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12~12.5%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。
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%
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℃
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。
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
采用“3+1”或“3+2”两转两吸工艺，并且用该公司制造的LP120、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。
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。
指标名称
一级品
二级品
硫%≥
99.99
99.5
灰分%≤
0.04
0.20
酸度(以H2SO4计)%≤ 0.005
0.01
砷(AS)%≤
0.001
0.02
铁(Fe)%≤
0.003
0.005
有机物%≤
0.05
0.3
水份%≤
0.10
0.50
耗量：332kg/t硫酸，13.88吨/小时,9.99万吨/年 (2)柴油： 密度：840kg/m3 粘度：2.3~8.2mpa.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：≤8ppm 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
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 了挖潜增产，取得了一定的成效，进口量仍有228.6万吨。2008年世界
（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，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。
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。
2、厂址选择
方案一、厂址选择在云南省江川县江城镇东山工业园，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。
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、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：