【正文】 為氧化劑。 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)。因此，必須進(jìn)行煤氣的脫硫。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 ～ 。有機(jī)硫化物在 溫度下進(jìn)行變換時，幾乎全部轉(zhuǎn)化為硫化氫。煤氣中硫化氫的存在會嚴(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，往往硫化物會使催化劑中毒，增加液態(tài)溶劑的黏度，影響產(chǎn)品的質(zhì)量等。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。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(xiàng)缺點(diǎn)。其 主要成分為丹寧，約占河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 2 66%， 以栲膠來配制脫硫液效果最佳。特別是當(dāng)溶液的 PH 值大于 9的時候，丹寧的氧化特別顯著。然后加 3NaVO 及軟水或稀氨水，配制成含栲膠～ ， Na2CO3 ， 3NaHCO g/l, 3NaVO 2～ ，送入脫硫液儲存槽，稀釋后使用。在栲膠溶液氧化過程中，伴隨著吸光性能的變化。 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(jìn)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(jìn)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 。此法的吸收效果與 ADA 相近，且具有不容易堵塞脫硫塔填料，栲膠資源豐富，價格便宜以及脫硫液活性好，性能穩(wěn)定，腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn)。 （ 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(fèi)用要 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(jìn)行，不需要設(shè)河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 4 置備用脫硫塔。 （ 1）對催化劑的危害 硫使甲烷化催化劑，高（中）溫變換催化劑，甲醇合成催化劑何氨合成催化劑的主要毒物之一，能使它們的活性和壽命降低； （ 2）對產(chǎn)品質(zhì)量的危害 碳銨生產(chǎn)過程中，當(dāng)變換氣中硫化氫含量高時，在碳化母液中積累增高。 煤氣脫硫系統(tǒng)的正常開車操作要點(diǎn) （ 1）檢查各設(shè)備，管道，閥門，分析取樣及電器，儀表等，必須正常完好。 設(shè)計任務(wù)的依據(jù) 工藝參數(shù)： 粗 煤氣 入吸收塔時 H2S的含量 ， C1=10 g/m3 凈化氣中 H2S的含量 ， C2= g/m3 入吸收塔 焦?fàn)t 煤氣量， G0 = 24000m3/h 入冷卻塔 焦?fàn)t 煤氣溫度， t1=50 ℃ 出冷卻塔入吸收塔 焦?fàn)t 煤氣溫度， t2=35 ℃ 入吸收塔 焦?fàn)t 煤氣壓力， (表 ) 設(shè)計目標(biāo)： 凈化 煤氣中 H2S 濃度 ≤ g/m3 2 生產(chǎn) 流程及 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。其中改良蒽醌二磺酸法的脫除效率高，應(yīng)用更為廣泛。 堿性水溶液吸收 H2S Na2CO3+H2S→NaHS+NaHCO 3 五價釩絡(luò)合物離子氧化 HS析出硫磺，五價釩被還原成四價釩 2V5++HS1→2V 4++S+H1+ 醌態(tài)栲膠氧化四價釩成五價釩，空氣中的氧氧化酚態(tài)栲膠使其再生，同時生成 H2O2 TQ（醌態(tài)） +V4++2H2O→THQ （酚態(tài)） +V5++2OH 2THQ+O2→2TQ+H 2O2 H2O2 氧化四價釩和 HS H2O2+V4+→V 5++2OH H2O2+HS→H 2O+S+OH 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 8 當(dāng)被處理氣體中有 CO HCN、 O2 時產(chǎn)生如下副反應(yīng) ： 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。 NaVO3 含量 NaVO3的含量取決于脫硫液的操作硫容，即與富液中的 HS濃度符合化學(xué)計量關(guān)系。目前還無法有化學(xué)反應(yīng)方程計算所需的栲膠濃度，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，比較適宜的栲膠與釩的比例為 ～ 左右。L 1) 稀溶液 3～ 4 濃溶液 6～ 8 溫度 操作溫度低，再生效果差；溫度過高，副反應(yīng)加劇，生成大量硫代硫酸鈉燈鹽類，常溫范圍內(nèi)， H2S、 CO2脫除率及 Na2S2O3生成率與溫度關(guān)系不敏感。在適宜的操作條件下，它能從含 99℅ 的 CO2原料氣中將 200mg/m3（標(biāo)）的 H2S 脫除至 45mg/m3（標(biāo)）以下。 