濕法脫硫設(shè)備計算1

1、一、工藝流程二、設(shè)計計算定額1.煤氣處理量7000Nm3/h2.脫硫塔前煤氣硫化氫含量0.8g/Nm33.脫硫塔后煤氣硫化氫含量20mg/Nm34.脫硫效率985.脫硫塔煤氣進(jìn)口溫度356.脫硫塔煤氣進(jìn)口壓力11000Pa7.脫硫塔煤氣出口壓力10000Pa三、設(shè)備計算1.脫硫塔：(見圖一)進(jìn)脫硫塔濕煤氣體積為V=7000×(273+35)/273×(1.01325×105)/(1.01325×105+11000-5720)=7506m3/h(式中5720為35時飽和水蒸氣壓力Pa) 脫硫塔進(jìn)口吸收推動力為p1=11000/101325+1×0

2、.8×(22.4/34)×(1/1000)×101325=59.2P H2S物質(zhì)的量脫硫塔出口吸收推動力為p2=10000/101325+1×0.02×(22.4/34)×(1/1000)×101325=1.5P硫化氫的吸收量為G=7000×(800-20)/(1000×1000)=5.46kg/h脫硫塔的傳質(zhì)系數(shù)K取為17×10-5kg/(m2·h·Pa)，則需用傳質(zhì)面積為F=5.46/(17×10-5×15.7)=2046m2選用多孔組合洗滌環(huán)ZH24

3、0，比表面90m2/m3，空隙率0.75m3/m3，需填料體積V1=2046/90=22.73m3。取每層填料層高1.8m，則共需N=22.73/(1.8×0.785×22)=4.02，共設(shè)四層。取脫硫吸收液的硫容量為0.20kg/m3，則溶液循環(huán)量(即脫硫塔頂?shù)膰娏芰?為L=5.46/0.20=27.3m3/h噴淋密度校核：脫硫塔的噴淋密度為l=27.3/(0.785×22)=8.69m3/(m2·h)；按噴淋密度27.5m3/(m2·h)計算得到的噴淋量為27.5×0.785×22=86.4m3；脫硫塔的液氣比為(86.

4、4×1000)/7506=11.5L/m3，符合脫硫塔的液氣比要求。2.噴射再生槽(見圖二)設(shè)備計算a.再生槽直徑取空氣用量為溶液量的4倍，取空氣鼓風(fēng)強度為80(m3/m2·h)，則：空氣量A=4×86.4=346m3/h；1.4倍，選為3.4m。b.再生槽的高度再生槽內(nèi)溶液停留時間為8分鐘，則再生槽的有效容積為V1=86.4×(8/60)=11.5m3。再生槽的充滿率取為90，故再生槽的實際有效容積為V=11.5/0.90=12.8m3。再生槽有效高為H=12.8/(0.785×2.42)=2.83m。3.噴射器(見圖三)的設(shè)備計算a.噴嘴：

5、選用4個噴射器，每個噴射器的液體流量為Q1=86.4/4=21.6m3/h。=20.6mm，取d=21mm。噴嘴出口截面積為Fz=0.785×212=346mm2。噴嘴喉管長度根據(jù)經(jīng)驗L1=2.5d=53mm，噴嘴入口(即溶液入口)直徑d1=3d=21×3=63mm，入口管選用73x4無縫鋼管。噴嘴總長度為L=L1+L2=53+179=232mm。b.噴射器溶液入口壓力噴射器的壓力降P按下式計算p=(L/)(Q/3600Fz)2式中：Q-噴射器液體流量(m3/h)；L-液體重度，取L=1170kg/m3-流速系數(shù)，單孔噴嘴取為0.95； FZ-噴嘴出口截面積m2p=1170

6、/221.6/(3.46×10-4×0.95×3600)2=195kp。c.混合管計算混合管斷面積FH=AFZ式中：A一傳質(zhì)型噴射器形狀系數(shù)，取為8.5；FZ一噴嘴出口截面積mm2FH=8.5×346=2940m2?；旌瞎苤睆綖槿』旌瞎荛L度為混合管直徑的20倍，則混合管長度L=20DH=1300mm。d.吸氣室的計算式中：VK-自吸空氣在管道內(nèi)流速，取為5m/s；GK一單管空氣量，為86.4m3/h式中：VY一溶液流速，取為2m/s；GY一單管溶液量，為21.6m3/h吸氣室面積的計算：噴射器的吸氣室應(yīng)有足夠的容積，使氣體暢通無阻，以免影響抽吸效率，它的

