【正文】 行沿海、沿江、沿線開放開發(fā)戰(zhàn)略中，處于中部沿海開放帶和隴蘭（隴?！m新）地帶的交匯處，也是長江三角洲與環(huán)渤海灣兩大經(jīng)濟區(qū)的結(jié)合部，具有東靠西移、南北對接、雙向開放、梯度推進的戰(zhàn)略區(qū)位特征。煤氣中的硫分為有機硫和無機硫，其中以硫化氫為主，占90%以上，而煤氣中的硫有90%~95%以硫化氫的形式存在，所以脫硫化氫是煤氣脫硫的關(guān)鍵。作為非常重要的畢業(yè)設(shè)計，它有以下任務(wù)及要求：，對焦化廠煤氣脫硫工段進行工藝論證；，進行物料平衡、熱量衡算，計算和設(shè)計煤氣脫硫塔和再生塔，根據(jù)計算進行主要設(shè)備的選型，繪制一張非標(biāo)設(shè)備圖；3. 進行脫硫工段的設(shè)備和工藝管道布置，繪制煤氣脫硫工段的工藝流程圖、總平面布置圖、和設(shè)備與工藝管道平面圖和立面圖；，對脫硫工段設(shè)計的非工藝技術(shù)部分提出要求，根據(jù)崗位設(shè)置與崗位操作編制崗位人員編制；；6..編制設(shè)計說明書。通過本次設(shè)計，我們可以將我們的認(rèn)識提高到一個新的高度，對各方面的技能是一次很好的訓(xùn)練，如我們能更加熟練的查閱和運用各種文獻，對如何認(rèn)識問題，分析問題，解決問題會有更深的體會，對即將走向工作崗位的我們是一次極好的鍛煉。該脫硫工段擬設(shè)在江蘇徐州郊區(qū)，主要由以下幾個方面決定：脫硫工段要與焦化廠配套，是與焦化廠的地理位置一致的。1986年蘇魯豫皖四省接壤地區(qū)18個城市成立淮海經(jīng)濟區(qū)，徐州客觀形成了南京以北、濟南以南、連云港以西、鄭州以東這一區(qū)域的中心城市，輻射范圍近20萬平方公里。綜上，焦化廠設(shè)置在徐州地區(qū)，并輔以脫硫工段與之配套，不致環(huán)境污染，影響人民居住，才更有利于城市健康快速發(fā)展。硫化氫在煤氣中的質(zhì)量濃度一般為3g/標(biāo)m3干煤氣 15 g/標(biāo)m3干煤氣。供化學(xué)合成工業(yè)時，硫化氫允許含量為12mg/N，要是用來做民用煤氣，則其含量要求應(yīng)低于20mg/N。三是降低鋼鐵企業(yè)用煤氣中硫化氫的含量可以使鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋼材。干法脫硫主要用于氣量較小的煤氣脫硫或脫硫精度高的二次脫硫。煤氣的干法脫硫裝置常用的多為箱式，箱式干法脫硫裝置設(shè)備較笨重，占地面積大，更換脫硫劑時勞動強度大。濕法脫硫按溶液的吸收與再生性又分為氧化法、化學(xué)吸收法和物理吸收法。 （2）化學(xué)吸收法：是以稀堿液為脫硫劑與硫化氫進行化學(xué)反應(yīng)而形成的化合物，當(dāng)富液溫度升高，壓力下降時，該化合物分解放出硫化氫，脫硫劑得到再生。雖然濕法脫硫的方法很多，但基本上包括吸收與再生兩部分。(一) 砷減法與改良砷減法這兩種方法都屬于濕式氧化脫硫法，改良砷減法是砷減法的改進也稱為GV法（GiammaarcoVetrocoke Process）。因此，砷堿法已基本淘汰。熟化反應(yīng)在氧化塔中進行。目前在我國已得到廣泛應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)式分別為：　　　　　　2，6—蒽醌二磺酸　　　　　　　　　2，7—蒽醌二磺酸 ③ 氧化析硫： 2RC + NaHCO3 + O2→RC=O + RC+ Na2CO3+ 2S↓+ H2O ④ .