30万吨年硫磺制酸转化工段工艺设计.doc

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1、毕业设计说明书题目：30万吨/年硫磺制酸转化工段工艺设计作者学校：昆明理工大学班次：昆明理工大学化学工程学院化工系化工应用技术（2007-2009）学生姓名：指导教师单位：昆明理工大学化学工程学院化工系指导教师姓名： 设计任务书生产规模：300Kt/a 100%硫酸工作日：300天转化率：99.8%吸收率:99.9%设计范围: 30万吨/年硫磺制酸转化工段工艺设计一、概述1、项目建设的必要性本设计规模为300Kt/a硫酸生产装置，产品主要用于生产磷肥，以适应国家磷复肥发展及服务“三农”的需要。长期以来，我国化肥生产存在氮磷钾肥比例不平衡，化肥品种中高浓度产品比例较低的问题，高浓度化肥产量与发达

2、国家相比差距较大。由于我国氮肥与磷钾肥施肥比例不科学造成肥效不好，农产品产量、品质低。因此要大力增加高浓度磷肥和优质磷复肥产量，进一步调整氮、磷、钾比例，是我国磷肥工业发展的当务之急。根据农业部门的规划，为了合理改变我国化肥产品结构，到2010年我国磷肥施用量应达到1200万吨P2O5，而到2008年我国仅生产磷肥800万吨P2O5，磷肥缺口较大，并且所生产的磷肥中84%为低浓度的普钙和钙镁磷肥，高浓度磷肥远不能满足农业生产的需要，国家每年仍需花费大量外汇进口高效磷肥。1998年进口高效磷肥782.7万吨（其中，磷铵549.4万吨、NPK233.22万吨），2004年国家对磷肥企业进行了挖潜增

3、产，取得了一定的成效，进口量仍有228.6万吨。2008年世界许多国家闹粮荒造成政局不稳，许多产粮国限制粮食出口，磷肥作为粮食的粮食被许多国家列为战略资源禁止出口，国际上DAP的价格飞涨到1700美元/吨（人民币11900元/吨）。由此可见，发展高浓度磷肥特别是DAP是当务之急，是关呼国家稳定的需要。近年来，党中央和国务院把农业、农村、农民“三农”问题和“发展农业生产，保证粮食安全”作为重要任务来研究和布置，并出台了一系列措施和优惠政策，大大激发了农民种粮的积极性，从而提高了对化肥的需求，本项目的实施可生产更多的磷肥，也是做好“三农”工作的需要。2、厂址选择方案一、厂址选择在云南省江川县江城镇

4、东山工业园，该地点位于云南省中部，隶属玉溪市，地理坐标为东经102。35-102。55，北纬24。12-24。32。县境东邻华宁县，南连通海县，西界红塔区，北接晋宁县，东北与华宁县、澄江县交汇于抚仙湖中段，距昆明市102公里。选择该地点可充分利用云南云天化国际化工股分公司天湖分公司的水、电、气、路、土地等资源，可大幅度降低投资，符合江川县政府建设工业园区的总体布局。工程地质江川县地处滇中高原湖盆区，周围为浅切割中山环绕，中部低，形成北高南低的盆地坝区，坝区占33.8平方公里,山地占571.72平方公里，湖泊水面102.21平方公里。平均海拔1793米，最高海拔2663米，最低海拔1690米。地

5、震烈度：厂址所在地区划属8度抗震设防烈度区。水电供给条件供水条件：本地点距抚仙湖3公里，可通过一级泵站直接供给优质的抚仙湖水，取水资源费0.3元/m3，扬程150m。供电条件：本地点距离玉溪供电局110KV江城变电站2公里，江城变电站具有80000KVA的供电容量，现仅用30000KVA余量较大。可轻松满足项目电力需求。交通运输条件：该地区距离昆明市102公里，距离清水沟磷矿12公里，交通四通八达，运输十分便利，区位优势明显。当地气象条件：气温：年平均气温15.6 年极端最高气温33.0 年极端最低气温-5.4最热月平均气温20.6湿度:年平均相对湿度74% 年最大相对湿度84% 年最小相对湿

6、度59%降雨量:日最大降雨量80mm 年平均降雨量891mm 月最大降雨量190.6mm 年最小降雨量592.3mm 年最大降雨量1223.5mm 年降雨日数134天风向和风速:常年主导风向 西南风 年平均风速 2.3m/s 静风频率26%气压:年平均气压83.432KPa方案二、厂址选择在云南省华宁县，华宁地处云南省滇中湖盆地南缘,位于北纬2359至2434，东经10249至10309之间，东与弥勒相连,西与通海接壤,南与建水毗邻，北与澄江、宜良交界。境内地势西北高，东南低，地形东西狭，南北长，崇山峻岭连绵起伏，高山、丘陵、盆地、河谷间杂交错，幅员面积1313平方公里。最高点磨豆山海拔266

