年产10万吨硫酸工艺初步设计及电除尘设计开题报告
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毕业设计开题报告书
课 题 名 称 年产10万吨硫酸工艺初步设计及电除尘设计
学 生 姓 名 罗 帅 学 号 0740920520 系、年级专业 生物与化学工程系07级化学工程与工艺 指 导 教 师 戴 老 师
2011 年 3 月 8日
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一、课题的来源、目的、意义（包括应用前景）、国内外现状及水平 1、课题来源： 本课题由指导教师根据工业实际模拟给定。 2、目的： 毕业设计是工科类学生大学教育体系中一个非常重要的实践环节，工业科研成果只有通过工程设计，才能转化为现实的工业生产力。本课题结合工业实际进行设计，全方位锻炼学生工程设计的基本能力和方法，为更好、更快地适应实际工作奠定良好的基础。 3、意义： 硫酸，主要成分：H2SO4，含量: 98.0％(浓)，<70% (稀)，外观与性状：是一种无色无味油状液体，是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。pH：<7（呈酸性）,密度：1.8，熔点10.4℃，沸点：280℃。具有脱水性，强氧化性，难挥发性，酸性，稳定性，吸水性等。 硫酸是重要工业原料，其年产量是一个国家工业生产能力的标志。硫酸在化肥工业中用于生产硫酸铵和过磷酸钙。在冶金工业中，用硫酸洗去钢材表面的氧化铁。在石油精炼中，用硫酸洗去不饱和烃等杂质。硫酸还用于生产氢氟酸、磷酸、甲酸、草酸、柠檬酸、苯酚、表面活性剂烷基苯磺酸钠以及苦味酸炸药。 而在硫酸设计过程中，电除尘是硫酸生产净化系统中的主要设备之一。它工作的好坏将直接影响到酸洗净化流程的运行操作。 4、国内外现状及水平： 早期的硫酸工业都采用硝化法，设备生产强度低，产品浓度只有60～76％。20世纪以来，硝化法逐渐被接触法所取代。生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。 而近年来，我国电除尘技术有了长足发展，但与国际先进水平相比还有一定差距。特别是在电除尘器的选型设计方面，由于历史原因，使得我国电除尘器普遍存在电场数量偏少、比集尘面积偏小的现象，造成部分设备投运后烟尘排放不能达标的现状。有必要根据国际先进技术、国内应用实际，编制适合我国国情和特点的燃煤电厂电除尘器选型设计指导文件，保证电除尘器选型设计科学合理，设备性能满足排放要求，提升行业整体技术水平，推动和引导电除尘行业技术进步。 5、接触法制硫酸生产工艺过程 ①造气所用的设备是沸腾炉,进入燃烧炉的应该是经过粉碎的硫铁矿和空气,反应方程为： 第 3 页 共 8 页
4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(g)+8SO2(g) ΔH=-853kJ/mol 从燃烧炉出来的气体叫做炉气.除去杂质和矿尘的目的是防止催化剂中毒；进行干燥的原因是防止水蒸气与二氧化硫形成酸对设备的腐蚀和在接触室里对催化氧化的不良影响。 ②净化、干燥后的炉气进入接触室与催化剂接触发生反应,反应方程为: SO2(g)+1/2O2(g) = SO3(g)； ΔH= -98.3kJ/mol (PS:条件为400摄氏度到500摄氏度,五氧化二钒做催化剂) ③吸收三氧化硫是在吸收塔中进行的,塔中堆有瓷环.一般用98.3%硫酸吸收三氧化硫,形成硫酸,然后在稀释成所需浓度的硫酸。 二、课题研究的主要内容、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施 ⑴、主要内容：对年产10万吨硫酸工艺进行初步设计及电除尘设计 1、工艺流程的设计 原材料的性能及规格标准，产品的性能及规格、用途、工业状况及未来的发展前景进行概括和总结。 进行技术路线和工艺流程的选择和比较、 绘制带控制点的工艺流程图， 对流程进行简述。 2、工艺设计 选定工艺参数，对单个设备作出衡算示意图，进行物料衡算、热量衡算，以表格形式表达衡算结果，其中的数据（非给定数据）及计算公式（经验公式）必须交待来源（即何种参考书目，并在参考文献中列出）。 3、设备设计和计算 对任务设备（电除尘器）进行选型和设计计算，对其他设备进行选型。绘制任务设备的设备装配图，编写设备一览表。 4、编写技术规程（包括开车、停车及正常运转）。 5、用CAD绘制完整的工艺流程图及设备装配图。 6、编制初步设计设计说明书。 ⑵、研究方法与准备措施： 1、硫酸生产的基本合成路线如下： 合成硫酸简单工艺方块图 第 4 页 共 8 页
2、本次设计我还将对硫酸工艺中的电除尘进行具体设计 ①除尘原理：电除尘器是在两个曲率半径较大的金属阳极和阴极上，通过高压直流电，维持一个足以使气体电离的静电场。气体电离后所生成的电子、阴离子、阳离子，吸附在通过电场的粉尘上，而使粉尘获得电荷。荷电粉尘在电场力的作用下，便向电极性相反的电极运行而沉积在电极上，可达到粉尘和气体分离的目的。 ②除尘器由三大部分组成：a.电除尘器本体；b.电除尘器低压控制系统；c.高压供电及控制装置。 ③除尘特点：除尘效率高、压降小、能量消耗低、处理气量大、适用范围广、自动化程度高，运行可靠等。 3、毕业设计时，先根据硫酸生产的主线比较设计流程，选定适宜工艺路线。设计中，紧密联系好指导老师和组员，做到有理、有据、有节。 三、现有基础和具备的条件 课题研究已具备的条件（包括实验室、主要仪器设备、参考资料） 1、已经对设计项目进行了为期半个月的认真扎实的资料查询，有了设计所必须的工艺设计参数。 2、设计资料齐全，有专门的《化工设计手册》等参考资料。并以中国知网为第第 5 页 共 8 页
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