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第一篇 硫酸生产节能测算基础知识1

第1章 能测算基础知识1

1.1 能量转换与守恒定律1

1.1.1 能、能量与能源1

1.1.2 能量转化和守恒定律2

1.1.3 热力学第一定律3

1.1.4 盖斯定理及其应用3

1.1.5 热力学第二定律4

1.2 能测算中有关量值及符号5

1.2.1 能量单位5

1.2.2 能测算中有关术语及符号5

1.3 企业能测算9

1.3.1 体系9

1.3.2 企业能测算的内容9

1.3.3 能源利用率和理论能耗17

1.3.4 余热20

1.3.5 能测算工作和节能措施评价22

第二篇 硫酸生产节能测算仪表器具26

第2章 硫酸生产的温度、压力和流量的测量26

2.1 温度的测量26

2.1.1 温标26

2.1.2 测温仪表28

2.1.3 测量温度时应注意的事项31

2.1.4 硫酸设备及管道表面温度的测量31

2.2 压力的测量32

2.2.1 大气压力、工程压力和绝对压力32

2.2.2 法定压力计量单位和各种常用压力单位换算33

2.2.3 压力仪表的选用34

2.2.4 取压装置的安装37

2.3 流量的测量39

2.3.1 流量测量的基本条件40

2.3.2 化工行业各种介质流量测量仪表选用参考表41

2.3.3 流量的修正41

第3章 质量测量（称重）72

3.1 质量测量在硫酸企业中的应用72

3.1.1 称量仪表概况72

3.1.2 质量测量在硫酸企业中的应用73

3.2 皮带秤73

3.2.1 皮带秤的分类73

3.2.2 电子皮带秤的简单工作原理73

3.2.3 皮带秤的应用74

3.3 轨道衡75

3.3.1 轨道衡的分类75

3.3.2 静态轨道衡75

3.3.3 动态称量轨道衡76

3.3.4 轨道衡的检定和使用注意事项78

3.4 体积计量法79

3.4.1 堰式流量计的原理和应用79

3.4.2 动压测定管（皮托管）90

3.4.3 笛形均速测定管94

3.4.4 旋涡流量计96

3.4.5 硫酸计量98

第三篇 硫酸生产全过程节能测算101

第4章 接触法硫铁矿制酸101

4.1 原料准备工序102

4.1.1 物流图及测点设置102

4.1.2 测定项目102

4.1.3 主要项目测定方法103

4.1.4 干燥系统物料衡算104

4.1.5 原料干燥系统热量衡算104

4.1.6 干燥系统热量利用率计算104

4.1.7 矿石干燥能源利用率计算105

4.1.8 单位矿石能耗计算105

4.1.9 燃料消耗定额计算105

4.1.10 原料工序矿石损失率计算105

4.1.11 干燥尾气中矿尘损失计算106

4.1.12 尾砂干燥机热效率计算举例106

4.2 含硫矿石焙烧工序108

4.2.1 物流图及测点设置108

4.2.2 测定项目108

4.2.3 主要项目测定方法110

4.2.4 物料衡算112

4.2.5 沸腾炉热量衡算113

4.2.6 废热锅炉热平衡计算114

4.2.7 锅炉蒸发量计算117

4.2.8 沸腾炉-废热锅炉热能利用率计算117

4.2.9 工序能源利用率计算117

4.2.10 工序余热资源率计算117

4.2.11 余热利用率计算118

4.2.12 吨酸产汽量计算118

4.2.13 沸腾炉-废热锅炉系统余热利用率计算举例118

4.2.14 旋风分离器-电除尘器-炉气换热器系统余热利用计算举例122

4.2.15 电除尘器出口炉气余热回收计算举例126

4.3 炉气净化工序128

4.3.1 酸洗流程物流图及测点设置128

4.3.2 水洗流程物流图及测点设置128

4.3.3 测定项目128

4.3.4 主要项目测定方法129