7、3.1米，最低点磨法冲江边海拔1110米。主要山脉分东西两支，呈南北走向，东支老象山脉，磅礴苍莽纵贯县境；西支磨豆山脉，连绵起伏犹如宁州坝子之屏障。 华宁县属中亚热带半湿润高原季风气候，由于地貌类型复杂，垂直高差悬殊，导致光、热、水的再分配，具有垂直变化大，季节变化小，干湿季分明，地区差异明显的特点。年平均气温16，极端最高气温31.1，极端最低气温7.6；日照年平均在21002165小时之间；年降雨量916毫米左右。 华宁不仅有富饶的土地资源，还有丰富的水源资源和矿产资源，是一块有待进一步开发的宝地。全县水资源总量4.68亿立方米，径流总量3.2亿立方米，水能资源理论蕴藏量23万千瓦，可供开

8、发量17万千瓦。现已探明的矿藏储量较多的有磷、褐煤、铅锌、石灰石、石膏，其中磷矿储量在13亿吨以上，褐煤储量8000多万吨，还有铜、铁、硅石、银、硫磺等。 县内居住着汉、彝、苗、回、哈尼等21个民族19.82万人。全县设4镇1乡，下辖两个居民委员会，75个村民委员会，670个村民小组（合作社）。宁州镇为县城所在地。地震烈度：厂址所在地区划属8度抗震设防烈度区。水电供给条件供水条件：可由白龙河水库供给，供水价格为0.05元/立方米。供电条件：本地点距离玉溪供电局110KV华宁变电站2公里，江城变电站具有80000KVA的供电容量，现仅用20000KVA余量较大。可轻松满足项目电力需求。交通运输条

9、件：该地区距离昆明市212公里，距离盘溪磷矿62公里，交通四通八达，运输十分便利，区位优势明显。风向和风速:常年主导风向 西南风 年平均风速 2.3m/s 静风频率26%气压:年平均气压83.432KPa分析方案一及方案二，方案一依托云南云天化国际天湖分公司现有供电、供水、道路、土地、供气等资源，投资少建设周期短，但环境保护要求高。方案二环境保护要求相对低，但需新建基础设置，投资大，交通相对差一些。因此，厂址选择在江川江城镇东山工业区。3、设计原则和设计依据设计依据:以毕业设计课题为依据。设计原则：（1）采用硫磺硫磺制酸的新技术，新工艺和新材料，使本项目技术水平达到国内领先水平，做到投资省，运

10、行费用低，有较好的经济效益和社会效益、环境效益。（2）充分利用硫酸生产过程中产生的热能，采用有效措施和先进技术节能降耗，提高余热利用水平。（3）采用先进的DCS控制系统，提高自动化成度，改善生产操作条件，最大限度地保护操作人员的身体健康，创造一个安全、清洁、文明的生产环境。（4）执行国家环境保护政策、法规重视环保措施，最大限度地降低尾气中SO2和酸雾排放量和排放浓度，使SO2和酸雾排放低于国家排放标准。（5）充分利用现有硫酸生产的成功经验和技术，重视现有硫酸生产装置中存在的问题，并在本设计中改进和完善，使装置安、稳、长、满、优运行。（6）充分利用现有公用设施、辅助设施和场地，以节约建设投资。4

11、、设计范围、装置组成及建设规模（1）设计范围：硫磺制酸装置转化工段工艺设计。（2）设计规模：300Kt/a硫酸转化器设计，生产时间300天/年。5、主要原材料规格、来源以及水、电、汽的供应情况（1）本装置主要原料固体硫磺为国外进口颗粒状固体硫磺，年用量10万吨，其质量符合国家标准GB2449-1992一等品，其成份如下：指标名称一级品二级品硫%99.9999.5灰分%0.040.20酸度(以H2SO4计)%0.0050.01砷(AS)%0.0010.02铁(Fe)%0.0030.005有机物%0.050.3水份%0.100.50耗量：332kg/t硫酸，13.88吨/小时,9.99万吨/年(2

