300kt/a硫磺制酸装置焚硫转化工段-焚硫炉工艺设计.doc

300kt/a硫磺制酸装置焚硫转化工段-焚硫炉工艺设计

摘要

　　本文论述了硫磺制酸生产装置的工艺流程与建设意义。本文介绍了使用Aspen Plus流程模拟软件模拟主要装置的方法，并对整个流程进行了模拟，对整个流程进行了物料衡算和能量衡算。焚硫工段是本文的重点研究对象，本文给出了焚硫炉的主体尺寸的计算方法和过程，并对焚硫炉进行了详细设计。此外，本文对主要设备进行了选型，介绍了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。

　　　

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 and construction of importance. This paper describes the use of Aspen Plus process simulation software to simulate the main device, and the entire process was simulated, the entire process has been the material balance and energy balance. Burning sulfur section is the focus of this study, this paper presents the sulfur burning furnace body size calculation method and process, and the burning of sulfur furnace designed in detail. In addition, this paper conducted a selection of major equipment, burning sulfur section describes the equipment layout and piping design, and the section of the DCS control system.

Key words: Sulfuric acid production; Aspen Plus process simulation; burning sulfur 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 国内外硫酸工业概况 1

　　　1.3 硫酸市场分析 2

　　　1.4 硫磺制酸 3

　　　1.4.1 硫磺制酸的工艺流程 3

　　　1.4.2 焚硫工段 3

　　　1.4.3 转化工段平 4

　　　1.4.4干吸工段 5

　　　1.4.5 废热回收 6

第二章 总论 8

　　　2.1 项目概述 8

　　　2.2 设计依据 8

　　　2.3 设计原则 8

　　　2.3.1 环境保护条例 8

　　　2.3.2 约束条件 9

　　　2.4 项目建设意义 9

　　　2.5 原料及产品方案 10

　　　2.6 主要物料规格及消耗 10

　　　2.7 主要危险品性质 11

第三章 工艺流程 11

　　　3.1 设计目标 12

　　　3.1.1概述 12

　　　3.1.2 生产规模 12

　　　3.2 工艺路线选择 12

　　　3.2.1 工艺路线选择原则 12

　　　3.2.2 工艺路线的比较及选择 12

　　　3.3 工艺流程介绍 14

　　　3.3.1 焚硫转化工段 14

　　　3.3.2 干吸工段 15

第四章 流程计算与模拟 17

　　　4.1基础数据计算 17

　　　4.1.1 已知基础文献数据 17

　　　4.1.2 基础数据计算 17

　　　4.2 组分设置 18

　　　4.3 物性方法的选择 19

　　　4.4 化学反应 19

　　　4.5 各模块模型的选择与设置 19

　　　4.5.1 干燥塔T401 19

　　　4.5.2 吸收塔T402，T403 20

　　　4.5.3 焚硫炉F301 21

　　　4.5.4转化器R1-5 22

　　　4.6 全流程模拟 23

第五章 物料与能量衡算 25

　　　5.1 物料衡算 25

　　　5.1.1 物料衡算依据 25

　　　5.1.2 衡算方法 25

　　　5.1.3 衡算任务 26

　　　5.1.4 总物料衡算 26

　　　5.2 能量衡算 27

　　　5.2.1 衡算依据 27

　　　5.2.2 衡算任务 28

　　　5.2.3 全流程热量衡算 28

第六章 焚硫炉设计与计算 30

　　　6.1概述 30

　　　6.2 设计目标 30

　　　6.3 焚硫炉设计基础 30

　　　6.3.1 焚硫炉简介 30

　　　6.3.2 焚硫炉的设计要求 31

　　　6.4 焚硫炉主体尺寸计算 31

　　　6.4.1 炉膛容积 31

　　　6.4.2 容积热强度 32

　　　6.4.3 硫燃烧热效应 32

　　　6.4.4 炉膛容积 32

　　　6.4.5 炉子长度与直径 33

　　　6.4.6 进气和出气孔径的计算 33

　　　6.4.7 二次风进口孔径 34

　　　6.4.8 人孔 34

　　　6.5 焚硫炉详细设计 34

　　　6.5.1 炉墙设计 34

　　　6.5.2 挡墙设计 38

　　　6.5.3 旋流装置 39

　　　6.5.4 鞍座设计 39

　　　6.5.5 硫磺喷枪 40

　　　6.6 焚硫炉设计条件汇总 41

　　　6.7 鼓风机选型 43

　　　6.7.1 概述 43

　　　6.7.2 设计标准 43

　　　6.7.3 设计原则 44

　　　6.7.3 鼓风机C301选型 44

第七章 焚硫工段设备布置 45

　　　7.1 车间布置设计依据 45

　　　7.1.1相关规范和标准 45

　　　7.1.2 基础资料 45

　　　7.2 设备布置设计原则 45

　　　7.3 焚硫工段设备布置 46

第八章 焚硫工段的配管设计 47

　　　8.1 设计依据 47

　　　8.1.1 设计标准 47

　　　8.1.2 基础资料 47

　　　8.2 焚硫工段配管设计 47

　　　8.2.1 管径计算 47

　　　8.2.2 管道材料 48

　　　8.2.3 阀门及管件 48

　　　8.2.4 管道连接 49

　　　8.3 焚硫炉工段管道布置 49

　　　8.3.1 管道敷设原则 49

　　　8.3.2 焚硫炉管道布置 49

　　　8.3.3管廊上的管道布置 50

　　　8.3.4 其它管道布置 50

第九章 自动控制及仪表 51

　　　9.1 设计依据 51

　　　9.2 控制系统的选择 51

　　　9.3 转化工段控制方案 51

　　　9.3.1 鼓风机 51

　　　9.3.2 焚硫炉 51

　　　9.3.3 废热锅炉 52

　　　9.4 焚硫工段仪表控制点 52

　　　9.5 焚硫工段主要仪表选型 52

　　　9.5.1 压力仪表 52

　　　9.5.2 温度仪表 52

　　　9.5.3 调节阀 53

　　　9.6 仪表防护和防暴 53

参考文献 54

致谢 55