4.3.5 入工序炉气量及其组成校正129

4.3.6 净化工序热能损失计算130

4.3.7 工序热能损失率计算131

4.3.8 工序能源利用率计算131

4.3.9 净化收率计算131

4.3.10 净化工序热量损失计算举例（酸洗流程）131

4.3.11 净化工序热量损失计算举例（水洗流程）136

4.4 气体干燥工序140

4.4.1 物流图及测点设置140

4.4.2 测定项目140

4.4.3 测定方法141

4.4.4 干燥塔物料衡算142

4.4.5 干燥效率计算142

4.4.6 干燥塔热平衡计算143

4.4.7 冷却器移走热量计算144

4.4.8 冷却器理论耗水量计算144

4.4.9 冷却水利用率计算144

4.4.10 核算冷却器传热系数144

4.4.11 工序能源损失率计算144

4.4.12 气体干燥工序冷却水量计算举例144

4.5 二氧化硫转化工序147

4.5.1 一转一吸流程物流图及测点设置147

4.5.2 两转两吸流程物流图及测点设置147

4.5.3 测定项目147

4.5.4 测定方法148

4.5.5 转化装置物料衡算149

4.5.6 转化装置热量衡算150

4.5.7 换热器热效率计算152

4.5.8 核算换热器传热系数152

4.5.9 转化装置热能损失率计算152

4.5.10 转化工序能源利用率计算153

4.5.11 工序余热资源率计算153

4.5.12 余热利用率计算153

4.5.13 二氧化硫鼓风机效率测算153

4.5.14 转化工序热平衡测算举例153

4.6 三氧化硫吸收工序156

4.6.1 一次吸收物流图及测点设置156

4.6.2 二次吸收物流图156

4.6.3 测定项目156

4.6.4 测定方法156

4.6.5 吸收工序物料衡算157

4.6.6 吸收塔热平衡计算157

4.6.7 冷却器计算158

4.6.8 工序能量利用率计算159

4.6.9 吸收工序热量损失及冷却器传热系数测算举例159

4.7 尾气回收工序163

4.7.1 尾气回收工序物流图及测点设置163

4.7.2 测定目的163

4.7.3 测定项目163

4.7.4 测定方法164

4.7.5 物料衡算164

4.7.6 矿耗计算164

4.7.7 尾气回收工序热量测算举例165

4.8 产品能量利用率计算166

4.8.1 计算依据166

4.8.2 产品系统各项能量指标计算167

第5章 硫磺制酸170

5.1 熔硫工序170

5.1.1 物流图及测点设置170

5.1.2 测定项目170

5.1.3 测算内容171

5.1.4 主要项目测算方法171

5.1.5 熔硫工序物料衡算171

5.1.6 快速熔硫槽热量衡算172

5.1.7 快速熔硫槽热量平衡表173

5.1.8 快速熔硫槽热利用率计算173

5.1.9 熔硫槽加热器传热系数计算174

5.1.10 沉降池或助滤池过滤机热量衡算174

5.1.11 沉降池热量平衡表176

5.1.12 沉降池热利用率计算176

5.1.13 沉降池加热排管传热系数测算176

5.1.14 熔硫工序蒸汽排放量176

5.1.15 熔硫工序总能耗计算177

5.1.16 熔硫工序单位能耗计算177

5.1.17 熔硫工序热能利用率计算177

5.1.18 精硫池热利用率计算177

5.1.19 熔硫槽热利用率及加热器传热系数计算举例178

5.2 焚硫工序183

5.2.1 物流图及测点设置183

5.2.2 测定项目183

5.2.3 测定方法183

5.2.4 焚硫炉物料衡算184

5.2.5 焚硫工序热量衡算185

5.2.6 焚硫炉热利用率计算185

5.2.7 余热锅炉热量衡算186

5.2.8 余热锅炉热利用率计算186

5.2.9 焚硫工序热利用率计算186

