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