產(chǎn)萬噸合成氨脫硫工段工藝設(shè)計(jì)方案

1、屆屆 本本 科生畢業(yè)論文科生畢業(yè)論文 學(xué)學(xué) 院院 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文設(shè)設(shè) 計(jì)）計(jì)） 論文論文設(shè)計(jì)）題目設(shè)計(jì)）題目: 年產(chǎn)36萬噸合成氨脫硫工段工藝設(shè)計(jì) English Topic:The year produces 36 0,000 tons to synthesize an ammonia to take off sulphur work a segment a technological design 系 別：化學(xué)與生物科學(xué)系 專 業(yè)：化學(xué)工程與工藝 班 級(jí)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)老師： 20年5月20日 前前 言言 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)36萬噸合成氨脫硫工段的工藝設(shè)計(jì)。對(duì)合成氨和脫硫工藝的發(fā)展 簡(jiǎn)

2、況進(jìn)行了概述。著重詳細(xì)介紹了脫硫工段的工藝流程、工藝條件、生產(chǎn)流程、技 術(shù)指標(biāo)、熱量衡算及物料衡算以及設(shè)備計(jì)算和選型等內(nèi)容。就脫硫車間的工藝生產(chǎn) 流程，著重介紹化工設(shè)計(jì)的基本原理、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、技巧和經(jīng)驗(yàn)。本書內(nèi)容是根據(jù) 化工股份有限公司脫硫車間的生產(chǎn)實(shí)際情況而編著的，一些工藝參數(shù)都是以工廠實(shí) 際生產(chǎn)為準(zhǔn)。 編寫本設(shè)計(jì)總的指導(dǎo)思想是：理論聯(lián)系實(shí)際、簡(jiǎn)明易懂、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 本書在編寫過程中得到老師的指導(dǎo)，在此表示衷心感謝。 由于編者自身的知識(shí)水平和認(rèn)識(shí)水平的有限，書中錯(cuò)誤與不妥之處，懇請(qǐng)讀者 批評(píng)指正。 編者20年5月 于 目目 錄錄 前前 言言2 摘摘 要要5 ABSTRACTABSTRACT6

3、1 1 總總 論論7 1.1 概 述.7 1.1.1栲膠的組成及性質(zhì)8 1.1.2栲膠脫硫的反應(yīng)機(jī)理8 1.1.3生產(chǎn)中副產(chǎn)品硫磺的應(yīng)用9 1.2 文獻(xiàn)綜述.9 1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)的依據(jù).10 2.2. 流程方案的確定流程方案的確定11 2.1 各脫硫方法對(duì)比.11 2.2栲膠脫硫法的理論依據(jù)12 2.3 工藝流程方框圖13 3.3. 生產(chǎn)流程的簡(jiǎn)述生產(chǎn)流程的簡(jiǎn)述14 3.1 簡(jiǎn)述物料流程14 3.1.1氣體流程14 3.1.2溶液流程14 3.1.3硫磺回收流程14 3.2 工藝的化學(xué)過程14 3.3 反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)的影響15 3.3.1 影響栲膠溶液吸收的因素15 3.3.2 影響溶液再生的

4、因素17 3.4 工藝條件的確定18 3.4.1 溶液的組成18 3.4.2噴淋密度和液氣比的控制18 3.4.3 溫度19 3.4.4再生空氣量19 4.4. 物料衡算和熱量衡算物料衡算和熱量衡算20 4.1 物料衡算.20 4.2 熱量衡算23 5.5. 設(shè)備計(jì)算及選型設(shè)備計(jì)算及選型27 5.1 脫硫塔的設(shè)計(jì)計(jì)算27 5.1.1塔徑計(jì)算27 5.1.2填料高度計(jì)算28 5.2 噴射再生槽的計(jì)算29 5.2.1 槽體計(jì)算29 5.2.2 噴射器計(jì)算31 6.6. 車車間間布置說明布置說明34 7.7. 三廢治理及利用三廢治理及利用35 7.1 廢水的處理35 7.1.1廢水的來源及特點(diǎn)35

5、7.1.2廢水處理工藝35 7.2 廢渣的處理35 7.2.1廢渣的來源35 7.2.2廢渣的處理工藝35 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)36 附附 錄錄37 工藝流程圖37 脫硫塔裝配圖37 車間平面布置圖37 致致 謝謝38 年產(chǎn)年產(chǎn)3636萬噸合成氨脫硫工段工藝設(shè)計(jì)萬噸合成氨脫硫工段工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 摘摘 要要： 年產(chǎn)36萬噸合成氨脫硫工段工藝設(shè)計(jì)是由指導(dǎo)老師指定產(chǎn)量確定的生產(chǎn)規(guī)模，結(jié)合 生產(chǎn)實(shí)習(xí)中收集的各類生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)而設(shè)計(jì)的。本設(shè)計(jì)所采用的是栲膠脫硫法，其 主要原料是半水煤氣和脫硫液。本設(shè)計(jì)詳細(xì)的介紹了合成氨脫硫工段的生產(chǎn)原理、 工藝流程、工藝參數(shù)、熱量衡算、物料衡算，以及設(shè)備選型

6、、廠房布置和三廢處理 。本設(shè)計(jì)在脫硫效率和再生率方面的研究有所突破。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 ：栲膠脫硫法 脫硫液 脫硫塔 The year produces 360,000 tons to synthesize an ammonia to take off sulphur work a segment a technological design Name of stendent: Director: Abstract With an annual output of 360,000 tons of synthetic ammonia Desulfurization Process design is

7、 specified by the teacher determine the scale of production output, with production internship in the collection of various production technologies designed to target. This design is used by the desulfurization extract, its main raw materials and semi- water gas desulfurization liquid. The detailed

8、design of the Section on the production of ammonia desulfurization principle, process, technology parameters, the heat balance, the material balance and the selection of equipment, plant layout and waste treatment. The design of the desulfurization efficiency and renewable rate of a breakthrough. Ke

9、yword: tannin extract to take off a sulphur method take off a sulphur liquid take off sulphur tower 1.1. 總總 論論 1.1 概概 述述1 氨是重要的化工產(chǎn)品之一，用途很廣。在農(nóng)業(yè)方面，以氨為主要原料可以生產(chǎn) 各種氮素肥料，如尿素、硝酸銨、碳酸氫氨、氯化銨等，以及各種含氮復(fù)合肥料。 液氨本身就是一種高效氮素肥料，可以直接施用。目前，世界上氨產(chǎn)量的85% 90%用于生產(chǎn)各種氮肥。因此，合成氨工業(yè)是氮肥工業(yè)的基礎(chǔ)，對(duì)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)起著重 要的作用。合成氨工業(yè)對(duì)農(nóng)業(yè)的作用實(shí)質(zhì)是將空氣中游離氮轉(zhuǎn)化為能被植