5.2.10 余热锅炉传热系数核算187

5.2.11 过热器传热系数计算187

5.2.12 焚硫炉及余热锅炉热利用率计算举例188

5.3 转化工序190

5.3.1 物流图及测点设置190

5.3.2 测定项目190

5.3.3 转化工序物料平衡191

5.3.4 转化器热量衡算192

5.3.5 转化工序热能利用率计算193

5.3.6 转化余热资源率计算193

5.3.7 转化工序余热利用率计算193

5.3.8 工序能源利用率计算193

5.3.9 二氧化硫转化工序热量测算举例193

5.4 干燥和吸收工序201

5.4.1 物流图及测点设置201

5.4.2 低温余热回收物流图及测点设置201

5.4.3 测定项目201

5.4.4 测定方法202

5.4.5 物料测算和热量测算202

5.4.6 硫磺制酸干燥和吸收工序测算举例202

5.4.7 干吸工序低温余热回收测算举例210

5.4.8 干吸工序热量利用率和能源利用率213

5.5 全系统热能利用率和单位产品综合能耗214

5.5.1 节能测算术语及边界的界定214

5.5.2 硫磺制酸能量利用和消耗汇总216

5.5.3 硫铁矿制酸能量利用和消耗汇总218

第四篇 加力科学技术改造全面达新国标222

第6章 加力科学技术改造全面达新国标222

6.1 硫酸工业污染物排放和能耗限额指标222

6.1.1 硫酸工业污染物排放指标限额222

6.1.2 硫酸工业单位产品能源消耗指标限额226

6.2 当前我国硫酸企业达标概况、主要原因及主要问题227

6.2.1 当前硫酸企业达标概况227

6.2.2 硫酸企业不全面达标的主要原因227

6.2.3 硫酸企业不全面达标的主要问题228

6.3 硫酸装置进行技术改造的科学方法229

6.3.1 树立“一套装置多个产品”的理念229

6.3.2 要有完整的目的性229

6.3.3 改造的技术方向230

6.3.4 要经过科学的计算和考量230

6.3.5 实施的科学程序或方法234

6.4 硫酸装置技术改造当前易采用的先进、可靠的工艺、设备和材料236

6.4.1 原料工序236

6.4.2 焙烧工序238

6.4.3 净化工序241

6.4.4 转化工序244

6.4.5 干吸工序248

6.4.6 电器、节能计算252

6.5 结语255

附录256

附录1 有关物质的生成焓256

附录2 有关物质的燃烧焓258

附录3 各种物料的做功指数258

附录4 搅拌器功率因数KN值260

附录5 有关元素（单质）的化学焓260

附录6 常用法定计量单位261

附录7 用于构成十进倍数和分数单位的词头264

附录8 松散物料的堆密度和安息角264

附录9 材料线膨胀系数α266

附录10 常用材料相对密度267

附录11 常用压力单位换算269

附录12 20℃时硫酸和发烟硫酸溶液的各种浓度关系270

附录13 硫酸的密度276

附录14 发烟硫酸的密度279

附录15 二氧化硫在硫酸中的溶解度281

附录16 二氧化硫在硫酸和发烟硫酸中的溶解度282

附录17 硫酸、二氧化硫及硫的比热容282

附录18 SO2炉气平均摩尔热容284

附录19 SO2炉气平均摩尔热容图285

附录20 硫铁矿等固体的比热容286

附录21 熔融硫的比热容287

附录22 亚硫酸铵、亚硫酸氢铵溶液的比热容287

附录23 硫、硫酸及SO2气体等的热焓量288

附录24 液体SO2和SO3的蒸发热293

附录25 硫、硫酸、SO2、SO3等的热效应293

附录26 硫的一些热效应及密度297

附录27 N2的平均摩尔热容299

附录28 O2的平均摩尔热容303

附录29 CO的平均摩尔热容308

附录30 CO2的平均摩尔热容312

附录31 H2S的平均摩尔热容316