论文总字数：30907字

摘 要

本文对300 kt/a硫磺制酸装置进行工艺设计。论述了硫磺制酸生产装置的工艺流程，介绍了使用Aspen Plus流程模拟软件模拟主要装置以及全流程的过程。本论文给出了焚硫炉的主体尺寸的计算方法，以及干燥塔、鼓风机、废热锅炉、干燥塔酸循环槽、干燥塔酸冷却器等设备的选型及设计。进行了干燥焚硫工段的设备布置和配管设计、以及该工段的DCS控制系统。

关键词：硫磺制酸 干燥焚硫 硫酸装置 工艺设计

300 kt / a sulfuric acid plant burning sulfur conversion section - burning sulfur furnace process design

Abstract

This article discusses the sulfuric acid production plant processes . This paper simply introduced using the aspen plus process simulation software to simulate the main device ,and the whole process .Calculated the material balance for the whole process. Drying air and burning sulfur section is the focus of this study , and this paper presents the sulfur burning furnace body size calculation method and process, and the burning of sulfur furnace designed in detail ,and given the equipment design and selection such as drying tower, blower, waste heat boiler, drying tower acid circulation trough, drying tower acid cooler. In addition ,this paper introduces the equipment layout and piping design of drying air and sulfur burning section, and introduce the DCS control system of this section.

Key words: Sulfuric acid production；Drying air burning sulfur furnace ；Sulfuric acid plant；Process desig

目录

附录一物流表 4

附录二物料流程图（PFD） 4

附录三带控制点的工艺流程图（PID） 4

附录四厂区平立面布置图 4

附录五干燥塔数据表 4

附录六焚硫炉数据表 4

附录七干燥塔酸冷却器数据表 4

第一章文献综述 2

1.1硫酸简介 2

1.2国内外硫酸工业概况 2

1.3硫酸市场分析 3

1.4硫磺制酸 3

1.4.1液硫工段 4

1.4.2焚硫转化工段 4

1.4.3干吸工段 4

1.4.4废热回收 5

1.5论文设计项目内容及意义 6

第二章流程计算与模拟 2

2.1设计目标 2

2.1.1概述 2

2.1.2 生产规模 2

2.2工艺路线比较选择 2

2.3基础数据计算 2

2.3.1已知基础文献数据 2

2.3.2 基础数据计算 3

2.4组分设置 4

2.5物性方法的选择 4

2.6化学反应 4

2.7各反应模块的设置 5

2.7.1 干燥塔T401 5

2.7.2 吸收塔T402，T403 5

2.7.3 焚硫炉F301 6

2.7.4转化器R1-5 6

2.8全流程模拟 7

第三章物料及能量衡算 9

3.1原料及产品方案 9

3.2主要物料规格及消耗 9

3.3主要危险品性质 9

3.4物料衡算 10

3.4.1 物料衡算的意义 10

3.4.2 物料衡算的任务 10

3.4.3物料衡算遵循的原则 10

3.4.4系统物料衡算 10

3.5能量衡算 10

3.5.1 能量衡算的目的 10

3.5.2 能量衡算可以解决的问题 11

3.5.3 能量衡算遵循的原则 11

第四章焚硫炉的设计与计算 13

4.1概述 13

4.2 设计目标 13

4.3 焚硫炉设计基础 13

4.3.1 焚硫炉简介 13

4.3.2 焚硫炉的设计要求 14

4.4 焚硫炉主体尺寸计算 14

4.4.1 炉膛容积 14

4.4.2 容积热强度 14

4.4.3硫燃烧热效应 14

4.4.4 炉膛容积 15

4.4.5 炉子长度与直径 15

4.4.6 进气和出气孔径的计算 15

4.4.7 二次风进口孔径 16

4.5 焚硫炉详细设计 16

4.5.1炉墙设计 16

4.5.1.1炉墙结构 16

4.5.1.2 炉墙材料 16

4.5.1.3膨胀缝设置 17

4.5.2 挡墙设计 18

4.5.3 旋流装置 18

4.5.4硫磺喷枪 19

4.6焚硫炉的设计条件详细汇总 19

4.7鼓风机选型 19

4.7.1设计标准 19

4.7.2设计原则 20

4.7.3 鼓风机C301选型 20

4.8干燥塔选型 20

4.8.1概述 20

4.8.2设计标准 20

4.8.3选性原则 21

4.8.4设计条件 21

4.8.5干燥塔T401选型 21

4.8.5.1 干燥塔填料及塔径选择 21

4.8.5.2干燥塔塔高计算 22

4.9废热锅炉选型 23

4.9.1概述 23

4.9.2设计标准 23

4.9.3废热锅炉选型 23

4.10干燥塔酸循环槽 24

4.10.1概述 24

4.10.2设计标准 24

4.10.3储罐形式的选择 25

4.10.4容积的确定 25

4.11干燥塔酸循环泵 25

4.11.1概述 25

6.11.2泵的选型依据 25

4.11.3泵的选型 26

4.12干燥塔酸冷却器 26

4.12.1概述 26

4.12.2换热器的选性原则 27

6.12.3干燥塔算冷却器参数 27

4.12.4干燥塔酸冷却器选型结果 28

第五章干燥焚硫工段设备布置 31

5.1 车间布置设计依据 31

5.1.1相关规范和标准 31

5.1.2 基础资料 31

5.2 设备布置设计原则 31

5.3 干燥焚硫工段设备布置 32

第六章干燥焚硫工段的配管设计 33

6.1 设计依据 33

6.1.1 设计标准 33

6.1.2 基础资料 33

6.2 干燥焚硫工段配管设计 33

6.2.1 管径计算 33

6.2.2 管道材料 34

6.2.3 阀门及管件 34

6.2.4 管道连接 36

6.3 干燥焚硫炉工段管道布置 36

6.3.1 管道敷设原则 36

第七章自动控制及仪表 39

7.1 设计依据 39

7.2 控制系统的选择 39

7.3 干燥焚硫工段控制方案 40

7.3.1 鼓风机 40

7.3.2 焚硫炉 40

7.3.3 废热锅炉 40

7.4 焚硫工段主要仪表选型 41

7.4.1 压力仪表 41

7.4.2 温度仪表 41

7.4.3 调节阀 41

7.4 仪表防护和防暴 41

参考文献 42

附录

附录一物流表

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