10、物吸收利 用的化合態(tài)氮，這一過程稱為固定氮。 氨也是重要的工業(yè)原料，廣泛用于制藥、煉油、純堿、合成纖維、合成樹脂、 含氮無機(jī)鹽等工業(yè)。將氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生產(chǎn)炸藥、染料等產(chǎn)品的 重要原料。生產(chǎn)火箭的推進(jìn)劑和氧化劑，同樣也離不開氨。此外，氨還是常用的冷 凍劑。 合成氨的工業(yè)的迅速發(fā)展，也促進(jìn)了高壓、催化、特殊金屬材料、固體燃料氣 化、低溫等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)尿素的甲醇的合成、石油加氫、高壓聚合等工業(yè) ，也是在合成氨工業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。所以合成氨工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分 重要的地位，氨及氨加工工業(yè)已成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的一個(gè)重要部門。 在合成氨工業(yè)中，脫硫倍受重視。合成氨所需的原料氣

11、，無論是天然氣、油田 氣還是焦?fàn)t氣、半水煤氣都人含有硫化物，這些硫化物主要是硫化氫H2S）、二硫 化碳CS2）、硫氧化碳COS）、硫醇R SH）和噻吩C4H4S）等。其中硫化氫屬于無機(jī)化合物，常稱為“無機(jī)硫”。 天然氣中硫經(jīng)物的含量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）一般在0.515g/ m3的范圍內(nèi)，有機(jī)硫以硫醇為主，在氣田經(jīng)過粗脫磙處理后的天然氣，硫化物的含 量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）在20100mg/ m3左右。 合成氨在生產(chǎn)原料氣中硫化物雖含量不高，但對(duì)生產(chǎn)的危害極大。 腐蝕設(shè)備、管道。含有H2S的原料氣，在水分存在時(shí)，就形成硫氫酸HSH） ，腐蝕金屬設(shè)備。其腐蝕程度隨原料氣中H2S的含量增高而加劇。 使催化劑中毒、失活。當(dāng)

12、原料氣中的硫化物含量超過一定指標(biāo)時(shí)，硫化物與 催化劑活性中心結(jié)合，就能使以金屬原子或金屬氧化物為活性中心的催化劑中毒、 失活。包括轉(zhuǎn)化催化劑、高溫變換催化劑、低溫變換催化劑、合成氨催化劑等。 脫硫的任務(wù)是除去原料氣中的各種硫化物，同時(shí)硫是一種重要的資源，應(yīng)加以 回收和利用。因此，無論原料來源如何，合成氨原料必須首先脫硫。 1.1.1栲膠的組成及性質(zhì)栲膠的組成及性質(zhì) 栲膠是由植物的皮如栲樹，落葉松）、果如橡椀）、葉如漆樹）和干O2的水溶液吸收半水煤氣中的 H2S，然后借助栲膠和礬作為載體和催化劑將吸收的H2S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，發(fā)生吸收反 應(yīng)后的栲膠溶液利用空氣在溶液再生槽中進(jìn)行再生，然后進(jìn)入溶液循環(huán)

13、槽重復(fù)循環(huán) 使用。其脫硫反應(yīng)機(jī)理如下: 1 堿性溶液吸收 H2S 的反應(yīng) ： Na2CO3 + H2S = NaHS + NaHCO3 NaHCO3+H2SNaHS+CO2+H2O 2 NaHS與偏釩酸鈉反應(yīng)生成焦釩酸鈉：硫氫化鈉與偏釩酸鈉反應(yīng)生成焦釩酸鈉，析出 單質(zhì)硫。 2NaHS + 4NaVO3 + H2O = Na2V4O9 + 4NaOH + 2S 3 將 Na2V4O9 氧化成偏釩酸鈉：醌態(tài)栲膠氧化四價(jià)釩絡(luò)離子為五價(jià)釩絡(luò)離子使釩絡(luò)離子恢復(fù)活性 而醌態(tài)栲膠被還原為酚態(tài)栲膠失去活性。 332942 )(242)(2OHTNaVONaOHOOHTOVNa 4 還原態(tài)栲膠的氧化：酚態(tài)栲膠被

14、氧化獲得再生，同時(shí)生成H2O2。 22223 2)(22)(2OHOOHTOOHT OHNaVOOVNaNaOHOH 2394222 3422 H2O2+NaHSH2O+S+NaOH 1.1.3生產(chǎn)中副產(chǎn)品硫磺的應(yīng)用生產(chǎn)中副產(chǎn)品硫磺的應(yīng)用 硫磺是一種重要的化工原料，肥料工業(yè)是硫的最大用戶， 硫磺的其它用途包括炸藥、鋼鐵酸洗、醫(yī)藥食品工業(yè)、安全剝離、水處理、橡膠、 電解工業(yè)、催化劑、顏料、化學(xué)品、硫磺膠泥、硫磺混凝土、醇類、黏合劑、農(nóng)藥 、黑色火藥、鞭炮等。作為易燃固體，硫磺主要用于制造硫酸、染料和橡膠制品， 也應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、火柴、火藥和工業(yè)陶瓷、建材制品輔助材料等工業(yè)部門。 1.21.2

15、文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述 由于生產(chǎn)合成氨的各種燃料中含有一定的硫，因此所制備出來的合成氨原料氣 中，都含有硫化物，其中大部分是無機(jī)硫化物硫化氫H2S），其次還含有少量的的 機(jī)硫化物，如二硫化碳CS2）、硫氧化碳COS）、硫醇R SH）和噻吩C4H4S）等。原料氣中硫化物的含量取決于氣化所用燃料中硫的含量。以 煤為原料制得的煤氣中一般含硫化氫16g/ m3，有機(jī)硫化物0.10.8g/ m3。用高硫煤作原料時(shí)，硫化氫高達(dá)2030g/ m3 。天然氣、輕油及重油中硫化物含量，因產(chǎn)地不同，差別很大。 原料氣中的硫化物，對(duì)合成氨生產(chǎn)危害很大，不僅能腐蝕設(shè)備和管道，而且能 使合成氨生產(chǎn)過程所用的催化劑中毒而失去活

