【正文】 槽，不需要空氣鼓風(fēng)機(jī)。 填料的作用是完成對(duì)脫硫液及氣體的再分布，同時(shí)為氣液分布提供較大的相界面。而填料是填料塔的核心部作分，填料塔操作性能的好壞與所選的填料有很大的關(guān)系，選擇填料應(yīng)當(dāng)遵循一下原則：?jiǎn)挝惑w積填料的表面積大，氣液相接觸的自由體積大；填料空隙率要大，氣相阻力??；重量輕，機(jī)械強(qiáng)度高；耐介質(zhì)腐蝕，經(jīng)久耐用，價(jià)格低廉。 擬設(shè)計(jì)栲 膠法 脫硫及再生反應(yīng)過(guò)程如下： 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 10 （ 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(jià)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(guò)程按順序連續(xù)進(jìn)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(jiàn)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(guò)濾機(jī)； 10－熔硫釜； 11－空 氣壓縮機(jī)； 圖 1 濕法栲膠脫硫工藝流程簡(jiǎn)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。 工藝流程 來(lái)自除塵工段的焦?fàn)t 煤氣從脫硫塔底部進(jìn)入，與塔頂上噴淋下來(lái)的栲膠脫 硫液逆流接觸，在極短時(shí)間內(nèi)完成吸收硫化氫的反應(yīng)。通常吸收與再 生在同一溫度下進(jìn)行，約為 30～ 40℃ 。L 1) 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(jì)量關(guān)系。 PH 值再 ~。 3 生產(chǎn)流程說(shuō)明 反應(yīng)機(jī)理 反應(yīng)機(jī)理是脫硫的根本，也是整個(gè)脫硫過(guò)程中的核心部分。 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)。適當(dāng)開(kāi)啟清洗塔，放空閥，焦?fàn)t 煤氣脫硫合格后，與壓縮工段聯(lián)系，并關(guān)閉放空閥，向壓縮機(jī)一段送氣； （ 13）根據(jù)再生槽的硫泡沫形成情況，調(diào)節(jié)液位調(diào)節(jié)器，保持硫泡 沫的正常溢流； （ 14）分析粗 煤氣中氧含量合格后，開(kāi)啟靜電除焦油塔。 硫化氫經(jīng)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入血液中來(lái)不及氧化時(shí)就會(huì)引起會(huì)全身中毒反應(yīng)，隨硫化氫濃度的增加會(huì)造成呼吸麻痹，窒息以致停止呼吸而死亡 。 （ 1）配制脫硫液和往系統(tǒng)中補(bǔ)加時(shí)都要經(jīng)過(guò)加熱溶化制備過(guò)程。栲膠本身既是氧化劑，又是釩的絡(luò)合劑，脫硫溶液的組成比改良 ADA 法簡(jiǎn)單，且脫硫過(guò)程沒(méi)有 硫磺 堵塔問(wèn)題。栲膠法脫硫整個(gè)脫硫和再生過(guò)程為連續(xù)在線過(guò)程，脫硫與再生同時(shí)進(jìn)行，不需要設(shè)置備用脫硫塔。 栲膠法脫硫的優(yōu)缺點(diǎn) 栲膠法脫硫是目前工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用較多的濕式脫硫方法，它本身有許多優(yōu)越之處，但是與此同時(shí)，也存在著許多的不足。通常制備栲膠溶液的預(yù)處理?xiàng)l件列舉在表 1中： 表 1 制備栲膠溶液的與處理?xiàng)l件 方法 項(xiàng)目 用 Na2CO3配制溶液 栲膠濃度 ∕(g同時(shí)丹寧能與多種金屬離子（如釩、鉻、鋁等）形成水溶性絡(luò)合物；在堿性溶液中丹寧能用與鐵、銅反應(yīng)并在其材料表面形成丹寧酸性薄膜，因而具有防腐蝕作用。即將含栲膠 20～ 33g/l， Na2CO3380～ 133g/l的栲膠誰(shuí)溶液直接通蒸汽與空氣，在 80～ 90176。