7、截面積以吸氣室的截面積等于或略小于空氣進(jìn)口管內(nèi)截面積為宜?？諝膺M(jìn)口管為89×4，則FK=0.785×812=5150mm2。選吸氣室為159×4.5，內(nèi)半徑R=75mm，溶液進(jìn)口管外半徑r=36.5mm，求圓心角：cos/2=r/R=36.5/75=0.487，/2=60.9o，=121.8o。求弦長b：b=2Rsin/2=2×75×sin60.9o=131mm。FS略小于PK，故選用合適。取吸氣室高度H=300mm入口120mm。e.擴散管及尾管汁算尾管直徑計算：用108×4無縫鋼管為尾管。擴散管長度：用3.5m。4.富液槽的計算選

8、用富液槽內(nèi)溶液停留時間為15分鐘，則富液槽的容積為V=86.4/60X15=21.6m3，選用富液槽3500，H=3500一臺。5.貧液槽的計算貧液槽用于開工時制備溶液和事故時儲存溶液，因此貧液槽的有效容積不應(yīng)小于一臺再生槽的總?cè)莘e，選用貧液槽3500，H=3500一臺。6.溶液加熱器的計算a.熱平衡1)空氣帶走熱量q1空氣量為346m3/h，再生槽出口溫度為40，進(jìn)口空氣溫度按冬季最冷月平均溫度計算，取為-3，最冷月平均相對濕度取73，40飽和蒸汽分壓為750mmH2O，-3飽和蒸汽分壓為47mmH2O，則空氣帶入溶液中的水分為：346×(47×0.73)/(10332-

9、47×0.73)(8/22.4)=0.93kg/h空氣40時應(yīng)帶出的水分為346×75/(10332-750)×(18/22.4)=21.8kg/h，扣除帶入溶液中的水分，則空氣中實際帶走的水分為21.8-0.9kg/h，在40時水蒸汽的汽化熱為2408.7kJ/kg，則空氣帶走的熱量為：q1=20.9×2408.7=50342kJ/h空氣升溫帶走顯熱較小，可忽略不計2)粗氣帶走熱量q2進(jìn)塔粗氣溫度為35，出塔粗氣溫度為40，則q2=7506×1.34×(40-35)=50290kJ/h。式中：1.34×-粗氣比熱(kJ/m

10、3·)3)粗氣含水所帶走的熱量q3粗氣含水量為：7506×(51.2-39.7)/1000=86.3Kg/h式中：51.2-40為1m3飽和粗氣中水蒸汽含量(g)；39.7-35為1m3飽和粗氣中水蒸汽含量(g)在40時水蒸汽的汽化熱為2408.7kJ/kg，則q3=86.3×2408.7=207871kJ/h。4)設(shè)備熱損失q4脫硫塔、再生槽、富液槽及管道的外表面積總和約400m2，取k=50kJ/m2·h，則q4=400×50×(40+3)=860000kJ/h5)化學(xué)反應(yīng)熱q5考慮硫代硫酸鈉生成率為H2S的4，則上述兩項反應(yīng)熱為

11、265.0×0.96+155.6×0.04=260.6千焦/克分子H2S所以q5=7000×(0.8-0.02)/34×260.6=41849kJ/h據(jù)以上計算需要補充熱量Q=q1+q2+q3+q4-q5=50340+50290+207871+860000-41849=1126652kJ/hb.蒸汽量為補充以上所需熱量，所需蒸汽量為G=1126652/2129=529kg/h；式中2129-0.3MPa飽和蒸汽的氣化潛熱(kJ/kg)。c.加熱器加熱面積蒸汽壓力0.3MPa，溫度為144，溶液出口溫度為45，取傳質(zhì)系數(shù)K=840kJ/m2·h·， 加熱器所