16、性。例如，天然氣蒸汽所用鎳催化劑 ，要求原料烴中總硫含量小于0.5cm3 / m3 ，銅鋅系低變催化劑要求原料氣中總硫含量小于1mg/ m3 ，若硫含量超過上述標(biāo)準(zhǔn)，催化劑將中毒而失去活性。此外，硫是一種很重要的化 工原料，應(yīng)予以回收。因此，原料氣中的梳化物，必須脫除干凈。脫除原料氣中硫 化物的過程，稱為脫硫。 目前原料氣脫硫的方法很多，據(jù)統(tǒng)計(jì)達(dá)四五十種。隨著石油化工的發(fā)展，還會(huì) 開發(fā)出新的脫硫方法。按脫硫劑的物理形態(tài)分為干法脫硫劑為固態(tài)）和濕法脫硫 劑為液態(tài)）兩大類。 干法脫硫又分為吸附法以活性炭、分子篩為脫硫劑；接觸反應(yīng)法 以氧化鋅、氧化鐵等為脫硫劑；加氫轉(zhuǎn)化法 以鈷鉬為催化劑，先將有機(jī)硫

17、轉(zhuǎn)化為H2S，再脫除。干法脫硫具有郊率高、設(shè)備簡(jiǎn)單 、操作簡(jiǎn)單、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。但脫硫反應(yīng)速度慢，脫硫過程是間歇操作，設(shè)備龐 大；在脫硫劑使用后期，脫硫效率和阻力變大，脫硫劑阻力變大，脫硫劑再行困難 。因此，大型合成廠廣泛將此法用于業(yè)精細(xì)脫硫。 濕法脫硫又分為化學(xué)吸收法按脫硫溶液與H2S發(fā)生的反應(yīng)，又分為中和法如乙 醇胺法和氧化法如ADA法、氨水催化法等）、物理吸收法如低溫甲醇洗滌法等）和 物理化學(xué)吸收法如環(huán)丁砜法等）。濕法脫硫有著明顯的優(yōu)點(diǎn)，即脫硫劑是便于輸送 的液體、可以再生并能回收硫磺，構(gòu)成一個(gè)連續(xù)的脫硫系統(tǒng)。但此法凈化度不高， 出口含硫量在20100 cm3 / m3 。當(dāng)原料氣含硫較

18、高時(shí)，宜先采用濕法脫去大量的硫，然后串聯(lián)干法精脫，以達(dá)到 工藝上和經(jīng)濟(jì)上都合理的要求。 這么多濕式氧化法的脫硫方法，如果對(duì)它們之間的優(yōu)缺點(diǎn)都進(jìn)行比較，是很困 難的。傳統(tǒng)的中型氮肥廠，以前對(duì)改良ADA法和栲膠法用的比較多；對(duì)小型氮肥廠 ，以前對(duì)苯二酚法用得較多。對(duì)氮肥廠來說，采用什么方法，它有多種因素決定， 有半水煤氣硫含量高低的問題，有操作費(fèi)用的問題，有習(xí)慣性的問題，有改造資金 的問題等等。因此即便有一種方法有明顯的優(yōu)勢(shì)，他也不一定就很快采用。 1.31.3 設(shè)計(jì)任務(wù)的依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的依據(jù) 本課題是指導(dǎo)老師為提高畢業(yè)生設(shè)計(jì)能力而選定的。 2.2. 流程方案的確定流程方案的確定 2.12.1 各脫

19、硫方法對(duì)比各脫硫方法對(duì)比25 25 脫硫方法很多，按脫硫劑物理形態(tài)可分為干法和濕法兩大類，前者所用脫硫劑為 固體，后者為溶液。當(dāng)含硫氣體通過這些脫硫劑時(shí)，硫化物被固體脫硫劑所吸附， 或被脫硫溶液所吸收而除去。 濕法脫硫主要用于脫除原料氣中硫化氫。根據(jù)脫硫溶液吸收過程性質(zhì)的不同，濕 法脫硫又可分為化學(xué)吸收法，物理吸收法和物理化學(xué)吸收法三種。 化學(xué)聽收法 在化學(xué)吸收法中，脫硫溶液與硫化氫發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。按反應(yīng)不同，化學(xué)吸收法分 為中和法和濕式氧化法。中合法，用弱堿性溶液為吸收濟(jì)，與原料氣中的酸性氣體 硫化氫進(jìn)行中和反應(yīng)，生成硫氫化物而除去。吸收了硫化氫的溶液，在減壓、加熱 的條件下，使硫氫化物分解

20、放出硫化氫，溶液再生后循環(huán)使用。中和法主要有烷基 醇胺法、氨水法和碳酸法等。濕式氧化法，用弱堿性溶液吸收原料氣中的硫化氫， 生成硫氫化物，再借助溶液中載氧體催化劑）的氧化作用，將硫氫化物氧化成元素 硫，同時(shí)獲得副產(chǎn)品硫磺，然后還原載氧體，再被空氣氧化成氧化態(tài)的載氧體，使 脫硫溶液得到再生后循環(huán)使用。根據(jù)所用載氧體的不同，濕式氧化法主要有蒽醌二 磺酸鈉法簡(jiǎn)稱ADA法）、氨水對(duì)苯二酚催化法、鐵氨法、硫酸錳-水楊法、硫酸錳- 水楊酸- 對(duì)苯二酚法簡(jiǎn)稱MSQ法）、改良砷堿法和栲膠法等。與中和法相比，濕式氧化法脫 硫的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度快，凈化度高，能直接回收硫磺。目前國(guó)內(nèi)中、小氨廠絕大部 分采用濕式氧化法

21、脫硫，因此原料氣中有機(jī)硫含量高時(shí)，變換后氣體中硫化氫含量 增加，需要經(jīng)過二次脫硫。 物理吸收法 是依靠吸收劑對(duì)硫化物的物理溶解作用進(jìn)行脫硫的。當(dāng)溫度升高、壓力降低時(shí)，硫 化物解吸出來，使吸收劑再生，循環(huán)使用。吸收劑一般為有機(jī)溶劑，如甲醇、聚乙 二醇二甲醚、碳酸丙烯酯等。這類方法除了能脫硫化氫外，還能脫除有機(jī)硫和二氧 化碳。生產(chǎn)中往往用這些溶劑，同時(shí)脫除原料氣中的酸性氣體硫化物和二氧化碳。 物理化學(xué)吸附法 用環(huán)丁砜的烷基醇的混合溶液，脫除原料氣中硫化物的過程，屬于物理化學(xué)吸收過 程，稱為環(huán)丁砜法。溶液中的環(huán)丁砜是物理吸收劑，烷基醇胺為化學(xué)吸收劑。我國(guó) 有少數(shù)中型氨廠采這種方法脫硫。 干法脫硫是用

