—酸冷却器—塔”的浓硫酸循环过程，常见的干燥吸收流程有以下四种[6]。
流程一：三塔三槽三泵流程
图2.1 三塔三槽三泵流程示意
流程二：三塔两槽三泵干燥吸收各自独立流程
图2.2 三塔两槽三泵干燥吸收各自独立流程示意
该流程沿用矿制酸和冶炼烟气制酸的干燥和吸收工艺，按循环槽数量可分为“三塔三槽”工艺流程见图2.1和“三塔两槽”工艺流程见图2.2。“三塔三槽”工艺流程系指干燥塔、一吸塔、二吸塔分别具有各自独立的循环酸系统繁荣流程； “三塔两槽”工艺流程系指干燥塔配有独立循环槽、而两台吸收塔合用一台循环槽的流程各循环酸系统的浓度靠相互间的串酸和加水控制。
流程三：三塔两槽三泵干燥酸与一吸酸混合流程
图2.3 三塔两槽三泵干燥酸与一吸酸混合流程示意
流程四：三塔一槽一泵流程
图2.4 三塔一槽一泵流程示意
通过对上述四种干吸流程的分析比较，对于目前国内大、中型硫磺制酸装置，认为干吸流程宜采用流程三（三塔两槽三泵干燥酸与一吸酸混合流程），理由如下：
（1）流程一所使用的管线复杂，设备多，控制点多，容易造成管道泄漏的点多，控制麻烦。第一吸收塔酸循环泵输送的循环酸温度较高，这样就对酸泵的耐腐蚀性能提出了较高的要求，就国内目前制造酸泵的材料而
言，尚不能满足要求，而且投资费用较高。
（2）流程二与流程三相似，设备数量相近，但与流程三相比，由于吸收塔的循环酸温较高，因此酸循环槽中酸温度较高，对循环酸泵和酸冷却器的耐腐蚀性能要求高，同样的。国内目前制造酸泵的材料而言，也不能满足要求；又由于流程二的串酸量大，串酸管线多，因此酸泵的扬量大，电耗多，操作费用高，控制点也多。
（3）流程四虽然其流程简单、设备数量少、控制点少，但对于大、中型硫酸装置而言，由于三塔合一槽，合用一台酸循环泵，所以酸泵的扬量大，而目前国内大扬量酸泵和酸冷却器的设计及制造尚无业绩，无法在实际运用。
（4）采用流程三的干吸流程（见图2.3），可改变流程一的复杂和繁琐，避免了流程二吸收过程中酸里溶解的SO2 在二吸塔解吸而污染大气，解决了流程四中大扬量酸泵等设备制作困难的矛盾。 2.2.2 转化流程的选择论证
自从20世纪60年代来硫酸生产中SO2转化工艺最大的进步是采用了了两次转化、两次吸收的工艺，即两转两吸。该工艺的关键是保持转化工序的热量平衡，使转化反应维持在某一理想的温度下进行。
现在我国两转两吸大多采用“3+1”四段转化和“3+2”五段转化的工艺。在同规模、同转化率的硫磺装置中，这两种转化工艺在设计上的主要区别如下：
（1）催化剂填量不同 SO2氧化为SO3的化学反应是可逆放热反应，只有在低温下平衡转化率高，由于反应活化能高，因此工业上需要用催化剂使反应在不太高的温度下进行的足够快。对于一定组分的原料气在某一催化剂下反应，为达到一定的SO2转化率，其反应速率有一个极大植，所对应的反应温度为最佳温度。随着反应转化率的提高，最佳温度逐渐下降。
因此随着反应的进行，要采取相应的方法来降低反应的温度。转化反应的速度决定了炉气在反应中需要的接触时间，也就决定了催化剂的用量。转化反应分段越多，其反应温度就越接近最佳温度，催化剂的用量在理论上也就越少。采用“3+1”四段转化的催化剂填量比“3+2”五段转化要高一些。
（2）工艺流程不同 “3+2”五段转化为了控制转化器五段的进口转化气温度，需要增加四段出口转化气的换热设备，或者采用冷激式转化流程。目前国内外硫磺制酸装置大多在转化器的四段出口设置中温蒸汽过热器，用中压蒸汽与四段出口的转化气进行换热，大大降低了进五段的转化气温度，也充分利用了转化气的余热。
常见的―3+1‖四段转化和―3+2‖五段转化工艺流程图如下：
图2.5 ―3 + 2‖五段转化工艺流程示
图2.6 ―3 + 1‖四段转化工艺流程示
主要经济指标分析：
（1）根据新的国家环保标准规定，硫酸装置排放的尾气中SO2浓度必须低于960mg/m(标准状况)，为此要求装置的最终转化率应达到99.75％以上。采用“3+1”或“3+2”转化工艺，都可使装置排放的尾气中SO2浓
度符合新标准规定的指标。
（2）转化流程的选择除要考虑环境保护外，主要取决于所用的钒催化剂和进转化器炉气中SO2浓度的高低。与“3+1”四段转化相比，“3+2”五段转化工艺可在含SO2浓度较高的原料气下获得同样高的最终转化率。在原料气中SO2浓度相同的条件下，“3+2”流程对达到要求的最终转化率更有保障。
（3）在当前的条件下，如果采用进口催化剂，应选用“3+1”四段转化；若采用国产催化剂，则适宜选用“3+2”五段转化。
因为本设计所选的催化剂为国产的S107催化剂，故将采用―3+2‖五段转化的转化流程[7]。
2.2.3 硫磺制酸的废热利用
近几年来，由于国际市场硫磺价格下跌，国内企业纷纷改建或新建硫磺制酸装置。硫磺制酸装置蕴藏着大量的废热，如能加以回收利用，经济效益相当可观。在市场经济竞争日趋激烈的今天，废热利用将是提高硫酸产品竞争力的重要途径。
2.3 设备选择论证
2.3.1 废热锅炉的选择
废热锅炉有水管锅炉和火管锅炉两种。20世纪90年代中期建成的中小型硫磺制酸装置大多采用水管锅炉。目前一些大型硫磺制酸装置采用强制循环水管锅炉，运行情况较好。火管锅炉具有烟气密封性好、操作弹性大、检修方便、设计制造容易等优点。自20世80年代，北京、上海等厂首批引进火管锅炉后，无锡某厂等硫酸企业相继采用了国产火管锅炉。有的厂家火管锅炉出现了局部泄漏等情况，看来国产火管锅炉制造厂家还需在提高质量、杜绝泄漏上下功夫。水管、火管锅炉各有千秋，大型硫磺制酸装置多选择卧式火管锅炉，由锅壳、气泡、进出口烟道和管系四部分组成。为