： 2RC + O2+ NaHCO3→ 2RC=O + Na2CO3 + H2O上述反應(yīng)①是在脫硫塔中進行的，反應(yīng)②和反應(yīng)③是在循環(huán)槽中進行的，反應(yīng)④是在再生塔中進行的。由于偏釩酸鈉中的釩離子能夠變價（釩離子可以由4價正離子變?yōu)?價正離子或反之），當(dāng)脫硫液中加入偏釩酸鈉后，可改變傳遞氧的途徑。這種再生它具有效率高、操作穩(wěn)定的優(yōu)點，但設(shè)備高大且空氣鼓風(fēng)的動力消耗大是其缺點。%的硫磺。栲膠法已被一些工廠采用。(四) APS法APS法亦稱苦味酸法，該法以煤氣中的氨為堿源，苦味酸作催化劑，具有脫硫效率高，操作簡便，不污染大氣，脫硫液無毒性，易再生等特點。因所使用的吸收劑不同分為氨型塔卡哈克斯法和鈉型塔卡哈克斯法。該法由濕法脫硫（氨型塔卡哈克斯法）及脫硫廢液處理（希羅哈克斯HIROHAX濕式氧化法）兩部分組成，經(jīng)處理后的脫硫液送往硫銨母液系統(tǒng)制取硫銨。② 氧化反應(yīng)硫氫化銨在氧化催化劑的作用下析出硫NH4HS＋NQ(氧化態(tài)) + H2O →NH4OH + S↓+ NQ(還原態(tài))氧化態(tài)NQ的分子式為： 還原態(tài)NQ的分子式為：　　　?、?再生反應(yīng)在再生塔，向吸收液吹入空氣，催化劑即從還原態(tài)再生為氧化態(tài)。(2) 希羅哈克斯（HIROHAX）濕式氧化法處理廢液為了保持脫硫吸收液中的各種銨鹽及硫磺不大于一定的濃度，必須從吸收液中提取一部分進行廢液處理，將硫磺及含硫銨鹽濕式氧化為硫銨。氨型塔卡哈克斯法的工藝流程特點（TAKAHAX與HIROHAX），脫硫效率高達(dá)99%，在脫除硫化氫的同時可以脫出氰化氫，氫化氫的脫除率為85%～90%。，相當(dāng)于將煤氣中100%的硫化氫轉(zhuǎn)化為硫酸可替代硫銨耗酸量的50%～60%。從上面的論述中我們可以看出雖然干法脫硫效果好，不過僅適用于硫化氫含量較低，脫除要求比較高的場合。通過結(jié)合焦化廠自身的實際情況，綜合考慮各方面因素，如技術(shù)的先進性與生產(chǎn)的實用性，工程投資與生產(chǎn)費用，產(chǎn)品方案與市場需求，經(jīng)濟、社會效益等，在認(rèn)真分析比較后。并且整個化學(xué)反應(yīng)在脫硫塔內(nèi)，傳質(zhì)系數(shù)較大，有利于反應(yīng)。另外，析出的元素硫容易使脫硫塔的木格堵塞，并且所需的溶液循環(huán)量大。如石灰石石膏法， 以其優(yōu)越性得到了廣泛的應(yīng)用。，實現(xiàn)綜合利用脫硫工藝的運行需要消耗大量的吸收劑，給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)，如果能利用工業(yè)廢物替代常用的脫硫劑，則會降低成本，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的有機統(tǒng)一。如磷酸銨肥法PAFP流程，由于副產(chǎn)品可以作為復(fù)合肥料，發(fā)展前景看好。同時戈爾膜過濾器應(yīng)用在脫硫回收系統(tǒng)，具有自動化程度高、運行成本低、操作簡單的特點.3 、原料和產(chǎn)品焦?fàn)t煤氣進入吸收塔，與從塔頂下來的吸收液逆流接觸，煤氣中的硫化氫被脫硫液吸收后，從塔頂排出。如太高則會增加副反應(yīng)，使堿耗增加，同時還會增快硫的析出而導(dǎo)致堵塔。硫泡沫系統(tǒng)大量的硫泡沫是在再生塔中生成的，泡沫被空氣流推至塔頂擴大部分?！? oC，這是系統(tǒng)水平衡的需要，尤其是在不提取硫氰酸鈉時更為必要。，偏釩酸鈉則可用廢釩催化劑通過堿液萃取法制備。