22、固體脫硫劑，脫除原料氣中硫化物。優(yōu)點(diǎn)是既能脫除硫化氫，又 能脫除在機(jī)硫，凈化度高，可將氣體中硫化物脫除至1cm3/m3以下。缺點(diǎn)是再生比較 麻煩或者難以再生，回收硫磺比較困難，設(shè)備體積較大，有些為間歇操作，一般只 作為脫除有機(jī)硫和精細(xì)脫硫的手段。在氣體中含硫量高的情況下，應(yīng)先采用濕法除 去絕大部分的硫化氫，再采用干法脫除有機(jī)硫的殘余硫化氫。常用的干法脫硫有氧 化鋅法、鈷鉬加氫法、活性炭法、分子篩法等。 目前我國(guó)以天然氣的輕油為原料的大型氨廠，通常先采用烷基醇胺等濕法，除去天 然氣或輕油中大部分硫化物。以煤和重油為原料的大型氨廠，用甲醇洗法脫除原料 氣中的硫化物和二氧化碳等酸性氣體。絕大部分中小

23、型氨廠，均采用濕式氧化法脫 除原料氣中的硫化物，部分廠采用氧化鋅等干法脫除殘余的硫化物，有銅洗的氨廠 ，經(jīng)過濕式氧化法脫硫后不再設(shè)置干法脫硫，因?yàn)殂~洗過程可以除去殘余的硫化氫 。但近年來，有銅洗的氨廠，在濕法脫硫之后，也串接了干法脫硫，這樣可以降低 銅洗過程中的銅消耗和防止氨合成催化劑中毒。 本課題是采用濕法對(duì)水氣煤脫硫，主要是采用栲膠脫硫法，栲膠法是我國(guó)特有 的脫硫技術(shù)，是目前國(guó)內(nèi)使用較多的脫硫方法之一。該法主要有矸性栲膠脫硫以栲 膠和偏釩酸鈉作催化劑）和氨法栲膠以氨代替矸）兩種。栲膠是由植物的果皮、葉 和干的水淬液熬制而成。主要成分是丹寧，由于來源不同，丹寧組分也不同，但都 是化學(xué)結(jié)構(gòu)十分

24、復(fù)雜的多羥基芳香烴化合物組成，具有酚式或醌式結(jié)構(gòu)。 栲膠法有如下優(yōu)點(diǎn)：1）栲膠資源豐富，價(jià)廉易得，運(yùn)行費(fèi)用比改良ADA低。 2）基本上無硫堵塔的問題。3）栲膠既是氧化劑又是釩的配合劑，溶液的組成比 改良ADA法簡(jiǎn)單。4）栲膠脫硫液腐蝕性小。 堿性溶液吸收 H2S 的反應(yīng) ： Na2CO3 + H2S = NaHS + NaHCO3 NaHCO3+H2SNaHS+CO2+H2O 2 NaHS與偏釩酸鈉反應(yīng)生成焦釩酸鈉：硫氫化鈉與偏釩酸鈉反應(yīng)生成焦釩酸鈉，析出 單質(zhì)硫。 2NaHS + 4NaVO3 + H2O = Na2V4O9 + 4NaOH + 2S 3 將 Na2V4O9 氧化成偏釩酸鈉：

25、醌態(tài)栲膠氧化四價(jià)釩絡(luò)離子為五價(jià)釩絡(luò)離子使釩絡(luò)離子恢復(fù)活性 而醌態(tài)栲膠被還原為酚態(tài)栲膠失去活性。 332942 )(242)(2OHTNaVONaOHOOHTOVNa 4 還原態(tài)栲膠的氧化：酚態(tài)栲膠被氧化獲得再生，同時(shí)生成H2O2。 22223 2)(22)(2OHOOHTOOHT OHNaVOOVNaNaOHOH 2394222 3422 H2O2+NaHSH2O+S+NaOH 此外 ,在生產(chǎn)中還有生成硫代硫酸鈉的副反應(yīng): 2NaHS + 2O2 = Na2S2O3 + H2O 2Na2S2O3 + 3O2 = 2Na2SO4 + 2SO2 4H2O2+2NaHS5H2O+Na2S2O3 2N

26、aOH+Na2S2O3+4H2O22Na2SO4+5H2O 2.32.3 工藝流程方框圖工藝流程方框圖 水煤氣洗滌塔 脫硫塔富液槽再生槽 泡沫貯槽熔硫釜 硫 磺 貧液槽 至氣柜 3.3. 生產(chǎn)流程的簡(jiǎn)述生產(chǎn)流程的簡(jiǎn)述 3.13.1 簡(jiǎn)述物料流程簡(jiǎn)述物料流程 3.1.13.1.1氣體流程氣體流程 半水煤氣從造氣車間出來后，經(jīng)過洗滌塔除塵、降溫，水封后，從脫硫塔的底 部進(jìn)入塔內(nèi)，脫硫液從塔頂噴淋而下，水煤氣與堿性栲膠溶液在塔內(nèi)逆向接觸，其 中的大部分硫化氫氣體被溶液吸收，脫硫后的氣體從塔頂出來至氣柜。 3.1.2溶液流程溶液流程 從脫硫塔頂噴淋下來的溶液，吸收硫化氫后，稱為富液，經(jīng)脫硫塔液封槽引出

27、 至富液槽又稱緩沖槽）。在富液槽內(nèi)未被氧化的硫氫化鈉被進(jìn)一步氧化，并析出單 質(zhì)硫，此時(shí)，溶液中吸收的硫以單質(zhì)懸浮狀態(tài)存在。出富液槽的溶液用再生泵加壓 后，打入再生槽頂部，經(jīng)噴射器高速噴射進(jìn)入再生槽，同時(shí)吸入足夠的空氣，以達(dá) 到氧化栲膠和浮選硫膏之目的。再生后的溶液稱為貧液，貧液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器進(jìn)入貧 液槽，出貧液槽的貧液用脫硫泵打入脫硫塔頂部，經(jīng)噴頭在塔內(nèi)噴淋，溶液循環(huán)使 用。再生槽浮選出的單質(zhì)硫呈泡沫懸浮于液面上，溢流至硫泡沫槽內(nèi)，上部清液回 貧液槽循環(huán)使用，沉淀出的硫膏入熔硫釜生成副產(chǎn)品硫磺。 3.1.3硫磺回收流程硫磺回收流程 再生槽中溢出的硫泡沫經(jīng)泡沫槽后在離心機(jī)分離，得到硫膏，硫膏放入熔