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。 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?，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(jī)胺法。 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。 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 。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 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(lèi)：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。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。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。其中改良 蒽醌二磺酸法的脫除效率高，應(yīng)用更為廣泛。 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。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。C 的條件下氧化 10～ 24h，破壞其膠性。 由于栲膠水溶液是膠體溶液，在將其配制成脫硫液之前，必須對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，以消除共膠體性和發(fā)泡性，并使其由酚態(tài)結(jié)構(gòu)氧化成醌態(tài)結(jié)構(gòu)，這樣脫硫溶液才具有活性。L 1) 10～ 30 堿度 ∕N ～ 氧化溫度 ∕℃ 70～ 90 空氣量 溶液不翻出器外 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 消光值 穩(wěn)定在 將純堿溶液用蒸汽加熱，通入空氣氧化，并維持溫度 80～ 90℃ ，恒溫 10h 以上，讓丹寧物質(zhì)發(fā)生降解反應(yīng)，大分子變小，表面活性物質(zhì)變成非表面活性物質(zhì)，達(dá)到預(yù)處理目的。 栲膠是聚酚類(lèi)（丹寧）物質(zhì)，可替代 ADA 作為載氧 體，價(jià)格低廉，栲膠本身還是良好的絡(luò)合劑，不需要添加酒石酸鉀鈉的絡(luò)合劑。煤氣脫硫凈化程度可以根據(jù)企業(yè)需要，通過(guò)調(diào)整溶液配比調(diào)整，適時(shí)加以控制，凈化后煤氣中H2S含量穩(wěn)定。 （ 3） 脫硫效率大于 98℅ ，所析出的硫容易浮選和分離。 （ 2） 設(shè)備較多，工藝操作也較復(fù) 雜，設(shè)備投資較大。因此，為了 提高企業(yè)最終產(chǎn)品質(zhì)量和保持人們優(yōu)良的生存環(huán)境，對(duì)粗煤氣進(jìn)行脫硫是 非常必要的。 （ 1） 進(jìn)入系統(tǒng)的粗煤氣中硫化氫含量過(guò)高，或進(jìn)塔粗 煤氣氣量過(guò)大； （ 2）脫硫液循環(huán)量??； （ 3）脫硫液成分不當(dāng)； （ 4）脫硫液再生效率低或懸浮硫含量高； （ 5）進(jìn)脫硫塔的粗 煤氣或貧液溫度高； （ 6）脫硫塔內(nèi)氣液偏流，影響脫硫效率； 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 6 （ 1）聯(lián)系造氣工段更換含 硫量低的煤炭，降低進(jìn)脫硫系統(tǒng)粗煤氣中的硫化氫含量或適當(dāng)減少粗 煤氣氣量； （ 2）適當(dāng)加大脫硫液循環(huán)量； （ 3） 把脫硫液成分調(diào)整掃工藝指標(biāo)要求范圍內(nèi)； （ 4）檢修噴射再生器或適當(dāng)提高溶液進(jìn)再生器的壓力，增加自吸空氣量，提高溶液的再生兇案綠；檢修離心機(jī)濾網(wǎng)，減少漏泡沫量，增加再生槽硫泡沫的溢流量，減少溶液中懸浮硫含量； （ 5）加大氣體冷卻器的冷卻水，降低進(jìn)系統(tǒng)粗 煤氣溫度； （ 6）檢查清理脫硫塔噴頭及填料，確定氣液分布均勻。