【正文】 河南城建學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 1 1 緒 論 _______________________________________________________________ 3 概述 _______________________________________________________________ 3 焦?fàn)t煤氣凈化的現(xiàn)狀 _____________________________________________ 4 栲膠的認(rèn)識(shí) _____________________________________________________ 4 栲膠法脫硫的優(yōu)缺點(diǎn) ____________________________________________ 6 優(yōu)點(diǎn) _____________________________________________________ 6 缺點(diǎn) _____________________________________________________ 6 硫化物對(duì)作為原料氣生產(chǎn)工藝過(guò)程有何危害 ___________________ 7 粗煤氣脫硫系統(tǒng)的正常開車操作要點(diǎn) _________________________ 7 脫硫后硫化氫含量高的主要原因 _____________________________ 8 脫硫后硫化氫含量高的處理方法 _____________________________ 8 設(shè)計(jì)任務(wù)的依據(jù) ________________________________________________ 9 2 生產(chǎn) 流程及 方案的確定 ________________________________________________ 9 3 生產(chǎn)流程說(shuō)明 _______________________________________________________ 10 反應(yīng)機(jī)理 ______________________________________________________ 10 堿性水溶液吸收 H2S___________________________________________ 10 五價(jià)釩絡(luò)合物離子氧化 HS析出硫磺，五價(jià)釩被還原成四價(jià)釩 ___ 10 醌態(tài)栲膠氧化四價(jià)釩成五價(jià)釩，空氣中的氧氧化酚態(tài)栲膠使其再生，同時(shí)生成 H2O2 ____________________________________________________ 10 H2O2氧化四價(jià)釩和 HS ____________________________________ 10 主要操作條件 __________________________________________________ 11 溶液組分 ________________________________________________ 11 溫度 ____________________________________________________ 12 CO2的影響 ______________________________________________ 12 工藝流程 _____________________________________________________ 12 主要設(shè)備介紹 __________________________________________________ 13 填料塔 __________________________________________________ 13 氧化槽 __________________________________________________ 14 反應(yīng)槽 __________________________________________________ 15 內(nèi)有隔板以塊。主要作用是增加脫硫液的反應(yīng)時(shí)間。 _______________________ 15 河南城建學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 2 貧液泵 __________________________________________________ 15 硫泡沫槽 ________________________________________________ 15 過(guò)濾器 __________________________________________________ 15 熔硫釜 __________________________________________________ 16 4 工藝計(jì)算書 _________________________________________________________ 17 原始數(shù)據(jù) ______________________________________________________ 17 焦?fàn)t煤氣組分： __________________________________________ 17 脫硫液組分 ： ____________________________________________ 17 設(shè)計(jì)工藝參數(shù) ____________________________________________ 17 物料衡算〔 1〕 _________________________________________________ 19 H2S 脫除， G1， kg/h _______________________________________ 19 生成 Na2S2O3消耗 H2S 的量 G2, Kg/h _________________________ 19 ， G3， Kg/h _________________________________ 19 理論硫回收率 φ，﹪ _______________________________________ 19 生成 Na2S2O3消耗純堿的量 G5， Kg/h ________________________ 20 回收率 η，﹪ ____________________________________________ 20 硫膏的理論產(chǎn)量 _________________________________________ 