12、)柴油：密度：840kg/m3 粘度：2.38.2mpa.s 闪点：265 热值：46055kj/kg来源：本地市场采购 用量：40吨/年（仅开车时使用）（3）催化剂国外进口钒催化剂，型号为VK48，VK38 年用量7.5吨(以使用期5年计)(4)水温度:20 压力:0.3MPa 氯离子30ppm 浊度:50mg/l SiO2:100ug/l,用量70m3/h由工厂现有供水系统供应。（5）电电压：400VAC 50HZ，年需630万KWh，由工厂现有降压站供给10KV高压电，装置新建配电室变压器变为400V后供给。（6）仪表空气压力等级：500-800KPa 含尘粒径：3um 油份含量：8pp

13、m 露点:（操作压力下）-15.4 稳态耗气量:0.6m3/min 保护时间:15min,由工厂空压站供给。二、生产方法及工艺流程选择1、艺技术特点国内外工工艺技术特点硫酸生产普遍采用接触法工艺。随着世界工程技术的发展、创新，当前接触法硫酸技术的开发有以下特点：（1） 生产装置向大型化发展，其目的是降低单位产品的投资，降低生产成本。（2） 提高热能回收率，最大限度地节约能源。（3） 采用新型设备和新材料，强化设备生产能力，提高设备效率。（4） 使用新型催化剂，提高装置的SO2转化率，减少对环境的污染。目前，国内外新建硫酸装置均向大型化发展，并普遍采用两转两吸工艺，充分回收热能，生产用于发电或外

14、供。2、国外工艺技术概述国外先进的硫磺制酸工艺技术，是以美国孟山都环境化学公司的制酸工艺最具代表性。据悉国外60%的硫磺制酸装置都采用该公司的工艺技术，其技术特点为：（1） 采用机械喷嘴雾化液硫，制取1212.5%浓度的SO2炉气，用火管废热锅炉回收高温热能，副产6MPa的过热蒸汽，炉气温度由1130下降到430，SO2浓度调节至11.5%，而后进入转化器。采用“3+1”或“3+2”两转两吸工艺，并且用该公司制造的LP-120、LP-110环状催化剂，分别装填在转化器一、二段和三、四段，其压力降较传统的柱状催化剂下降50-60%，且活性高，转化温度低。SO2转化率可达99.8%以上，如部分采用

15、铯催化剂，SO2转化率可高达99.9%以上。为回收转化反应热，在一段及三、四段出口分别设置了蒸汽过热器及省煤器。转化器采用304不锈钢制造，外部换热器采用新型的径向流双弓挡板型管壳式换热器。SO3吸收塔及空气干燥塔采用不锈钢制造，内设槽管式不锈钢分酸器，并且采用Brink高效除雾器和阳极保护酸冷却器，这些措施可大大减少装置对环境污染。（2） 低温位热回收技术，为回收干燥塔酸的低温位热，该公司于1987年首次开发出HRS系统。该工艺用热回收塔、HRS锅炉、聚四氟乙稀酸温混合器替代传统的中间吸收塔及其循环系统回收吸收过程中的放热热量，生产0.3-1.0MPa的低压蒸汽。每吨硫酸可产0.5-0.6吨

16、低压蒸汽，热能回收率由传统工艺的70%提高到90%。HRS系统除混酸器以外，其余设备均用耐酸合金钢制造，造价高。目前，该公司在HRS系统的基础上开发出Monarch热回收系统，该技术的基础为HRS系统及湿法催化，取消了传统的干燥塔，无需循环冷却水系统，热能全部生产蒸汽回收，该项技术每吨硫酸可副产高压蒸汽1.45吨，低压蒸汽0.38吨。（3） 尾气SO2排放浓度较低，一般小于300ppm，如用铯催化剂，尾气中的SO2浓度可降到100ppm以内。（4） 装置自动化水平较高，均采用DCS系统控制。3、国内工艺技术概述国内硫磺制酸工业经历了一个较长的曲折过程，20世纪70年代初期，国际市场硫磺价格较低

17、，我国硫磺制酸产量在硫酸总量中的比例曾达15.9，但后来因硫磺价格上涨，大部分硫磺制酸厂停产，产量大幅度下降。九十年代以来，由于硫磺价格的不断下降，国内硫磺制酸能力又发展较快。据统计1994年国内硫磺制酸产量仅约25万吨，1997年硫磺制酸产量达200万吨，而2000年已达到650万吨。北京染料厂是上世纪80年代较早采用硫磺制取硫酸的企业，生产能力为10万吨/年硫酸，生产工艺与本公司8万吨/年硫酸装置相似。1999年建成投产的苏州精细化工集团有限公司30万吨/年硫磺制酸装置代表了我国硫磺制酸技术的新起点。该装置依靠其紧靠长江沿岸的地理优势，直接采用液体硫磺作为生产原料。焚硫炉出口SO2含量为1

