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液体硫磺制酸及余热发电生产工艺规程(31页).rar

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余热发电 工艺规程
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更新时间:2018/7/31(发布于北京)

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文本描述
30万吨/年 液体硫磺制酸及余热发电
生产工艺规程
硫酸的概述
硫酸的物理特性
硫酸时三氧化硫(SO3)和水(H2O)的化合物,一个三氧化硫分子和一个分子结合得到的就是纯硫酸(H2SO4)。纯硫酸分子量为98.08.是无色、无臭、透明的油状液体。

工业上生产的硫酸都是纯硫酸(100%)的水溶液,并含有各种杂质。按国家规定,接触法生产的硫酸产品浓度为92.5%和98%(重量%,下同)的浓硫酸,或含20%和25%有力SO3的发烟硫酸。

浓硫酸(通常指90%以上的硫酸)的腐蚀性非常强烈,能与许多金属和非金属物质发生化学作用。浓硫酸具有强烈的吸水性。当它与布、纸、木材等碳水化合物接触时,便夺去这些物质中的水分子,而只剩下碳,所以这些物质立即变黑而受到破坏。人的皮肤肌体触及浓硫酸时,也会烧伤,在生产和运输中,必须十分重视安全防护工作。浓硫酸还容易吸收空气中的水分变稀。因此贮存浓硫酸的容器和设备必须密封。发烟硫酸暴露在空气中会逸出SO3与空气中得水分结合形成白色烟雾。

密度
密度是单位体制物质的质量,单位是g/cm3。但表示硫酸水溶液的密度习惯上多用比重。比重是指物质的重量与同体积的4℃的纯水重量之比。由于1cm3容积的4℃纯水重1克。所以同一物质的比重和密度在数值上是一致的。

在同一温度下,硫酸水溶液的密度随着它的浓度的增加而增加,当浓度达到97%时密度也达到最大值,过此则递减至100%为止,发烟硫酸的密度也随其中游离SO3含量的增加而增加,至60%游离SO3时为最大值,过此逐渐减小。

同一浓度的硫酸,它的比重随温度的升高而降低,在工厂日常生产控制中,用比重计来测定硫酸的比重,然后对照温度,按表查出它的浓度。但浓度为96-100%的酸,其比重随浓度而变化的幅度很不显著。因此较为准确的方法应用双倍稀释比重法测定硫酸的浓度,或用分析方法测定。

硫酸和发烟硫酸的密度见附表1,附表2。

结晶温度
硫酸的结晶温度,随着硫酸含量的不同而在一个极广的范围内变化,知道硫酸的结晶温度对于搞好生产,贮存和运输等工作有重要意义。例如,冬季将产品酸浓度由98%(结晶温度-0.7℃)改为93%。(结晶温度-27℃)。附表3为硫酸的浓度与温度的关系。

稀释热
硫酸能以任何比例与水混合。硫酸中加入水就有热量放出;用水稀释的浓度越低,放出的热量越多。1摩尔H2SO4中加入N摩尔所放出的热量称为稀释热。

稀释热一般按下式计算:
Q=N*17860/N+1.7983
式中Q—稀释热 卡/摩尔 H2SO4
N—1 摩尔 H2SO4所用水的摩尔数。

对于浓度为每摩尔硫酸含N1摩尔水的硫酸,加水稀释至浓度为每摩尔硫酸含N2摩尔水时,所放出的热量可按下式计算。

Q2-Q1=N2*17860/N2+1.7983-N1*17860/N1+1.7983
式中:Q2—Q1—部分稀释热,即其实浓度和最终浓度的硫酸的稀释热之差。

N1和N2—在每摩尔起始浓度和最终浓度的酸中所含水的摩尔数。

有余浓硫酸的稀释热很大,同事由于酸、水比重上的差异,因此在实验室中稀释浓硫酸时,不能将水倒入硫酸,必须将硫酸慢慢注入水中,同时不断搅拌,以防反应过剧造成酸沫飞溅伤人。在生产过程中,需要往浓硫酸中加入水时应当用密闭设备,上设足够大得水汽排出口,而且加入水不可过猛。

热容
硫酸溶液的热容随浓度的增加而减少,至浓度为100%时,热容达到最小值(0.338 卡/克℃)、发烟硫酸的热容则随SO3(游离)含量的增加而增大。附表4为25℃时硫酸的含量:附表5为30℃时发烟硫酸的热含量。

SO2在水和硫酸及发烟硫酸中得溶解度
二氧化硫在同一浓度的硫酸中其溶解度随着温度的升高而降低。在不同浓度的硫酸中浓度增高而增加时,则二氧化硫溶解度又逐渐增加,表1为二氧化硫在硫酸和发烟硫酸中得溶解度。

表1 SO2在硫酸和发烟硫酸中得溶解度
硫酸浓度%H2SO4
溶解度(克1000克硫酸)
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
80℃
100℃56.64
39.37
27.16
18.77



75
5.70
2.64
2.04
1.50
1.15
0.56
0.42
85
4.60
1.38
1.29
1.00
0.73
0.37
0.30
90
4.72
3.04
1.96
1.49
1.16
0.62
0.37
95
5.80
3.02
2.23
1.66
1.38
0.75
0.42
100
6.99
3.82
2.72
2.02
1.72
0.99
0.52
104.5
10.87
5.94
4.31
3.26
2.71
2.07
1.24
硫酸的化学性质
硫酸是化学性质活泼的强酸,除油强酸的共性外,浓硫酸还具有氧化性。常温下浓硫酸与铁作用,在铁的表面生成一层致密的氧化铁薄膜,它保护内部的铁不受腐蚀,此外铸铁也能耐浓酸的腐蚀。硫酸对钢铁的腐蚀性随浓度和温度的不同而变化。在同样浓度的条件下,酸温越高,腐蚀性越大。

硫酸的浓度对碳钢的腐蚀性在浓度为74%和98%左右最小,而在85%和100%最大。因此,在生产中应防止后一类浓度的硫酸同钢材接触。温度降低,硫酸的腐蚀作用减小,所以,在40℃以下时,对于浓度为72-78%和90-