20 熱量衡算 ______________________________________________________ 21 冷卻塔熱量衡算 __________________________________________ 21 硫泡沫槽熱量衡算 ________________________________________ 21 熔硫釜熱量衡算 __________________________________________ 22 5 主要設(shè)備的工藝計(jì)算和設(shè) 備選型 _______________________________________ 23 主要設(shè)備的工藝尺寸 ____________________________________________ 23 填料吸收塔設(shè)計(jì)計(jì)算 ______________________________________ 23 噴射再生槽的計(jì)算〔 5〕 ___________________________________ 26 輔助設(shè)備的選型 〔 8〕 ___________________________________________ 28 液體分布裝置 ____________________________________________ 28 液體再分布器 ____________________________________________ 29 填料支承板 ______________________________________________ 29 填料壓板 ________________________________________________ 29 河南城建學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 3 封頭 ____________________________________________________ 30 人孔，手孔 ______________________________________________ 30 加強(qiáng)圈 __________________________________________________ 30 6 設(shè)備穩(wěn)定性及 機(jī)械強(qiáng)度校核計(jì)算 _______________________________________ 31 壁厚的計(jì)算 〔 9〕 _______________________________________________ 31 塔體壁厚 ________________________________________________ 31 封頭壁厚 ________________________________________________ 31 機(jī)械強(qiáng) 度的校核 〔 10〕 _________________________________________ 32 質(zhì)量載荷 ________________________________________________ 32 風(fēng)載荷 __________________________________________________ 33 1 緒 論 概述 焦?fàn)t煤氣粗煤氣中硫化物按其化合態(tài)可分為兩類：無(wú)機(jī)硫化物，主要是硫化氫（ H2S），有機(jī)硫化物，如二硫化碳（ 2CS ），硫氧化碳（ COS），硫醇（ 25CHSH ）和噻吩（ 44CHS ）等。有機(jī)硫化物在溫度下進(jìn)行變換時(shí)，幾乎全部轉(zhuǎn)化為硫化氫。所以煤氣中硫化氫所含的硫約占煤氣中硫總量的 90%以上，因此，煤氣脫硫主要是指脫除煤氣中的硫化氫，焦?fàn)t煤氣中含硫化氫 8～ 15g/m3，此外還含 ～ 。 硫化氫在常溫下是一種帶刺鼻臭味的無(wú)色氣體，其密度為 。硫化氫及其燃燒產(chǎn)物二氧化硫（ 2SO ）對(duì)人體均有毒性，在空氣中含有 %的硫化氫就能致命。煤氣中硫化氫的存在會(huì)嚴(yán)重腐蝕輸氣管道和設(shè)備，如果將煤氣用做各種化工原料氣，如合成氨原料氣時(shí)，往往硫化物會(huì)使催化劑中毒，增加液態(tài)溶劑的黏度，影響產(chǎn)品的質(zhì)量等。因此，必須進(jìn)行煤氣的脫硫。 河南城建學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 4 焦?fàn)t煤氣凈化的現(xiàn)狀 煤氣的脫硫方法從總體上來(lái)分有兩種：熱煤氣脫硫和冷煤氣脫硫。在我國(guó)，熱煤氣脫硫現(xiàn)在仍處于試驗(yàn)研究階段，還有待于進(jìn)一步完善，而冷煤氣脫硫是比較成熟的技術(shù)，其脫硫方法也很多。冷煤氣脫硫大體上可分為干法脫硫和濕法脫硫兩種 方法，干法脫硫以氧化鐵法和活性炭法應(yīng)用較廣，而濕法脫硫以砷堿法、 ADA、改良 ADA 和栲膠法頗具代表性。 濕法脫硫可以處理含硫量高的煤氣，脫硫劑是便于輸送的液體物料，可以再生，且可以回收有價(jià)值的元素硫，從而構(gòu)成一個(gè)連續(xù)脫硫循環(huán)系統(tǒng)。現(xiàn)在工藝上應(yīng)用較多的濕法脫硫有氨水催化法、改良蒽醌二磺酸法（ 法）及有機(jī)胺法。其中改良蒽醌二磺酸法的脫除效率高，應(yīng)用更為廣泛。但此法在操作中易發(fā)生堵塞，而且藥品價(jià)格昂貴，近幾年來(lái)，在改良 的基礎(chǔ)上開發(fā)的栲膠法克服了這兩項(xiàng)缺點(diǎn)。它是以純堿作為吸收劑，以栲膠為載氧體，以 2NaVO 為氧化劑。 基于此，在 焦?fàn)t煤氣 脫硫工藝的設(shè)計(jì)中我采用濕式栲膠法 脫硫 工藝。 栲膠的認(rèn)識(shí) 栲膠是由植物的皮，果，莖及葉的萃取液熬制而成的。其主要成分為丹寧，約占 66%，以栲膠來(lái)配制脫硫液效果最佳。栲膠的主要成分為多種水解丹寧，是有許多結(jié)構(gòu)相似的酚類衍生物所組成的多酚基化合物，由于其含有許多活潑的烴基，所以具有很強(qiáng)的吸氧能力，在脫硫過(guò)程中起著載氧的作用。堿性栲膠脫硫液是由栲膠，碳酸鈉及偏釩酸鈉等主要成分構(gòu)成的水溶液。栲膠水溶液在空氣中易被氧化， 即丹寧中較活潑的羥基易被空氣中的氧氧化，生成醌態(tài)化合物。特別是當(dāng)溶液的 PH 值大于 9 的時(shí)候，丹寧的氧化特別顯著。由于栲膠水溶液在較高濃度時(shí)成為典型的膠體溶液，并且在較低溫度時(shí)容易出現(xiàn) 3NaVO 及 3NaHCO 沉淀，因此在配制脫硫液前必須對(duì)栲膠水溶液進(jìn)行熟化預(yù)處理。即將含栲膠 20～ 33g