18、011。采用“3+1”两转两吸工艺和孟山都钒催化剂，转化器采用不锈钢材料制造，焚硫炉出口的废热锅炉，转化器一段出口设置高温过热器，四段出口设置低温过热器和省煤器以回收高温余热。干吸工段酸管道采用阳极保护不锈钢管道。采用DCS集散控制系统，对整个生产装置实行自动控制。在生产硫酸的同时还生产液体SO2和氯磺酸。该装置自1999年7月投产以来，已连续生产到现在，经济效益相当显著。近年来除省外山东红日集团的40万吨/年硫磺制酸装置，鲁西化工集团的30万吨/年硫磺制酸装置等投产外，我省的红河磷肥厂20万吨/年装置，云南三环公司20万吨/年、60万吨/年装置，云天化集团富瑞公司80万吨/年装置等已先继投产

19、，硫磺制酸的生产能力和生产技术水平都有较大的发展和提高，其装备和工艺技术水平已与国外水平接近。4、生产流程的确定本设计采用“3+2”两转两吸生产工艺生产方法、流程的主要特点如下：（1）本设计以固体硫磺为原料，采用快速熔硫、过滤、液体硫磺燃烧、余热回收、“3+2”两转两吸生产工艺，单系列生产装置。（2）系统采用高压降（风机压头48KPa）、高气速、较高SO2浓度（10.5），从而减少了焚硫炉、余热锅炉、转化器、干吸塔等关键设备的尺寸，减少了占地面积，提高了设备效率。（3）采用先进的“3+2”两转两吸工艺技术，并采用进口高效低压降钒触煤，干燥塔、一吸塔和二吸塔采用纤维烛式除雾器，SO2总转化率达9

20、9.80以上，SO3吸收率达99.95，SO2698mg/Nm3，酸雾40mg/Nm3。（4）干吸系统三塔共用一台酸循环槽，在酸循环槽内设有一隔墙将干燥塔下塔酸与吸收塔下塔酸隔开，采用干燥塔下塔酸作为二吸塔吸收酸。由于进二吸塔吸收酸经过干燥塔脱吸，使吸收更充分，减少了二吸塔尾气中SO3的排放量；同盟其它的流程相比，该流程还省去了一台酸冷却器、串酸过程和相应的管线，使操作和控制过程简化；循环系统操作温度较高，降低了酸中溶解的二氧化硫量，尤其上提高了一吸塔循环酸温，对抑制和减少一吸塔酸雾的形成有重要作用。（5）干吸工段循环酸槽采用从槽底部进酸，可提高循环酸槽标高，降低循环酸泵的扬程，降低电耗，且循

21、环酸槽容积可减少。（6）干燥塔、一吸塔、二吸塔设置新型管槽式分酸器，提高分酸点，降低了填料高度，优化了塔的操作状况，提高了塔的操作效率；采用中高温吸收，以抑制雾粒的形成并增大雾粒粒径以便除雾。干燥塔和吸收塔的顶部设置高效的纤维烛式和除雾器，可使一吸塔出口炉酸雾20 mg/Nm3。（7）充分利用液体硫磺焚烧产生的高温位热能和二氧化硫转化产生的中温位热能，在焚硫炉后设置中压火管余热锅炉，在转化工序配置过热器和省煤器，用于产生中压过热汽（450、3.82MPa），以采用蒸汽透平驱动空气鼓风机。（8）本装置采用先进的DCS计算机中央控制系统，对于过程的主要工艺操作参数：如压力、温度、流量、电机运行状态

22、、安全泄放等采用集中监控的全自动控制或人工干预的集中监控，工艺过程稳定，产品质量提高，卫生条件大为改善，劳动强度大大降低。5、生产工艺流程简述（1） 熔硫过滤固体硫磺由带式给料机送入快速熔硫槽在已经加热熔融的硫磺中进行熔融。快速熔硫槽内设置蒸汽加热盘管和搅拌器。槽内温度控制在135左右。加热熔融的蒸汽为0.7MPa(G)的饱和蒸汽。熔融的硫磺从快速熔硫槽的溢流口流入粗硫槽内，在粗硫槽内，设置蒸汽加热盘管，维持槽内硫磺温度在135左右。液硫过滤由预涂、过滤、排渣三个基本步骤组成。首先，助滤槽中加入助滤剂，搅拌均匀后，由助滤剂泵送入液硫过滤机进行预涂，预涂用的助滤剂为硅藻土；预涂结束后，进入第二步

