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第三章工艺设计参数1

第一节 流体速度1

一、管道流速1

目 录1

二、单体设备流速3

第二节 传热系数5

第三节 传质系数8

一、水汽的吸收速度系数8

二、三氧化硫的吸收速度系数8

三、亚硫酸铵和亚硫酸氢铵吸收二氧化硫的吸收速度系数9

一、硫铁矿的性质10

1．硫铁矿的来源10

第四章工艺设备计算的方法和数据10

第一节硫铁矿的处理10

2．硫铁矿的密度和堆积角11

3．硫铁矿的硬度11

4．几个矿山硫铁矿的主要成分11

5．对硫铁矿的质量要求14

二、硫铁矿的卸运及其贮存14

1．原料工序的生产任务14

3．铁路料车不进库的卸车贮存方式15

2．铁路料车进库的卸车贮存方式15

4．硫铁矿的水运装卸和贮存方式17

5．硫铁矿仓库及露天堆场17

6．仓库堆料量的计算20

三、硫铁矿的加工处理20

1．尾砂不干燥的流程20

2．以块矿为主的流程20

3．以混合矿为主的流程20

4．尾砂的干燥装置22

1．防尘原则36

四、硫铁矿加工处理过程中的防尘措施36

2．防尘系统的一般要求37

五、设备选型和生产能力的计算38

1．桥式抓斗起重机38

2．斗式提升机38

3．带式输送机41

4．颚式破碎机46

5．反击式破碎机46

6．双辊破碎机47

7．筛分设备48

9．沸腾炉用胶带加料机49

8．圆盘给料机49

10．其他50

参考资料51

第二节硫铁矿的焙烧51

一、焙烧过程的物料和热量计算公式51

1．矿渣产率和硫的烧出率51

2．炉气组分的计算56

3．焙烧热效应60

1．炉床的焙烧强度61

二、沸腾炉61

2．操作气速63

3．炉膛容积64

4．炉的容积强度64

5．沸腾层高度64

6．炉膛总高度65

7．前室66

8．风帽66

9．二次风及前室风67

10．沸腾层终端速度67

11．沸腾层起始速度68

13．沸腾层内的传热69

12．沸腾层压力降69

14．烟尘率70

15．沸腾炉的几种结构形式70

三、炉气冷却器70

四、旋风除尘器73

1．选型原则73

2．结构尺寸和设计步骤73

3．设计参数75

4．主要性能和参数77

5．设计和使用中的注意事项77

五、电除尘器80

1．硫酸生产中电除尘器的特点及其主要部件的基本功能81

2．电除尘器的理论基础89

3．设计计算的步骤100

4．电除尘器使用情况108

六、矿渣输送方法及设备108

1．埋刮板输送机112

2．冷却滚筒113

3．矿渣增湿器和冷却增湿滚筒114

4．水力输送矿渣116

5．风动输送矿渣116

参考资料118

1．硫铁矿制酸废热锅炉的工艺条件119

二、原始数据和参数的确定119

第三节 废热锅炉设计计算119

一、概况119

2．硫磺制酸废热锅炉的工艺条件120

3．蒸汽参数的确定121

三、热力计算121

1．焓—温表121

2．热平衡计算123

3．传热计算124

4．过热器设计计算138

1．管内总压降的基本计算方法143

2．摩擦阻力和局部阻力的计算方法143

四、水力计算和炉气阻力计算143

3．过热器阻力计算153

4．多倍强制循环锅炉的水动力计算153

5．自然循环锅炉结构设计推荐166

6．炉气阻力计算167

五、国内几台硫酸废热锅炉的技术特性173

1．强制循环锅炉174

2．混合循环锅炉178

3．自然循环锅炉181

4．硫磺制酸废热锅炉183

1．湿法净化184

一、净化流程简介184

参考资料184

第四节 炉气的净化184

2．干法净化187

二、净化指标187

三、湿法净化除氟问题188

1．氟的来源188

2．炉气中氟的形态189

3．氟的腐蚀190

4．炉气的除氟净化190

四、湿法净化除砷问题192

5．防止氟腐蚀的措施192

五、空心洗涤塔194

1．冷却塔（第一洗涤塔）194

2．用于热浓酸洗涤的空塔199

六、填料洗涤塔200

七、泡沫洗涤塔200

1．简况200

2．泡沫塔的选型200

3．塔板数的确定200

4．气体流速和塔径的确定206

5．溢流装置的计算207

6．其他尺寸的确定209

7．塔板自由截面积209

8．塔板间距211

9．泡沫塔的流体阻力211

10．捕沫装置212

八、湍动塔212

1．简况212

2．塔的参数和计算212

4．小球填充数的计算213

3．小球的选取213

5．塔的段数214

6．压力降的计算214

7．临界气速215

8．湍球塔的优点和存在的问题215

9．湍球塔的特性216

九、内喷文氏管216

1．简况216

2．结构形式216

3．喉管气速和喉管直径216

5．收缩管和扩散管218

4．喉管长度218

7．压力降219

6．喷嘴219

8．材料220

十、外喷文氏管220

1．简况220

2．喉管直径221

3．喉管长度221

4．收缩管和扩散管221

5．水喷射装置221

1．简况222

2．设计参数222

6．压力降222

十一、冲击洗涤器222

3．特性223

十二、复挡除沫器223

1．简况223

2．结构形式223

3．主要工艺参数的确定224

4．复挡设计尺寸的计算公式224

2．传热系数的确定225