脫硫后的富液由塔底出來去脫硫 塔液封槽，液封槽出來進(jìn)入富液槽，然后又再生泵加壓送到噴射器，在噴射器內(nèi)自吸空氣并在喉管及擴(kuò)散管內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，然后液氣一起進(jìn)入在再生槽，由底部經(jīng)篩板上翻，進(jìn)行栲膠溶液的氧化再生和硫泡沫浮選，再生后的貧液流入貧液槽，再生脫硫泵分別送往脫硫塔，循環(huán)使用。 填料塔結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，制造方便。氣液流量的大小和允許的壓力降。 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(diǎn)引出。 氧化槽是一大直徑的圓槽，槽內(nèi)放置多支噴射器。內(nèi)筒吹風(fēng)強(qiáng)度大，氣液混合物的重度小，而內(nèi)外筒的環(huán)形區(qū)基本上無空氣泡，因此液體重度大。氧化器直徑正比于空氣流量與空氣比重的平方，為了得到良好的硫浮選，空氣流速一般選 25～ 30m3/(min 反應(yīng)槽 內(nèi)有隔板以塊。 硫泡沫槽 硫泡沫槽是一錐形底的鋼制圓筒，槽頂設(shè)有 15～ 25 轉(zhuǎn) /min 的攪拌機(jī)一個，以保持槽內(nèi)硫泡沫經(jīng)常呈懸浮狀態(tài)。 中國最近使用戈?duì)柲み^濾器來過濾硫泡沫。這一工藝可在同樣的時間內(nèi)達(dá)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(shí)現(xiàn)這種頻繁的反清洗工藝的。過濾一段時間后濾餅達(dá)到定值時，控制系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)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。如在吸收塔，再生器的 內(nèi) 表面可適當(dāng)?shù)耐扛脖Ｗo(hù)層。以減少溶液的漏損。 0C) 硫膏的熔融熱 Ch= KJ/Kg 熔硫釜周圍空間的散熱系數(shù) λ= K J/(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(kuò)張角取 α 3 = 7176。 m3/ kmolK) ； t3— 槽 中硫泡沫 終 溫， t3 = 800C； t4 — 槽中硫泡沫 初 溫， t4 = 400C； 蒸汽消耗量， W4,Kg/h W4 = Q2/r1 =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 Q3=G8Csρ s(t5t6)+ sCh +4λF(t 5t6) = 1500 （ 13515 ） + 1500 + 49 .2 （ 13515） = KJ/釜 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 19 式中 G8 － 每一釜硫膏量， m3/熔硫釜， G8= = , 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/(Kg 0C)， λ= KJ/(ms ， μ= mh P1*= P2*=0 則 ΔP m = (P1P1*)(P2P2*)/ [㏑ (P1P1*)/ (P2P2*)] = ㏑（ ） = atm； 所需傳質(zhì)面積的計算 AP = G1/ KG△ Pm = = m2 填料層高度的計算 HP = AP/= 114 = m 考慮到計算公式的偏差 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 22 實(shí)際取填料高度為： HP =5 m 對于階梯環(huán)填料，m a x8 ~ 15 , 6h hmD ?? 說明：填料高度根據(jù)所需的傳質(zhì)單元理論板數(shù)來推算出。h 填料的潤濕率 LW LW=l/α = 22/114= 3 m3/m 2m 2)， Ai = 120 m3 /(h 輔助設(shè)備的選型 〔 8〕 液體分布裝置 采用溢流槽式布液器，具體尺寸如下表 ： 表 溢流分布器尺寸 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 27 塔徑 (mm) 噴 淋槽 分配槽 液體負(fù)荷范圍 外徑（ mm） 數(shù)量 中心距（ mm） 數(shù)量 中心距（ mm） （ m3/h） 2700~2900 D25 8 300 2 950 23～ 640 槽寬 140mm，高度 340mm 液體再分布器 采用梁型再分布器，具體尺寸如下： 表 梁型再分布器尺寸 塔徑（ mm） 盤外徑（ mm） 螺栓圓直徑（ mm） 分塊數(shù) 升氣管數(shù) 液體負(fù)荷范圍（ m3/h） 2800 2762 2635 25 8 19～ 720 填料支承板 采用梁型氣體噴射式支承板，具體尺寸如下 ： 表 梁型氣體噴射式支承板尺寸 塔徑（ mm） 板外徑（ mm） 梁的條數(shù) 承載能力（ Pa） 近似重量（ N） 2020 2962 7 23520 3050 支承板采用塑料材料，板厚 6mm，最大液體負(fù)荷 200m3/m2 封頭壁厚 采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，雙面對接焊縫 100%探傷 ?? 設(shè)計壁厚 d? 按下式計算 [1] ? ? 22 t cPD cP? ????? 0 .1 3 9 2 8 0 0 42 1 2 5 1 0 .5 0 .1 3 91 .5 6 45 .5 6 mm???? ? ? ???? 考慮鋼板厚度負(fù)偏差及沖壓減薄量，圓整后取 12n mm? ? 厚的 235QC? 鋼板作封頭，所以塔體壁厚和封頭壁厚均取 12n mm? ?