atm)，則需要用木格填料的傳質(zhì)面積（單塔） m2其中： N―H2S的吸收量kg/hK―傳質(zhì)系數(shù)kg/(cm2理由：液體流量大，噴淋范圍大，結(jié)構(gòu)簡單，不易堵塞。為將流動塔壁處的液體重新匯集餅引向塔中央?yún)^(qū)域，可在填料層內(nèi)每隔一定高度設(shè)置液體再分配器。本設(shè)計取H=2D’= 再分配器個數(shù)為n=247。表42 支撐架尺寸（采用不銹鋼）塔徑/（mm）圈外徑/（mm）圈內(nèi)徑/（mm） 厚度/（mm）62006180 6155 6 塔底設(shè)計溶液在釜內(nèi)停留15min，塔底高（h）：塔徑（d）=3:1塔底料液量 LW=LT=塔底體積 因為 VW=πd2h/4， h=3d所以 d=（VW/π）1/3=（247。脫硫塔的操作溫度在3040之間，這樣的溫度太低就不需要考慮散熱損失，也不必加上保溫材料。并且填料應(yīng)滿足以下要求：即填料的比表面積大而且液體容易潤濕填料的表面，另外填料對氣體的阻力要小，孔隙率要大，重量要輕，強度要大，價格要低。周邊溢流的優(yōu)點是硫泡沫流出均勻。與之相對應(yīng)的逆流則是溶液由塔上部進入底部流出，空氣則由塔底部進入上部流出。h）則塔徑 m其中：Q——空氣量取塔徑D==7400mm 再生塔擴大部分的設(shè)計 ，==9620mm塔高的計算①設(shè)脫硫塔在塔內(nèi)的停留時間為25min②再生塔的有效容積（單塔）為m3③再生塔容積設(shè)再生塔的溶液充滿率為70%，則再生塔的容積為m3 再生塔有效高度m 計算再生槽高度H，m H= H1 + H2 + H3　　 H1 ——再生塔有效高度， H1取26m；　　　 H2 ——其他高度，取H2 =。在再生塔內(nèi)部有三塊空氣分布板，它們的作用是保證氣液的充分接觸，并在塔內(nèi)均勻分布，再生塔的操作溫度約在4045的范圍內(nèi)，這種溫度比較低?！緟⒖肌督够O(shè)計參考資料》【參考《焦化設(shè)計參考資料》℃,由Q=K得，型號為采用型號為 JB8159的立式貯槽加熱器。 .共用閘閥（全開）4個，彎頭15個，則局部阻力當(dāng)量長度為：循環(huán)液的物理特性：t=℃ ρ=993kg/m3 μ= 則吸入管中流速：則排出管中流速：取管子的絕對粗糙度：ε=相對粗糙度：//則 查表化工原理上冊圖127得： 則 換熱器規(guī)格：管長L:3m管徑Φ:25 管數(shù):78 面積:計算換熱面積:㎡管壁絕對粗糙度取為 查表《化工原理》上冊圖127知：管道出口取1，則加熱器的阻力損失為:再生塔的塔高為h=揚程據(jù)此及流量選用泵型號:100F92A泵的流量: 轉(zhuǎn)數(shù)： 2960軸功率： 機功率： 40kw揚程為： 110m許吸上真空度： 4m葉輪外徑： 256mm 配帶電機 型號： Y160M1—2 功率： 40kW 重量： 1080kg：硫硫泡沫槽是一鋼制，內(nèi)有間接蒸汽加熱管以及機械攪拌或壓縮空氣攪拌裝置。（1）初步設(shè)計需要帶控制點的工藝流程圖。（4）車間定員。塔區(qū)在煤氣的一側(cè)，再生塔與脫硫塔相對應(yīng)，同時，反應(yīng)槽與泵房相對應(yīng)，使循環(huán)液能夠直接進入泵房，通過加熱器進入再生塔；塔區(qū)和硫回收區(qū)通過管路相連；塔區(qū)與槽區(qū)平行排列，使循環(huán)液出塔即可進入槽區(qū)。（2）便于操作管理，并能保證安全生產(chǎn)。除了符合以上要求外還要仔細(xì)考慮一下問題:（1）物料因素（2）考慮施工操作和維修（3）安全生產(chǎn)（4）其他因素 ①管道和閥門一般不宜直接支撐在設(shè)備上。 ③管道布置是應(yīng)兼顧電纜和照明、儀表及采暖通風(fēng)等其他非工藝管道布置。，塔區(qū)操作平臺和脫硫廠房之間應(yīng)有相同的平臺，以保證生產(chǎn)的順利。 本設(shè)計的工藝布置嚴(yán)格按照如上所述之布置要求，并且以人為本，著重考慮人的因素。照明：這是非常靈活的，可以根據(jù)具體的情況需要，如在一些重要的、并且比較空闊的地方裝置功率比較高的燈，以此類推。電訊：根據(jù)生產(chǎn)的需要和工人工作環(huán)境的惡劣狀況。為了生產(chǎn)協(xié)調(diào)，在儀表室內(nèi)應(yīng)裝有直通電話和調(diào)度電話。壓縮空氣無需動力部供給。故設(shè)有軸流通風(fēng)機排風(fēng)，風(fēng)機設(shè)在四樓，由熔硫工給信號，泡沫工負(fù)責(zé)啟動和關(guān)閉（本設(shè)計不需要），一般操作室內(nèi)采用吊扇或臺扇，硫磺倉庫和堿庫等采用自然通風(fēng)。對于鼓風(fēng)機、換熱器、脫硫塔和再生塔等大型設(shè)備的大修，應(yīng)由企業(yè)級機修或基建部門承擔(dān)。因此，在本工段很多線路配有一定數(shù)量的控制與檢測儀表。脫硫塔的操作溫度在30~40 oC之間，溫度低，故不考慮散熱損失，不加保溫材料。填料應(yīng)滿足：單位體積填料的表面積大且填料的表面積，易被液體所潤濕。再生塔設(shè)備中的防腐是非常需要注意的地方，這里尤其要注意。為了便以定期檢修和維修，在每塊空氣分布板上都開設(shè)有人孔。其具體的規(guī)格如下：泵的流量: 轉(zhuǎn)數(shù)：2960 軸功率： 機功率：40kw 揚程為：110m 許吸上真空度：4m 葉輪外徑：256mm 配帶電機 型號：Y160M1—2 功率：40kW 重量：1080kg在本設(shè)計中，選用的空氣壓縮機型號為3L—10/8，具體情況如前所述。，往系統(tǒng)中適當(dāng)補充、酒石酸鉀鈉等原料。每小時對各檢測點的溫度、壓力、電流等作一次記錄。外冷卻器每班放一次。經(jīng)常檢查儀表的分析數(shù)據(jù)，認(rèn)真做好各項工作記錄。 ③不用的再生塔的液位調(diào)節(jié)器每班搖一次。： ①負(fù)責(zé)再生塔擴大部分液位調(diào)節(jié)的，應(yīng)保持系統(tǒng)中硫泡沫正常溢流以保證脫硫效率，防止脫硫木格子堵塞。操作流程： ，將蓋緊好，并關(guān)閉放散閥，防止漏氣。 ，打開放散。 戈爾膜工職責(zé)： ，生產(chǎn)合格產(chǎn)品硫磺，同時回收戈爾膜放出的溶液。 ，互相協(xié)作，保證本工段的安全生產(chǎn)。9 經(jīng)濟核算《化工工藝手冊》和《焦化設(shè)計手冊》。（）計價，其中煤氣管道比較特殊，則依照原材料就地加工這種情況進行計算。④工具費用設(shè)定以工具費用的1%進行計算。 投資概算 土建部分表91 土建概算表建筑名稱面積（m2）單價（元/ m3）總值（元）泵房226800配電室4570031500樓房20007001400000合計20251658300 設(shè)備部分設(shè)備的價格在查閱多種資料后選定《化工工藝設(shè)計手冊》第二分冊，《煤炭化工工業(yè)篇用設(shè)備及主要器材——價格匯編》下冊。 表94煤氣閥門型號Z542W—1 Pg1 Dg800數(shù)量16材料灰鑄鉄單價2800元/個總計4480012型號Z41—16 Pg1 Dg350Z41H—16 Pg1 Dg400數(shù)量1110材料鑄鐵鑄鐵單價15001750小計16