28、硫釜 ，用夾套蒸汽加熱精制，放出做成98%純度的硫磺錠，離心分離出的母液至富液槽 回系統(tǒng)中使用。 3.23.2工藝的化學(xué)過程工藝的化學(xué)過程 水煤氣經(jīng)過洗滌塔進(jìn)入脫硫塔，脫硫液從塔頂噴淋下來，氣液兩相在塔里充分 接觸后,硫化氫被脫硫液吸收，吸收硫化氫的脫硫液在再生槽中氧化再生后解讀出單 質(zhì)硫。 栲膠脫硫的反應(yīng)過程如下： 1）堿性水溶液吸收氣相中的H2S，生成HS- Na2CO3+H2SNaHS+NaHCO3 21 NaHCO3+H2SNaHS+CO2+H2O 22 2）硫氫化鈉與偏釩酸鈉反應(yīng)生成焦釩酸鈉，析出單質(zhì)硫 2NaHS +4NaVO3 +H2O = Na2V4O9 + 4NaOH 2S

29、23 此反應(yīng)過程中五價(jià)釩被還原成四價(jià)釩，但是這個(gè)反應(yīng)不能用吹空氣的方法倒轉(zhuǎn)回去 使釩再生，必須靠氧化態(tài)栲膠將四價(jià)釩氧化成五價(jià)釩，而還原態(tài)栲膠則可利用吹空 氣再生，這便是栲膠脫硫的根本所在。 3）醌態(tài)栲膠氧化四價(jià)釩絡(luò)離子為五價(jià)釩絡(luò)離子使釩絡(luò)離子恢復(fù)活性而醌態(tài)栲 膠被還原為酚態(tài)栲膠失去活性。 24 332942 )(242)(2OHTNaVONaOHOOHTOVNa O2 ，此外還有生成物S、NaHCO3、Na2S2O3 等，上述組分均影響溶液的吸收。 (1 溶液中Na2CO3：若Na2CO3過低則吸收H2S不完全，脫硫效果差。若過高則副反應(yīng)加 劇、堿耗大、浪費(fèi)嚴(yán)重，一般Na2CO3濃度控制在 3

30、5g/L。 (2 溶液中NaVO3：若溶液中NaVO3濃度高，析硫快、顆粒小、難分離 ,且堿耗增大。若濃度低，則副反應(yīng)加劇，Na2S2O3的生成速度加快，易析出礬-氧- 硫沉淀。其濃度一般控制在 0.751.0g/ L 。 (3 溶液中T(OHO2：若T(OHO2 過少，則脫硫效率低、膠性差、硫顆粒易沉淀、堿礬消耗大、副反應(yīng)快；T(OHO2 過多，溶液膠性過強(qiáng)硫粒細(xì)、出硫差，一般控制在 1.52.0g/L。 (4 溶液的pH值：溶液的 pH 值過低，不利H2S 的吸收和栲膠的氧化，并降低了氧的溶解度，溶液再生差。pH值過高，則析硫較慢 ，副反應(yīng)加快，一般控制在 8.159.12。 (5 總堿度

31、：溶液中的堿度較高時(shí)，可提高溶液吸氧能力，有利于再生氧化；但過量的 堿不僅增加副反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)會(huì)使硫的回收困難，硫磺產(chǎn)量下降。故堿度應(yīng)控制 在21.331.8g/L。 (6 溶液中NaHCO3：若溶液中NaHCO3 濃度高，將使pH值升高，對(duì)再生吸氧和析硫都不利。 (7 懸浮硫的影響 溶液中懸浮硫濃度越低越好，若過高則易發(fā)生沉淀從而堵塞管道設(shè)備，還會(huì)影響吸 收再生，同時(shí)伴有副反應(yīng)發(fā)生。 、吸收塔噴淋密度的影響 噴淋密度是指吸收塔內(nèi)單位截面積的溶液循環(huán)量。適當(dāng)提高噴淋密度，不但利于提 高氣體凈化度，還有利于對(duì)填料表面和空隙中硫的沖刷；但噴淋密度過高，則會(huì)使 溶液質(zhì)量下降，還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)阻力上升。

32、 、液氣比的影響 液氣比增加，溶液的循環(huán)量增加，可提高氣體的凈化度，防止H2S過高，易產(chǎn)生礬- 氧- 硫沉淀；如液氣比小，溶液的循環(huán)量小，對(duì)氣體的凈化度有影響，同時(shí)產(chǎn)生的硫顆 粒易沉積在填料環(huán)、管道、設(shè)備中，時(shí)間長(zhǎng)易造成脫硫塔塔阻上漲。但液氣比過高 則溶液在反應(yīng)罐和再生槽內(nèi)的停留時(shí)間短，不利于析硫和溶液再生。一般液氣比控 制稍大些即可。 、溫度的影響 (1 半水煤氣入塔溫度的影響：若半水煤氣入塔溫度偏低，則煤氣中夾帶水分分離得好 ；對(duì)栲膠溶液各組分濃度影響小，但溫度過低，加劇了氣體與溶液的熱量交換，會(huì) 使溶液濃度急劇下降。若半水煤氣入塔溫度過高，則會(huì)使煤氣中夾帶水分混入溶液 ，溶液稀釋，且易產(chǎn)

33、生溶液夾帶，因此，半水煤氣的入塔溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在 3035 之間。 (2 循環(huán)系統(tǒng)溶液溫度的影響：若循環(huán)系統(tǒng)溶液的溫度過高 ,則氣體的溶解度降低，不利于吸氧和栲膠液的再生，且副反應(yīng)加劇。若循環(huán)系統(tǒng)溫 度低則H2S 的吸收和析硫反應(yīng)速度降低，脫硫效率差，因此，溶液溫度應(yīng)控制在3850為宜 。 、液位的影響 (1 脫硫塔底部液位的影響 脫硫塔底部液位應(yīng)以系統(tǒng)中的溶液量及循環(huán)量為依據(jù)，若脫硫塔底液位過低，則易 造成氣泡夾帶，使富液泵不打量。若塔底液位過高，則塔底部空間過小，影響脫硫 效果，且易造成滿液，因此，應(yīng)將塔底部液位控制在液位顯示的 50 %60 %為宜。 (2 循環(huán)槽液位的影響 循環(huán)槽液位可