23、：进料过滤，液体硫磺由粗硫泵进入液硫过滤机以除去其中的杂质颗粒，控制过滤后液硫中灰分含量0.005,当过滤机进料和出料侧压差达到一定值时，停止进料，进行震动排渣，至此，完成一个过滤周期。过滤后的液硫进入中间槽，再经液硫输送泵打入液硫大贮槽中，液硫贮槽底部设有蛇管式加热器，顶盖上安装了加热盘管热顶，维持贮槽液硫温度在135145，同时保证顶盖温度在120以上，以防硫磺蒸汽在顶盖上冷凝而腐蚀设备以及增加顶盖的重量。贮槽顶部均匀设置四根排气管，每根排气管都设有夹套保温，以防硫磺蒸汽冷凝而堵塞管道，为防止液体硫磺意外着火，在液硫贮槽上中下部分别设置温度指示报警监测点，顶部设有四根蒸汽消防管线，一旦槽内

24、温度出现异常，可开启消防蒸汽管线上的阀门进行灭火。精制液体硫磺自液硫贮槽经精硫泵打入硫酸生产主阶区炉前硫磺泵槽中，供焚硫使用。（2）焚硫精制液体硫磺由硫磺泵自炉前中间槽连续打入焚硫炉前端硫磺喷枪。液硫经喷枪雾化后喷入炉内，干空气由前端进气口进入，经旋流装置与雾化后的硫磺充分接触燃烧。焚硫炉内设有二次风，用于补充氧量和调节炉温，促使反应完全，不致产生升华硫。炉膛内操作温度控制在10001100左右。出焚硫炉的炉气进入火管型余热锅炉，回收热量后隐温至420，再进入转化器段触煤层，进转化的SO2炉气浓度控制10.5左右。余热锅炉回收热量后产生的4.3MPa 256的中压饱和蒸汽送转化工序低温过热器和

25、高温过热器过热，回收热量。（3）转化出余热锅炉温度约420、SO2浓度10.5的炉气进入转化器段触煤层，进行SO2的催化氧化反应，生成SO3。进转化器段触煤层进口炉气温度可通过余热锅炉旁路调节，SO2浓度可以通过调节空气风机转速来控制。出转化器段触煤层约609的炉气进入高温过热器， 在此加热来自低温过热器的蒸汽至3.82MPa 450.经冷却后的炉气降温至约455进入转化器段触煤层继续进行SO2的催化氧化反应；出段触煤层约528的炉气进入热换热器，与来自一吸塔并经冷换热器预热的SO2的炉气换热，降温至450后进入转化器段触煤层反应，出段触煤层的474炉气依次进入冷换热器和第省煤器降温至170，

26、然后进入一吸塔吸收SO3，则SO2完成一次转化（其中SO2转化率为94.2）经一吸塔吸收SO3后的炉气大部分依次通过冷换热器和热换热器，小部分通过中间换热器，利用转化、段的反应热升温至约440后进入转化器段触煤层反应，出段约460的炉气经中间换热器降温至430再进入转化器五段进行转化，五段出口432炉气进入低温过热器和第省煤器，降温至160后进入二吸塔，则完成二次转化（SO2最终转化率为99.8）（4）干燥、吸收1）干燥空气经过滤后，由空气鼓风机加压后进入干燥塔的底部，自下向上流动，与从塔上部顺流而下的99.2浓硫酸在填料层逆流接触，空气中的水分被浓硫酸吸收而干燥，干燥过程中产生的酸雾再由塔顶

27、的纤维除雾器除去，出干燥塔的空气含水0.1g/Nm3，送至焚硫炉。出干燥塔底部98.0下塔酸流入循环槽的干燥酸侧，再由二吸酸泵送至二吸塔。2）经一次转化出第省煤器的炉气进入一吸塔的底部，自下向上流动，与从塔上部顺流而下的98.2浓硫酸在填料层逆流接触，炉气中的SO3被浓酸吸收，吸收过程中产生的大量细雾粒由塔顶纤维除雾器除去，出一吸塔炉气再返回转化工序进行二次转化。出五段触煤层经低温过热器、第省煤器换热降温后的炉气进入二吸塔底部，用来二吸塔酸泵98.0硫酸吸收其中的SO3，尾气经塔顶纤维除雾器除雾后送排气筒放空。3）酸系统整个酸系统设置一台酸循环槽，槽内设有一隔墙将干燥塔下塔酸与吸收塔下塔酸隔开