1．简况225

5．压力降225

十三、间接冷凝器225

十四、电除雾器226

1．简况226

2．除雾效率228

3．管式电除雾器特性228

4．管式电除雾器设计参数228

十五、稀酸泵228

1．简况228

2．稀硫酸的物理性质对选泵的影响228

3．稀酸泵的选择和使用230

参考资料231

第五节 气体的干燥和吸收232

一、概况232

1．酸循环流程的选择232

2．设备的选择232

二、工艺计算的基础数据233

1．工艺计算基础233

2．干燥塔处理的气体量、气体含水量和产酸浓度235

3．吸收塔处理的气体量236

1．塔的操作速度237

三、填料塔的设计237

2．传质面积239

3．塔的直径、填料高度240

4．传质单元数法计算填料高度240

5．压力降243

6．填料的选择244

7．填料层的持酸量245

8．分酸装置246

9．国内干吸塔设备特性247

10．填料的特性247

附录：国外填料的特性254

四、酸循环槽256

1．型式256

2．容积的确定257

五、酸冷却器257

1．铸铁排管冷却器257

2．带阳极保护管壳式酸冷却器260

3．板式换热器260

六、过滤器260

1．焦炭260

2．素烧陶瓷管260

3．丝网261

4．纤维除雾器262

七、酸泵263

1．液下泵263

2．F型悬臂式耐腐蚀离心泵269

3．LB型泵271

4．浓硫酸专用液下泵272

参考资料272

第六节 二氧化硫转化成三氧化硫274

一、概况274

二、基本原理274

三、工艺流程276

1．换热流程的选定285

2．计算基准285

3．二氧化硫气浓级差285

4．各段催化剂层进口温度的选取285

5．催化剂层的总转化率285

6．总温度降的选取285

7．进入换热器的气体温度285

1．中小型转化装置287

五、转化装置287

3．换热流程与生产规模287

2．两次转化系统的散热287

1．炉气中SO2与O2浓度的关系287

四、两次转化工艺中几个问题的讨论287

2．大中型转化装置288

3．催化剂的用量（装填量）和分配293

六、换热器293

1．老式换热器的缺点294

2．高效换热器的设计294

3．换热器的计算方法294

4．几点体会296

5．换热器计算的符号说明301

七、硫酸生产常用的二氧化硫鼓风机302

1．离心式鼓风机303

2．罗茨式鼓风机306

八、转化工序升温预热系统307

1．电炉升温预热307

2．预热炉预热器升温预热308

九、保温308

1．保温材料的基本性能及选用要求308

2．常用绝热材料性能309

3．保温厚度计算309

参考资料312

一、概况313

二、基本原理313

1．吸收313

第七节 尾气回收313

三、氨—酸法一般技术经济指标314

四、物料平衡314

1．吸收系统公式的推导314

4．中和314

3．分解314

2．再生314

2．送分解系统母液量计算式的推导316

五、热量平衡317

1．吸收反应（塔反应）热317

2．再生反应（循环槽反应）热318

3．副反应（氧化反应）热318

六、副反应318

1．氧化反应318

2．自动分解反应319

七、工艺流程的选择319

2．高酸度，蒸汽加热分解320

1．高酸度，空气脱吸分解320

3．低酸度，间接蒸汽加热分解321

4．合理的尾吸流程322

八、两段、三段氨法尾气回收323

1．泡沫塔两段氨法323

2．管道式复喷复挡两段氨法323

3．管道式复喷复挡三段氨法325

4．以碳铵为原料两段氨法制造固体亚铵325

5．三段氨法制造固体亚铵325

1．吸收液的组分328

九、工艺设计参数的选择328

2．空塔速度335

3．淋洒密度335

4．分解酸度337

5．分解温度338

十、硫铵溶液的蒸发和结晶339

十一、主要设备的选型340

1．吸收设备340

2．分解塔345

3．母液循环泵346

9．硫铵溶液泵348

十二、材料348

8．晶浆滤槽348

1．吸收塔348

5．硫铵溶液蒸发器348

7．硫铵溶液高位槽348

6．离心机348

4．硫铵溶液输送泵348

2．分解塔349

3．母液循环槽350

4．中和槽350

5．母液循环泵350

6．硫铵溶液输送泵350

7．工艺管道，阀门及排气筒350

参考资料351

第八节硫磺的预处理及其燃烧352

一、固体硫磺的处理和贮存352

二、液体硫磺的输送352

1．输硫管道352

2．阀门354

3．泵355

三、熔硫槽、澄清槽和精硫槽的容积356

四、熔硫槽、澄清槽、精硫槽和液硫贮罐所需的传热面积356

1．熔硫槽356

2．澄清槽、精硫槽和液硫贮槽360

五、硫磺的燃烧361

1．燃烧过程物料和热量计算公式361

2．焚硫炉364

六、气体过滤器370

参考资料370

第九节 污水处理和循环冷却水的设计371

一、概况371

1．污水的排放量371

1．化灰系统372

二、污水处理的设计372

2．污水的水质372

2．中和沉降部分375

3．污泥处理部分382

三、处理水回用问题的讨论386

四、循环冷却水的设计387

1．基础资料的收集388

2．循环水水质指标388

3．循环冷却水处理方法388

参考资料390