【正文】 液體重度大。 氧化槽是一大直徑的圓槽，槽內(nèi)放置多支噴射器。 氧化 槽 世界上使用最多的是有空氣分布板的垂直槽，圓形多孔板安裝于氧化槽的底部，孔徑一般為 2mm，空氣壓力必須克服氧化槽內(nèi)溶液的壓頭與分布板的阻力，空氣在氧化器的截面均勻的鼓泡，液體與空氣并流向上流動，硫泡沫在槽頂部的溢流堰分離，分離硫后的清液在氧化槽頂部下面一點引出。 工藝流程 擬設(shè)計栲膠法 脫硫及再生反應(yīng)過程如下： (1) 吸收：在吸收塔內(nèi)原料氣與脫硫液逆流接觸硫化氫與溶液中堿作用被吸收； (2) 析硫：在反應(yīng)槽內(nèi)硫氫根被高價金屬離子氧化生成單質(zhì)硫； (3) 再生氧化：在噴射再生槽內(nèi)空氣將酚態(tài)物氧化為醌態(tài)； 以上過程按順序連續(xù)進行從而完成氣體脫硫凈化，濕法脫硫和再生工藝流程如下 (見圖 )： 1－分離器； 2－脫硫塔； 3－水封； 4－循環(huán)槽； 5－溶液泵； 6－液位調(diào)節(jié)器； 7－再生槽； 8－硫泡沫槽； 9－真空過濾機； 10－熔硫釜； 11－空氣壓縮機； 圖 1 濕法栲膠脫硫工藝流程簡圖 主要設(shè)備介紹 填料塔 填料塔用于要求高的 H2S 脫除效率。通常吸收與再生在同一溫度下進行，約為 30～ 40℃。L1) 栲膠 ∕(g 栲膠濃度 作為氧載體，栲膠濃度應(yīng)與溶液中釩含量存在著化學(xué)反應(yīng)的計量關(guān)系。 NaCO3+CO2+H2O→2NaHCO 3 Na2CO3+2HCN→2NaCN+H 2O+CO2 NaCN+S→NaCNS 2NaCNS+5O2→Na 2SO4+CO2+SO2+N2 2NaHS+2O2→Na 2S2O3+H2O 主要操作條件 溶液組分 溶液的主要組分是堿度、 NaVO栲膠。其中改良蒽醌二磺酸法的脫除效率高，應(yīng)用更為廣泛。 設(shè)計任務(wù)的依據(jù) 工藝參數(shù)： 半水煤氣中 H2S， C1=% 凈化氣中 H2S， C2=% 入吸收塔半水煤氣量， G0 = 60000m3/h 入冷卻塔半水煤氣溫度， t1=50 ℃ 出冷卻塔入吸收塔半水煤氣溫度， t2=35 ℃ 入吸收塔半水煤氣壓力， (表 ) 設(shè)計 目標(biāo)： 半水煤氣中 H2S 濃度 ≤% 2 生產(chǎn)流程或生產(chǎn)方案的確定 焦?fàn)t煤氣的凈化主要是要脫除煤氣中的 H2S，脫硫的方法有兩種：干法脫硫、濕法脫硫。 (3) 脫硫效率大于 98℅，所析出的硫容易浮選和分離。 栲膠法脫硫工藝，將堿性栲膠溶液打入溶液循環(huán)槽，自循環(huán)槽出來，經(jīng)過濾加壓后進入系統(tǒng)的裂脫塔，吸收氣體中的 H2S，由裂脫塔出來的溶液進入裂脫再生塔，再生好的溶液由塔底流到溶液循環(huán)槽，經(jīng)過濾加壓循環(huán)使用；脫硫溶液從循環(huán)槽出來后經(jīng)過濾加壓送到變脫塔，吸收氣體中的 H2S，由變脫塔出來的溶液進入變脫溶液再生塔，再生好的溶液由變脫再生塔出來，進入變脫溶液循環(huán)槽，再經(jīng)過濾加壓，如此循環(huán)使用。在栲膠溶液氧化過程中，伴隨著吸光性能的變化。 基于此，在合成氨脫硫工藝的設(shè)計中我采用改良 ADA 法工藝。 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，且可以回收有價值的元素硫，從而構(gòu)成一個連續(xù)脫硫循環(huán)系統(tǒng)。在我國，熱煤氣脫硫現(xiàn)在仍處于試驗研究階段，還有待于進一步完善，而冷煤氣脫硫是比較成熟的技術(shù) ，其脫硫方法也很多。硫也是工業(yè)生產(chǎn)的一種重要原料。