28、。吸收塔下塔酸混酸后温度92，由干燥塔酸泵送至干燥塔酸冷却至65，进入干燥塔上部的分酸器，下塔酸温度70，流入酸循环槽干燥酸侧；另一部分吸收塔下塔酸（92）由一吸塔酸泵送至一吸酸冷却器冷却至70，进入一吸塔上部的分酸器，下塔酸温度101，流入酸循环槽吸收酸侧。干燥塔的下塔酸70由二吸塔酸泵送至二吸塔上部的分酸器，二吸塔下塔酸77，流入酸循环槽吸收酸侧。二吸塔酸泵出口酸的一部（18.75t/h）送成品酸酸冷却器冷却至40，由成品酸泵送出界区。为了保持酸循环槽中酸深度的平衡，需向酸循环槽补加工艺水。详见带控制点工艺流程图三、管道材料控制1、标准规范（1）低中压锅炉用无缝钢管GB3087-1999（

29、2）流体输送用无缝钢管GB/T8163-1999（3）低压流体输送用镀锌焊接钢管GB/T3091-93（4）低压流体输送用焊接钢管GB/T3092-93（5）碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带GB/T3274-88（6）不锈钢热轧钢板GB/T4237-92（7）化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列HG20553-93（8）钢制对焊无缝管件GB/T4237-92（9）钢制有缝对焊管件GB/T21631-1990（10）衬塑（PP）钢管和管件HG20538-92（11）阀门的检验与试验JB/T9092-1999（12）工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-972、管道材料主要管道材料

30、表序号管道名称介质名称操作条件管道材料材料牌号阀门类型备注1液硫管液态硫磺140-150无缝钢管20夹套球阀2炉气管酸性气体200-500钢板卷管16Mn碟阀500-610钢板卷管304高温碟阀610-1050钢板卷管衬耐火砖20高温碟阀3浓酸管浓硫酸50-108焊接钢管304衬里碟阀50-100铸铁管低铬铸铁隔膜阀4成品酸管100硫酸40无缝钢管20隔膜阀5蒸汽管饱和蒸汽150-160无缝钢管20截止阀6工艺水管工艺水常温无缝钢管Q235-A截止阀3、保温设计（1）保温材料性能要求保温材料应具有明确的随温度变化的导热系数方程式或图表，对于松散或可压缩的隔热材料，应提供在密度下的导热系数方程式

31、或图表。保温材料在平均温度350时，其导热系数值不得大于0.12W(m.K)。保温材料应具有在安全使用温度下的性能和不可燃性等。保温材料与奥氏体不锈钢接触时，材料中氯离子含量应符合国标规定的要求值。（2） 保温材料选用设备及DN250的管道，采用耐高温玻璃棉板或复合结构。当设备或管道外壁温度大于450时，采用复合结构，紧贴设备层采用硅酸铝纤维板，外层采用耐高温玻璃棉板。DN250的管道，采用耐高温玻璃棉管壳或上述复合结构。保护层材料采用彩钢板。彩钢板厚度0.5mm。设备用波纹型，管道用平板型。（3） 保温结构DN1000mm的设备、管道：钢壳外壁焊接抓钉，保温材料用镀锌钢带捆扎，外层为保护层。

32、DN800mm的管道：保温材料用镀锌铁丝捆扎，外层为保护层。四、设备选择1、非标设备设计说明（1）设计标准及规范本装置非标设备设计采用如下标准与规范：钢制压力容器GB150-1998管壳式换热器GB151-1999钢制塔式容器JB4710-1992石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范SH3046-1992钢制化工容器设计基础规定HG20580-1998钢制化工容器材料选用规定HG20581-1998钢制化工容器结构设计规定HG20583-1998钢制化工容器制造技术要求HG20584-1998容器支座JB/T4712-12，4724-25-1992衬里钢壳设计技术规定HGJ33-1991砖板

33、衬里化工设备HGJ29-1990搅拌传动装置HG21563-21572-1995钢制焊接常压容器JB/T4735-97碳素钢，低合金钢人孔和手孔HG21514-21535-95钢制管法兰、垫片、坚固件HG20592-20635-97碳素结构钢GB700-88优质碳素结构钢技术条件GB699-88优质碳素结构钢和低合金钢热轧薄钢板及钢带GB912-89优质碳素结构钢和低合金钢热轧钢板及钢带GB3274-88碳素钢焊条GB/T8117-199圆筒形钢制焊接贮罐施工及验收规范HGJ210-832、主要非标设备结构说明（1）焚硫炉焚硫炉结构简单、容积热强度大，本设计采用国内外常用的卧式钢制圆筒内衬保温

