C301选型 29

第六章 换热器选型 31

6.1 基本要求 31

6.2 干燥塔冷却器 31

6.3 废热锅炉 34

第七章 循环酸槽的设计 36

7.1 型式 36

7.2 容积的确定 36

7.3 泵选型 36

7.3.1 原则 36

7.3.2 泵的选择 36

第八章 设备布置与管径计算 38

8.1 设备布置 38

8.1.1 遵循的标准、规范 38

8.1.2 设备布置原则 38

8.2 管径计算 39

8.2.1 管径计算 39

8.2.2 管道材料 39

8.2.3 阀门及管件 39

8.2.4 管道连接 39

第九章 自动控制及仪表 40

9.1 设计依据 40

9.2 焚硫、干燥工段控制方案 40

9.2.1 鼓风机 40

9.2.2 焚硫炉 40

9.2.3 废热锅炉 40

9.2.4 酸循环槽 40

9.2.5 干燥塔及冷却器 40

9.3 主要仪表选型 41

9.3.1 压力仪表 41

9.3.2 温度仪表 41

9.3.3 调节阀 41

9.4 仪表防护和防暴 41

参考文献 42

致谢 43

附录一 物流表 44

附录二 焚硫炉数据表 50

附录三 废热锅炉数据表 52

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