15萬噸 /年合成氨原料氣凈化脫硫工段設(shè)計 1 總 論 概述 合成氨原料氣中的硫是以不同形式的硫化物存在的，其中大部分是以硫化氫形式存在的無機硫化物，還有少量的有機硫化物。因此為了保 持人們優(yōu)良的生存環(huán)境和提高企業(yè)最終產(chǎn)品質(zhì)量，對半水煤氣進行脫硫回收是非常必要的。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?，F(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）及有機胺法。 的理化性質(zhì) ADA 是蒽醌二磺酸 (Anthraqinone Disulphonic Acid)的縮寫。當(dāng)溶液充分氧化后，其消光值則會穩(wěn)定在某一數(shù)值附近，這種溶液就能滿足脫硫要求。 栲膠法脫硫的優(yōu)缺點 優(yōu)點 (1) 栲膠資源豐富、價格低廉、無毒性、脫硫溶液成本低，因而操作費用要比改良 ADA 法低。 (4) 栲膠法脫硫整個脫硫和再生過程為連續(xù)在線 過程，脫硫與再生同時進行，不需要設(shè)置備用脫硫塔。 干法脫硫既可以脫除無機硫，又可以脫除有機硫，而且能脫至極精細(xì)的程度，但脫硫劑再生較困難，需周期性生產(chǎn)，設(shè)備龐大，不宜用于含硫較高的煤氣，一般與濕法脫硫相配合，作為第二級脫硫使用。但此法在操作中易發(fā)生堵塞，而且藥品價格昂貴，近幾年來，在改良 的基礎(chǔ)上開發(fā)的栲膠法克服了這兩項缺點。 堿度 溶液的總堿度與其硫容量成線性關(guān)系，因而提高總堿度是提高硫容量的有效途徑，一般處理低硫原料氣時，采用的溶液總堿度為 ，而對高硫含量的原料氣則采用 的總堿度。從絡(luò)合作用考慮，要求栲膠濃度與釩濃度保持一定的比例，同時還應(yīng)滿足栲膠對碳鋼表面緩蝕作用的含量要求。L1) NaVO3∕(g CO2的影響 栲膠脫硫液具有相當(dāng)高的選擇性。用作脫硫的填料塔每段填料間設(shè)有人孔，以供檢查用。這種形式的氧化槽需要鼓風(fēng)機將空氣壓入。氧化槽目前使用最佳的是雙套筒二級擴大式，脫硫液通過噴射再生 管道反應(yīng)，氧化再生后，經(jīng)過尾管流進浮選筒，在浮選筒進一步氧化再生，并起到硫的浮選作用。在內(nèi)筒和環(huán)形空間由于重度不同形成循環(huán)。m2)截面。此槽容積可按存放 3～ 6h 的硫泡沫存量計算。 中國最近使用戈爾膜過濾器來過濾硫泡沫。這一工藝可在同樣的時間內(nèi)達到傳統(tǒng)過濾器 5～ 20 倍的過濾流量，而用傳統(tǒng)的過濾材料是無法實現(xiàn)這種頻繁的反清洗工藝的。過濾一段時間后濾餅達到定值時，控制系統(tǒng)進入反沖狀 態(tài)， 4閥自動切換，反沖清膜，濾餅脫離袋沉降到錐底部，系統(tǒng)重新進入過濾狀態(tài)。其容積按能充滿 70%～ 75%計算，而放入的硫泡沫含有 40%～ 50%的水分。中國介紹，用玻璃纖維加強聚酯涂料，在液體浸濕到的部位涂刷 ～ 厚。K) 硫膏的熔融熱 Ch= KJ/Kg 熔硫釜周圍空間的散熱系數(shù) λ= KJ/(m 噴射再生槽管內(nèi)空氣流速取 WA = m/s ； 噴射再生槽尾管直徑擴張角取 α3 = 7176。K)； T4 — 槽中硫泡沫初溫， t1 = 400C； T3 — 槽中硫泡沫終溫， t2 = 800C； — 小時氨產(chǎn)量， t/h 蒸汽消耗量， W4,Kg/t NH3 W4 = Q2/r1 = 39008/ = Kg/t NH3 式中 r1 － 蒸汽的汽化熱， r1 = KJ/Kg 熔硫釜熱量衡算 熔硫釜熱負(fù)荷 Q3,KJ/釜 Q2 =G8Csρs(t5t6)+ +4λF(t5t6) = 1500（ 13515） + 1500 + 492（ 13515） = KJ/釜 式中 G8 － 