34、根據(jù)循環(huán)系統(tǒng)中的溶液量及再生槽和脫硫塔等設(shè)備內(nèi)的液位，溶液循 環(huán)量進(jìn)行控制，一般情況下以不低于液位顯示的 50 %及不高于循環(huán)槽放空管口為宜，以保證貧液泵正常工作及避免循環(huán)槽內(nèi)形成真空 。 3.3.2 影響溶液再生的因素影響溶液再生的因素 溶液的再生是將富液(吸收H2S后的栲膠溶液變成貧液 (再生后的栲膠溶液 的過程，主要是T(OH3被O2氧化成T(OHO2過程。影響栲膠再生的主要因素有再生 溫度 ,再生壓力，再生槽液位，再生空氣量及再生時(shí)間。 、溫度的影響 溫度高再生速度加快，但副產(chǎn)物增多，硫泡沫發(fā)粘，不易分離，且氧溶解度降低， 所以應(yīng)控制溶液溫度在 35 5 。 、再生壓力的影響 再生槽溶

35、液噴射壓力是根據(jù)再生槽內(nèi)硫泡沫的形成和栲膠的氧化情況進(jìn)行控制的。 噴頭的開關(guān)個(gè)數(shù)決定了噴射壓力的高低，噴射壓力越高則空氣吸入越多，栲膠再生 效果越好，泡沫越易形成，一般不應(yīng)低于 0.13MPa。另外要注意將所開噴頭分散開，盡量保證噴射均勻，以增大反應(yīng)面積。 、再生槽液位的影響 再生槽液位是根據(jù)再生槽硫泡沫層的厚度和循環(huán)系統(tǒng)的液位來進(jìn)行控制的，通過調(diào) 節(jié)再生槽上液位調(diào)節(jié)器平衡管的高度調(diào)節(jié)液位高低。若液位過高 ,則會(huì)出現(xiàn)溶液溢流過多，跑液嚴(yán)重，影響正常生產(chǎn)；若液位調(diào)節(jié)過低 ,則硫泡沫無法溢流 ,隨溶液一起進(jìn)入脫硫塔內(nèi)，使塔阻升高，不能正常生產(chǎn)。通常以硫泡沫能均勻溢流 、泡沫層厚度適宜為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)

36、。 、再生時(shí)間與再生空氣量 再生時(shí)間長(zhǎng)，則再生空氣量大，有利于將還原態(tài)栲膠氧化成氧化態(tài)栲膠。但是再生時(shí)間過 長(zhǎng)，溶液循環(huán)量要減小，有可能導(dǎo)致吸收不好，使脫硫塔出口氣體H2S超標(biāo) (H2S 2mg/ m3，同時(shí)再生空氣多，副反應(yīng)加快，一般可根據(jù)煤氣量相應(yīng)地調(diào)節(jié)再生時(shí)間與空氣量。 3.43.4 工藝條件的確定工藝條件的確定 3.4.1 溶液的組成溶液的組成 根據(jù)反應(yīng)機(jī)理、吸收速度以及硫負(fù)荷來看，主要由堿液濃度和釩酸鹽濃度決定 ，也就是由栲膠濃度決定，一般都是根據(jù)釩酸鹽的變化和硫化氫的脫除效率來調(diào)整 溶液組分和pH值。堿度過高吸收硫化氫過多，釩可能會(huì)過度還原。實(shí)際上V4+不可能 被栲膠降解及時(shí)氧化成

37、V5+，當(dāng)pH9時(shí)，可能會(huì)造成V4+的沉淀，引起釩的損失，因 此總堿度不宜過高。 pH值對(duì)硫化氫吸收和其氧化成元素硫有著相反影響。過高PH值會(huì)加大生成硫代 硫酸的反應(yīng)速度。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，脫硫傳質(zhì)過程中，當(dāng)pH9時(shí)，認(rèn)為傳質(zhì)過程為氣膜控 制，pH在8.68.9之間時(shí)，液膜阻力很明顯，pH。故空氣量不宜過大， 過大會(huì)招致空氣中的O2與溶液反應(yīng)，生成硫代硫酸鹽和硫酸鹽，使堿耗增加，硫酸 鹽的積累會(huì)造成溶液酸性，導(dǎo)致對(duì)設(shè)備及管道的腐蝕。 4.4. 物料衡算和熱量衡算物料衡算和熱量衡算 4.14.1 物料衡算物料衡算6-10 1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 表表4.1 半水煤氣成分半水煤氣成分 組分N2CO2COH2O2 體

38、積/ 19.558.7727.8243.45 0.4 表表4.2 脫硫液成分脫硫液成分 組分Na2CO3NaHCO3總堿總釩栲膠 濃度g/L ） 5.050.626.80.61.5 半水煤氣中硫化氫含量 C1=711 mg/m3 凈化氣中硫化氫含量 C2=1.5mg/m3 入洗滌塔的半水煤氣的溫度 t1=60 出洗滌塔入脫硫塔的半水煤氣的溫度 t2=45 出脫硫塔半水煤氣的溫度 t3=41 入脫硫塔半水煤氣的壓力 P=0.125MPa絕壓） 2 計(jì)算原料氣的體積及流量 以每年300個(gè)工作日，每天工作24小時(shí)，則每小時(shí)生產(chǎn)合成氨為： 30024）=25t/h 考慮到在合成時(shí)的損失，則以每小時(shí)生產(chǎn)

39、25.5噸計(jì)算為基準(zhǔn)，所以 nNH3=25500Kg17Kg/Kmol=1500Kmol 則合成NH3所需要N2的物質(zhì)的量為 nN2= nNH32=750 Kmol 考慮到半水煤氣經(jīng)過洗滌、脫硫、變換等工序到合成的過程中氮?dú)獾膿p失，則損失 率以1%計(jì)，則半水煤氣中氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為 nN2 =750/(125273.15 m3=81936.57m3 則進(jìn)入脫硫塔的氣體的流量為G=81936.57m3/h 3 根據(jù)氣體中 H2S的含量計(jì)算H2S的質(zhì)量 入脫硫塔中H2S的質(zhì)量：m1=711mg/m381936.57m3 =58.26Kg 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，出塔氣體中H2S的含量為1.52mg/m3,取出

40、塔氣中H2S的含量為1.5 mg/m3，則塔的脫硫效率是=/S 式中：C1為進(jìn)脫硫塔氣體中硫化氫的含量，g/m3 C2為出脫硫塔氣體中硫化氫的含量，g/m3 S為硫容量，g/m3 L為脫硫液的循環(huán)量，m3/h G為進(jìn)脫硫塔氣體的流量，m3/h 則液氣比為L(zhǎng)/G=(0.7110.0015/100=0.0071 脫硫液的循環(huán)量L=0.007181936.57=581.75m3/h 因脫硫液在循環(huán)中有損失及再生率為95%，取損失率為10% 則液體的循環(huán)量為L(zhǎng)T=L1+10%）=581.75 式中MNa2S2O3 Na2S2O3的分子量 MH2S H2S的分子量 G3 =4.65158/234）=10