34、砖和平共处耐火砖结构。液体硫磺通过喷枪入炉内，进炉空气与雾化后的硫磺充分接触燃烧。为强化硫磺与空气混合均匀，炉内设置多道挡墙。为防止其燃烧不够完全，在挡墙之间又设置了二次风，确保不会残存单质硫。为保证焚硫炉燃烧硫磺的完全和高效，液体硫磺喷枪是关键部件，不同喷枪的主要区别在于液硫雾化的方式及喷入炉膛的方式。本设计采用机械雾化，硫磺喷枪的要求是：形成易于气化的微粒、喷雾角要大，雾化行程短，且能均匀分散。为防止炉内高温引起的损坏和防止因受热而引起的硫磺粘度上升，喷枪带蒸汽夹套。国外常用的喷枪有数种，如开米柯喷枪、LURO喷枪等，但均为专利产品，价格十分昂贵。近年来，我国对硫磺喷枪的开发研制进行了许多

35、工作，并已在年产8万吨、10万吨、20万吨、30万吨、40万吨等硫磺制酸装置中投运。从运行情况看，国产喷枪的性能和使用寿命均较满意，价格也低廉。本装置焚硫炉须设置2支喷枪。焚硫炉两端封头采用平板封头，端部进气，空气经旋流装置后与雾化后的硫磺反应。（2）干吸塔干吸塔为干燥塔、第一吸收塔和第二吸收塔的合称。干吸塔的主要结构基本上是相似的，塔体为立式圆筒形内衬耐酸砖，塔内填料支承采用大跨度、大开孔率的高铝瓷条梁，上部再铺格栅砖。格栅砖上乱堆3阶梯环耐酸瓷填料。填料上部为分酸装置。设备上部壳体为不锈钢，设有除雾装置，以收集气体中的酸雾。壳侧设有人孔和视镜，以便除雾器的安装、检修和观察。为了提高除雾效率

36、，延长塔后设备的寿命及保护后面的换热设备，干吸三塔均采用烛式纤维除雾器。这类除雾器在国内的几个大中型硫酸装置中均已采用，从生产使用的效果看，在保证一定的工艺参数的前提下，其除雾效率是令人满意的。本设计考虑引进烛式纤维除雾器。分酸装置采用国产化的316L槽管式酸分布器，它是由一根分酸主管和多个分配槽，在槽底部焊上多根分配管组成，酸液由酸泵送入分酸主管，由分酸主管分配至各分酸管，再由各分酸槽上焊接的分酸管喷淋至填料表面。具有结构简单，重量轻，制造、安装及维修较方便等优点，单位面积分酸点数达40点/m2。塔底设计采用碟形底，碟形底出酸口在最低部位，生产时可使塔底积酸全部排尽，为防止塔内填料碎片带至循

37、环槽中打坏酸泵叶轮，因此在出酸口设置了特殊结构的防涡流装置。这种碟形底结构不需要大的混凝土平台，只需几根支腿交整个塔支撑，中间还需设置几个支腿以减小跨距。对于大直径的干吸塔结构设计的关键是：内部分酸器的结构与布酸点，塔底结构的处理，以及填料的支承结构。（3）转化器工艺设计要求转化器有较高的转化率和较长的操作周期，这主要取决于催化剂的性能和设备合理的结构设计。本装置采用进口催化剂。转化器结构为立式圆筒内衬粘土质隔热材料加外保温。壳体采用16MnR焊制而成，平底盖。为保证壳体在设计温度下达到所需强度，在壳体内衬粘土质隔热砖。设备自下而上由若干立柱支承隔板和篦子板组成。立柱材料采用耐热铸铁，保证了经

38、济适用的要求。篦子板由耐热钢制成，搁置在立柱的凸台上，上铺不锈钢丝网和耐热瓷球，再铺放催化剂，隔板为不锈钢圆板焊半圆管，该结构为不仅保证了不漏气并解决了热膨胀的问题。隔板由下部横梁支托，上铺粘土质隔热砖以保证每段间互相隔热。顶盖材料采用不锈钢，并用角钢加强。各段进气口设置了气体导向装置，以保证进入催化剂层的气体均匀分布。3、机泵设计（1）概述关于机泵设计选型，根据工艺条件及材料的耐腐蚀性能，本着安全、节能、长周期平稳运行的原则来确定。凡是国内能够制造并经一年以上实际运行证明性能良好的机泵设备，确定是国产。（2）标准和规范国内采购机泵设备标准如下：1）机械设备防护罩安全要求GB8196-872）