每一釜硫膏量， m3/熔硫釜， G8= = = m3/釜 Vr － 常用熔硫釜全容積為 － 熔硫釜裝填系數(shù)為 75% Cs — 硫膏的比熱容 ,KJ/(Kg0C)， λ= KJ/(ms， μ= mMPa 式中 KG － 傳質(zhì)系數(shù)， kg/m2 P1*= P2*=0 所需傳質(zhì)面積的計算 AP = G1/ KG△ Pm = 147/103 =14985 m2 填料層高度的計算 HP = AP/=14985/42114 = m 取填料層高度 :HP =11 m 對 于階梯環(huán)填料，m a x8 ~ 1 5 , 6h h m mD ?? 取 8hD? ,則 8 40 00 32 00 0h mm? ? ? 計算得填料層高度為 11000mm,故無需分段 壓降的計算 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖計算填料層壓降 [10] 橫坐標(biāo)為 GLww ???????? 4 7 0 1 0 5 0 1 .0 56 0 0 0 0 1 .0 5 1 0 5 0? ??????? ?? ?? ? 縱坐標(biāo)為 2 0. 220. 2998 75 89 105 0 105 0 LLug??? ????? ? ? ???????????? ? u －空塔氣速， m/s g －重力加速度， ? －填料因子， m1 ? －液體密度校正系數(shù)， ? =?水 /?液 L? , G? －液體 ,氣體的密度， 3/kgm L? －液體粘度， amps LW , GW －液體，氣體的質(zhì)量流量， /kgs 查圖得 / 40 /aP Z P m?? 填料層壓降為 40 11 440app? ? ? ? 塔徑與填料尺寸之比： 4000/50=80 10 所以填料選擇正確。h ； de － 填料直徑 ,m ； 噴射再生槽的計算 槽體 再生槽直徑 D1的計算 D1 = I = 1470 150?? = m 圓整： D1 = 6 m 式中 D1 — 槽體直徑， m Ai — 吹風(fēng)強 度， m3 /(h 尾管直徑的計算 de =eiWL = （ 200/1） = 266 mm 選 θ299? 的管 式中 de — 尾管直徑， mm ； We— 尾管中流體速度， m/s，取 We = 1 m/s ； 擴張管長度的計算 L4 = 2/2 3?tg dd me?= 284158/ 2tg（ 7/2） = 1030 mm 式中 L4— 擴張管長度， mm ； α3— 擴張角，取 α3 = 7176。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。自己 要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前總覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。 在此要感謝指導(dǎo)老師宋軍超對我的悉心指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。 設(shè)計中出現(xiàn)的不足之處我會在以后的工作學(xué)習(xí)中進一步完善。h L4 擴張管長度 mm de 尾管直徑 mm We 尾管中流體速度 m/s ； L2 吸氣室收縮長度 mm L1 吸氣室高度 mm WA 管內(nèi)空氣流速 m/s ； dM 吸氣室直徑 mm da 空氣入口管直徑 mm L3 混合管長度 m m 噴射器形狀系數(shù) dm 混合管直徑 m L7 噴嘴總長度 m L6 噴嘴喉管長度 m N 噴嘴個數(shù) 個 Li 每個噴射器溶液量 m3/h di 噴嘴孔徑 m Wi 噴射處溶液流速 m/s dL 溶液入口管直徑 m L5 噴嘴入口收縮段長度 m 符號 名稱 單位