41、.8 Kg/h 7 理論硫回收量G4，Kg/h G4=G1-G2） MS/MH2S 式中MS 硫的分子量 G4=58.1374.65） 32/34=50.34 Kg/h 理論硫回收率，=G4/G1 =50.34/58.137100%=86.58% 8 生成Na2S2O3消耗的純堿量G5，Kg/h G5=G3MNa2CO3/MNa2S2O3 式中MNa2CO3Na2CO3的分子量 G5=10.8106158=7.25Kg/h 9 硫泡沫生成量G6，Kg/m3 G6=G4/S1 式中S1硫泡沫中硫含量，kg/m3,取S1=30kg/m3 G6=50.34kg/h30kg/m3=1.67m3/h 1

42、0 入熔硫釜硫膏量 G7=G4/S2 式中 S2硫膏含硫量，取S2=98%質(zhì)量分?jǐn)?shù)） G7=50.3498%=51.37Kg/h 表表4.3 物料衡算表物料衡算表以每小時(shí)計(jì)）：以每小時(shí)計(jì)）： 入脫硫塔氣體流量81936.57m3出脫硫塔氣體流量81936.57m3 脫硫液循環(huán)量581.75m3硫泡沫生成量1.67m3 硫化氫吸收量58.137Kg硫膏量51.37Kg 消耗的純堿量7.25Kg硫代硫酸鈉生成量10.8Kg 4.24.2 熱量衡算熱量衡算 +(448.77%+(2827.82%+(243.45%+(320.4%=18.1kg/kmo l 半水煤氣的密度： g=PM / TR=1.2

43、518.1102/(273.15+408.314=0.869kg/m3 半水煤氣的質(zhì)量流量G0=V0g =81936.570.869kg/h=71202.88kg/h 脫硫液密度計(jì)算 用公式：L=1.06410.T 將半水煤氣中的各組分的a、b、c值列于表中 物質(zhì)COH2CO2N2O2 a26.53726.8826.7527.3228.17 b/1037.68314.34742.2586.2266.297 c/1061.1720.326514.250.95020.7494 表4 例如在60的比熱容： CO: Cp=26.537+7.683110-3(273.15+601.17210- 6(27

44、3.15+602=28.967KJ/(kmolK H2: CP=26.88+4.34710-3(273.15+60-0.326510-6(273.15+602=28.292 KJ/(kmolK CO2: CP=26.75+42.25810-3(273.15+60-14.2510-6(273.15+602=40.832 KJ/(kmolK N2: CP=27.32+6.22610-3(273.15+60-0.950210-6(273.15+602=29.289 KJ/(kmolK O2: CP=28.17+6.29710-3(273.15+60-0.749410-6(273.15+602=30.

45、275KJ/(kmolK 平均比熱容 Cpm=YiCpi 式中 Yi各氣體的體積分?jǐn)?shù) Cpi各氣體的比熱容 故半水煤氣在60攝氏度的比熱容 C60 P=29.78KJ/(kmolK 同理： 半水煤氣在45攝氏度的比熱容 C45 P=29.30KJ/(kmolK 半水煤氣在41攝氏度的比熱容 C41 P=29.30KJ/(kmolK 脫硫液的比熱容CP，J/(g CP=3.839+0.00352T 脫硫液的進(jìn)口溫度為41，則進(jìn)口時(shí)的比熱容 Cp1=3.839+0.0035241=3.9833J/(g=3.983 KJ/(kg 脫硫液的出口溫度約為41,則出口時(shí)的比熱容 Cp2Cp1 2 洗滌塔熱

46、量衡算 洗滌塔熱負(fù)荷Q1，KJ/h Q1=G0(C60 Pt1C45 Pt2 式中 G0入洗滌塔半水煤氣量 Q1=71202.88/18.129.786029.3040）=2.394106KJ 冷卻水消耗量W3，m3/h W3=Q1/,=1000Kg/m3 W3=2.394106/4.210005）=114m3/h 3 硫泡沫槽熱量衡算 硫泡沫槽熱負(fù)荷，KJ Q2=VFFCFt3t4） 式中 VF硫泡沫體積，m3，VF=G6=1.67m3 F硫泡沫密度，kg/m3, F =1100kg/m3 CF硫泡沫比熱容，KJ/kg）, CF=3.68 KJ/kg） t3槽中硫泡沫末溫， t3=64.5

47、t4槽中硫泡沫初溫， t4=41 Q2=1.6711003.68+0.98G8SCh+4F6(t5t6 式中 G8 每一釜硫膏量，m3/釜，設(shè)全容積為3m3，熔硫釜裝填系數(shù)為75%，則G8=30. 75=2.25m3 CS硫膏比熱容，KJ/kg），CS=1.8KJ/kg） S硫膏密度，kg/m3，S=1770kg/m3 t5加熱終溫，t5=150 t6入釜溫度，t6=64.5 Ch硫膏的熔融熱，KJ/kg，Ch=49.8 KJ/kg 熔硫釜向周圍空間的散熱系數(shù)，KJ/，=12.56 KJ/表示硫膏升溫吸收熱量；0.98G8SCh表示硫膏熔融吸收熱量；4F6(t5 t6表示向環(huán)境散熱量。 Q3=

48、2.251.81770(15064.5+0.982.25177049.8+412.5610(15064.5 =.88KJ/釜 蒸汽消耗量，W5，KJ/釜 W5=Q3/r2 式中 r2130蒸汽的液化熱，KJ/kg， r2=2177.6KJ/kg W5=.88/2177.6=390 Kg/釜 表表4.4 熱量衡算表：熱量衡算表： 收入KJ/kg支出KJ/kg 半水煤氣帶出的熱量4.626106 半水煤氣帶入的熱量 G0C60 Pt1 7.02106 冷卻水吸收的熱量2.394106 洗滌塔 (/h 總和7.02106總和7.02106 脫硫液帶入的熱量2.77105 蒸汽冷凝放出的熱量1.588

49、105 脫硫液帶出的熱量4.35105 硫泡沫 槽(/h 總和4.35105總和4.35105 硫膏帶入的熱量4.624105 硫膏帶出的熱量1.302106 蒸汽冷凝放出的熱量8.502105環(huán)境吸收的熱量0.107105 熔硫釜 /釜） 總和1.3126106總和1.3126106 5.5. 設(shè)備計(jì)算及選型設(shè)備計(jì)算及選型 5.15.1 脫硫塔的設(shè)計(jì)計(jì)算脫硫塔的設(shè)計(jì)計(jì)算11-19 脫硫吸收塔采用填料塔，填料為76762.6聚丙烯鮑爾環(huán)，公稱直徑為76cm ，空隙率為=0.92，比表面積為=72.2m2/m3,采用亂堆的方式。 5.1.1 塔徑計(jì)算塔徑計(jì)算 a）利用泛點(diǎn)速度計(jì)算圖求液泛速度 首