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。以下是栲膠法脫硫的反應(yīng)機(jī)理。堿度過(guò)高，副反 應(yīng)加劇。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(shí)還應(yīng)滿足栲膠對(duì)碳鋼表面緩蝕作用的含量要求。L 1) NaVO3∕(g CO2 的影響 栲膠脫硫液具有相當(dāng)高的選擇性。脫除硫化氫的 煤氣由塔頂出來(lái)，經(jīng)旋流板，分離器分離掉所夾帶的液滴后去壓縮工段。用作脫硫的填料塔每段填料間設(shè)有人孔，以供檢查用。而填料的類(lèi)型，尺 寸和堆積方式?jīng)Q定于所處理的介質(zhì)的性質(zhì)。脫硫液從塔頂經(jīng)分布器均勻噴淋在填料上，再填料表面形成液膜，并向下流動(dòng)，與經(jīng)填料空隙上升的氣體接觸，完成對(duì) H2S 的吸收。液體加壓從噴嘴進(jìn)入，空氣從文丘里的喉管吸入。內(nèi)筒上下各有一塊篩板，板上有正方形排列的篩孔，直徑 15mm，孔間距 20mm，開(kāi)孔率 44%?？諝饬髁空扔诹虻漠a(chǎn)量、反比于液體在氧化 器內(nèi)的有效高度，比值可按氧化器內(nèi)每米有效液面高度氧利用率為 %～ %來(lái)計(jì)算。第二個(gè)氧化器空氣 流量較小，使硫浮選。 H=54m,10SH6A,Q=468 m3/h。通常采用的真空過(guò)濾機(jī)，當(dāng)過(guò)濾 面積為 10m2時(shí)，其直徑為 ，長(zhǎng)為 。由于聚四氟乙烯自身的化學(xué)特性，它與任何物質(zhì)均不粘連，因而所有的濾餅均可被清洗下來(lái)，濾料又恢復(fù)新濾料的過(guò)濾能力，這樣過(guò)濾，反清洗，再過(guò)濾，再反清洗，一次又一次循環(huán)。泡沫液經(jīng) 1閥進(jìn)入過(guò)濾器，空氣經(jīng) 3閥排放后關(guān)閉河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 13 3閥，溶液經(jīng)上腔進(jìn)入貯槽。 熔硫釜 熔硫釜是一個(gè)裝有直接蒸汽和間接蒸汽加熱的設(shè)備，其操作壓力通常為 。為了防止設(shè)備被腐蝕，除選擇適當(dāng)?shù)哪透g材料制造設(shè)備外，還可以采用防腐措施對(duì)設(shè)備進(jìn)行防腐。機(jī)械密封是一種功耗小，泄漏率低，密封性能可靠，使用壽命長(zhǎng)的轉(zhuǎn)軸密封，被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中。 0C)； 常用熔硫釜全容積為 Vr = 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 15 熔硫釜裝填系數(shù)為 70﹪～ 75% 硫膏的比熱容 Cs = KJ/(Kg 噴射再生槽噴嘴喉管長(zhǎng)度 L6 = 3mm 噴射再生槽吸氣室收縮角 α 2 = 30176。 h ? ?1 0 1 2 1 1 2 2PQ G C t t W i W i? ? ? ????? 式中 0G — 入冷卻塔焦?fàn)t煤氣量， Kmol/(tNH3)； PC — 焦?fàn)t煤氣平均等壓比熱容， KJ/( ), PC = KJ/kmol； 12,tt— 入、出冷卻塔焦?fàn)t煤氣溫度； 12,WW— 入、出冷卻塔焦?fàn)t煤氣溫含水量， Kg/Kmol. 查得 120 . 7 8 4 / , 0 . 7 8 4 /W K g K m o l W K g K m o l?? 12,ii— 入 ， 出 冷 卻塔 條 件 下 水 蒸 氣 的 焓 ， Kcal/Kg, 查表知 12,ii 6 1 9 / 2 5 9 1 . 6 3 / , 6 1 9 . 6 / 2 5 6 4 . 8 3 /i K c a l K g k J K g i K c a l K g k J K g? ? ? ? 代入公式計(jì)算得 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 18 1Q =24000 〔 （ 5035） +（ ） 〕 =11462640 KJK),C f= KJ/(KghPa 填料層高度計(jì)算 吸收過(guò)程傳質(zhì)系數(shù) KG的計(jì)算 [3] 河南城建學(xué)