39、离心泵技术条件（）类GB/T5656-943）泵的振动测量与评价方法GB10889-894）泵的噪声测量与评价方法B10890-895）离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法GB/T321-896）机械密封技术条件JB4127-857）一般用途离心通风机技术条件GB/T13275-914、一般设计要求1）风机类设备（1）风机类设备应按照工艺参数、性能要求、操作状况以及国内产品情况来确定所采用的机型、能数、密封及材料。（2）风机的整体性能必须满足设计要求，并能具有在规定的操作条件下全负荷、安全稳定地连续运转8000小时以上的良好机型性能。（3）风机和驱动装置以及所有的辅助设备（包括：气路系统、润

40、滑油系统、消音减振系统和机组控制仪表等），应由风机制造厂家完整成套供应。2）泵类设备（1）泵类设备应按照工艺参数、性能要求、操作状况以及国内外产品情况来确定所采用的机型、级数、密封及材料。工程采购要求泵的制造厂家必须具有丰富的设计和制造同类产品的经验。（2）泵本体、驱动电机、传动装置、调速装置以及润滑系统（有的话）应有泵制造厂家成套供应。（3）泵的过流部分材料应能防止输送介质的腐蚀、冲刷和磨蚀，材料腐蚀率不得高于0.25毫米/年。5、主要设备一览表转化工段主要设备一览表序号设备位号设备名称及规格型号单位数量材料重量/kg备注单重总重1C201空气鼓风机气量2300 m2/min，升压48KPa

41、蒸汽透平驱动台1碳钢叶轮：合金钢2F201焚硫炉内4500 L=15940卧式，钢壳内衬耐火砖，保温砖，附液体硫磺喷射装置台1碳钢内衬耐火砖碳钢：72458耐火砖：225196保温砖：25181耐火泥：18000磺枪：703752653R201转化器内860021700立式，碳钢衬轻质隔热砖，五段触媒台1碳钢内衬耐火砖碳钢：114789不锈钢：31691耐热铸铁：79122隔热砖：46917耐火泥：21600钒触媒：136500氧化铝瓷球：55200石棉绳：130石棉板：21404880884E201热热换热器49008700换热面积F=1255m2喷铝面积F140m2台1碳钢碳钢：36870

42、渗铝钢管：32111689815E202冷热换热器430012108换热面积F=2171m2喷铝面积F=55 m21碳钢碳钢37973渗铝钢管：56372耐酸砖：37901004956E203中间换热器325929803284换热面积F=193 m21碳钢碳钢及16NmR8594渗铝钢管：511213706五、原料、材料、辅助材料和燃料、动力消耗定额原材料及动力消耗定额表（以每吨100H2SO4计）序号名称规格单位消耗定额小时用量年耗量备注一消耗物1硫磺S99.5吨0.33213.89.99万吨2催化剂公斤0.05/75003轻柴油公斤0.15/40000开车时用4电度21875631065工

43、艺水0.20.3MPa吨0.28.3600006循环水t=10吨542246.416.11067脱盐水吨1.3355.323983618仪表空气米32.083.2599040仪表空气9二附产物低压蒸汽0.8MPa吨1.2552374400六、车间成本估算1、建设投资估算建设投资：3139.75万元，其中:设备购置费：1761.4万元安装工程费:859.98万元建筑工程费:93.25万元其它基建费:425.12万元建设期代款利息:本项目自筹资金3139.75万元，无代款利息。本项目自筹流动资金450万元。本项目报批总投资：3589.75万元。本项目建设期一年，国定资产投资3139.75万元在建设

44、期内全部投入，流动资金在生产期第一年全部投入。2、产品成本估算（1）外购原材料及动力能源价格主要原料及动力价格以近期市场平均价格为基础预测，其价格（含税价）预测如下：硫磺：440元/吨钒催化剂：27元/公斤柴油：5000元/吨水：1元/吨循环水:0.1元/m3电：0.27元/度脱盐水：5元/吨仪表空气：0.5元/m3(2)人工工资岗位定员序号岗位每班人员（四班三倒）总计1主控室282现场巡检143水处理284电工145仪表工116分析化验287机械维修288管理（含技术员）4合计1145管理人员工资及福利费按50000元/年计算，共计20万元/年。生产工人工资及福利费按30000元/年计算，共计123万元/年。（3）折旧费工艺设备按折旧年限10年，建筑物按20年折旧，固定资产残值率取10%。（4） 修理费和其它制造费用在成本费用估算中，制造费用中修理费率取固定资产原值的3%，其它费用率按工人人均30000元计。（5） 管理费用管理费用由摊销费和其他管理费组成，摊销费中无形资产按10年平均摊销，递延资产按5年平均摊销。（6） 销售费用由于产品为本公司用于生产磷肥，销售费用不计。（7） 财务费用财务费