50、先根據(jù)液體質(zhì)量流速L，Kg/h）、氣體質(zhì)量流速G，Kg/h）、氣體密度g，Kg/ m3）、液體密度L，Kg/m3），用泛點(diǎn)速度計(jì)算圖橫座標(biāo)的式子算出數(shù)據(jù)，以此數(shù) 據(jù)查出“泛點(diǎn)速度計(jì)算圖”的縱座標(biāo)上的數(shù)據(jù)，再用縱座標(biāo)上的式子，求解出泛點(diǎn)速 度W0m/s）。 圖一圖一 圖中 W0液泛速度，m/s； L液體質(zhì)量流速，kg/h； G氣體質(zhì)量流速，kg/h； L液體密度，kg/m3 g氣體密度，kg/m3； 填料比表面積，m2/m3 填料空隙率，%； 液體粘度，mPaS，=0.837 mPaS g重力加速度，m/s2 對(duì)于本系統(tǒng)： L/G）1/4/(0.86961988.941/4(0.871/1045

51、.811/8=0.72123 由圖可讀出對(duì)應(yīng)縱坐標(biāo)為0.0664 即：W2 0/g(/3( g /L 0.2 =0.0664 所以,W0=0.0664g(3/(L/g/ 0.21/2=0.06649.810.923/72.2）1044.03/0.869）/0.8370.21/2=2.957m/s b）利用泛點(diǎn)速度W0，算出操作氣速W1，m/s 取空塔氣速為泛點(diǎn)速度的45%，則實(shí)際空速為u=0.45W0=.1.331m/s 1/2=4.06m 圓整后D取4.2m 5.1.2 填料高度計(jì)算填料高度計(jì)算 a）吸收過程傳質(zhì)系數(shù)KG計(jì)算 KG=AW1.3Na0.1B-0.01 式中：KG傳質(zhì)系數(shù)，Kg

52、/m2hatm）； A經(jīng)驗(yàn)數(shù)，取A=20； W吸收塔操作氣速，m/s； Na溶液中Na2CO3含量，g/L； B吸收過程液氣比，L/m3。 KG=201.3311.35.00.1/61988.94）0.01=33.38Kg /m2hatm） b）計(jì)算吸收過程平均推動(dòng)力PM, atm PM=P1 P1*）P2P2*） / lnP1P1*）/P2P2*） 式中：P1吸收塔入口氣相H2S分壓，atm； P2吸收塔出口氣相H2S分壓，atm； P1 =40.92/34）/53868.39/18.1）1.25=5.05510-4 atm P2 =0.086/34）/53868.39/18.1）1.25=

53、1.06210-6 atm P1*，P2* 吸收塔入、出口H2S分壓，atm，溶液中H2S含量很低，可以 忽略， P1* = P2* =0。 PM =5.05510-4 1.06210-6 ）/ ln5.05510-4）/1.06210-6） = 8.18210-5 atm c）計(jì)算傳質(zhì)面積FP，m2 FP= G1 /KGPM） 式中：G1 H2S脫除量，Kg/h； KG傳質(zhì)系數(shù)，Kg /m2hatm）。 PM吸收過程平均推動(dòng)力，atm。 FP= 43.98/33.388.18210-5）=16103.097m2 式中 a填料比表面面積 HP= 16103.097 / (0.7854.2272

54、.2=16.1m 取HP=17m 填料分兩段，上段8下段9. 5.25.2噴射再生槽的計(jì)算噴射再生槽的計(jì)算 5.2.1 槽體計(jì)算槽體計(jì)算 a）再生槽直徑計(jì)算 再生槽直徑計(jì)算可用下式計(jì)算： D1=GA / 0.75Ai）1/2 式中: Ai吹風(fēng)強(qiáng)度，m3/hm2），取Ai =70 m3/hm2）； D1槽體直徑，m； GA空氣量，m3/h。 而空氣量用下式計(jì)算： GA=LTCi 式中: Ci噴射器抽吸系數(shù)，m3/ m3；Ci=2.4 m3/ m3 LT溶液循環(huán)量，m3/h。 GA=484.132.4=1162 m3/h D1=1162/ 0.7570）1/2=4.70m b）計(jì)算再生槽擴(kuò)大部分直

55、徑D2，m D2=0.4+D1 D2=0.4+4.70=5.10m /0.7854.70260）=6.05m 再生槽高度HT= 6.05+ 0.5 +1.5=8.05m 5.2.2 噴射器計(jì)算噴射器計(jì)算 a）噴嘴計(jì)算 噴嘴個(gè)數(shù)n）確定： n= LT / Li 式中：Li每個(gè)噴射器溶液量，m3/h，取Li =40m3 / h。 LT溶液循環(huán)量，m3 / h。 n= 484.13/ 40=12.1 取n=13 噴嘴孔徑dj），m dj=Li /0.7853600wj）1/2 式中 wj噴嘴處溶液流速，m/s，取wj =20 m/s。 dj=/ 2tan(14/2）=0.033m 噴嘴喉管長(zhǎng)度L0，

56、m 通常噴嘴喉管長(zhǎng)度取L0=3mm。 噴嘴總長(zhǎng)度L，m L=L0+ L5 L=0.003+ 0.033=0.036m b）混合管計(jì)算 混合管直徑dm）： dm =1.130.785dj2 M）1/2 式中:M噴射器形狀系數(shù)，通常取M=8.5 dm =1.130.785 0.0272 8.5）1/2=0.079m 取894熱軋無縫鋼管 混合管長(zhǎng)度L3）： L3 = 25dm L3 = 250.079=1.957m 1/2 式中 w2管內(nèi)空氣流速，m/s，取=3.5m/s。 GA空氣流量，m3/h； n噴嘴個(gè)數(shù) da = 18.8(1162/(3.5121/2=98.9mm 取1084熱軋無縫鋼管 吸氣室直徑dM）： dM=3.1da2）1/2 式中 da空氣入口管直徑，mm dM=3.11002）1/2=176mm 取1945熱軋無縫鋼管 吸氣室高度L1，mm；取L1=330mm 吸氣室收縮管長(zhǎng)度L2，mm L2=dM dm）/ 2 tan(2/2） 式中 2吸氣室收縮角，通常取30； dM，dm分別是吸氣室直徑和混合管直徑。 L2=184-79）/ 2tan(30/