【正文】 ( ??? ???? ?DDh （ 3）再分配器間距 H 計算 對于小直徑的塔（塔徑在 1m 以下），一般 H≦ 6D，對于直徑較大的塔（塔徑大于 1m），可取 H≦（ 2～ 3） D。 （ 1） 小孔個數(shù) n的確定： 流量系數(shù) ? 取 ~，本次設去 ，推動力液柱高度 H 取 。atm） ； A—— 經(jīng)驗數(shù)，取 A=20； W—— 吸收塔操作氣速， m/s； Na—— 溶液中 Na+含量 ， g/L； B—— 吸收過程液氣比 ， L/m3。 聚丙烯 鮑爾環(huán)，公稱直徑為 76cm，空隙率為 ε=，比表面積為 α=,采用亂堆的方式 。10 5 熔硫釜/（釜） 硫膏帶入的熱量 179。10 6 冷卻水吸收的熱量 179?！?） , CF= KJ/（ kgK) N2: CP=+103(+60)106(+60)2= KJ/(kmol 179。 XX 理工 大學 XX 學院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設計 18 物料衡算 [10~12] 1 基礎數(shù)據(jù) 表 41 半水煤氣 成分 組分 N2 CO2 CO H2 O2 體積 /％ 表 42 脫硫液成分 組分 Na2CO3 NaHCO3 總堿 總釩 栲膠 濃度（ g/L） ⑶ 半水煤氣中硫化氫含量 C1=711 mg/m3 ⑷ 凈化氣中硫化氫含量 C2=⑸ 入 洗滌 塔的半水煤氣的溫度 t1=60℃ ⑹ 出 洗滌 塔入 脫硫 塔的半水煤氣的溫度 t2=45℃ ⑺ 出 脫硫 塔半水煤氣的溫度 t3=41℃ ⑻ 入 脫硫 塔半水煤氣的壓力 P=（絕壓） 2 計算 原料氣的體積 及流量 以每年 300 個 工作日，每天工作 24 小時，則每小時生產(chǎn)合成氨為： 50000247。只要控制好再生就能控制好溶液 pH及 Na2CO3的含量，出口 HS含量就能達標，因此可控制脫硫液溫度在 45～ 60℃ ，保證再生條件穩(wěn)定。而 pH 值較 低 時加大溶液量即增大噴淋密度可明顯增加脫除硫化氫量。 Ⅳ 、 Na2CO3 含量 Na2CO3水解后 ,生成 OH , 進一步反應生 成 HS , 再由五價釩絡離子及醌態(tài)栲膠氧化HS , 析出單質硫。溶液的電位表明溶液的 氧化還原能力的大小，反映溶液再生系 統(tǒng)溶液再生的好壞，一般控制溶液的電位值在－ 180mV 左右。堿度過高吸收硫化氫過多，釩可能會過度還原。噴頭的開關個數(shù)決定了噴射壓力的高低， 噴 射壓力越高則空氣XX 理工 大學 XX 學院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設計 14 吸入越多，栲膠再生效果越好， 泡 沫越易形成，一般不應低于 。 Ⅴ 、液位的影響 (1) 脫硫塔底部液位的影響 脫硫塔底部液位應以系統(tǒng)中的溶液量及循環(huán)量為依據(jù)，若脫硫塔底液位過低，則易造成氣泡夾帶，使富液泵不打量 。適當提高噴淋密度，不但利于提高氣體凈化度， 還 有利于對填料表面和空隙中硫的沖刷；但噴淋密度過高，則會使溶液質量下降，還會導致系統(tǒng)阻力上升。 (3) 溶液中 T(OH)O2：若 T(OH)O2 過少，則脫硫效率低、膠性差、硫顆粒易沉淀、堿礬消耗大、副反應快 ； T(OH)O2 過多，溶液膠性過強硫粒細、出硫差，一般控制在 ～。 栲膠脫硫的反應過程如下： （ 1）堿性水溶液吸收 氣相中的 H2S，生成 HS 3232 N a H C ON a H SSHCONa ??? 2— 1 OHCON aH SSHN aH C O 2223 ???? 2— 2 （ 2）硫氫化鈉與偏釩酸鈉反應生成焦 釩 酸鈉，析出單質硫 ?????? SN a O HOVNaOHN a V ON a H S 2442 94223 2— 3 此反應過程中五價釩被還原成四價釩，但是這個反應不能用吹空氣的方法倒轉回去使釩再生，必須靠氧化態(tài)栲膠將四價釩氧化成五價釩 ，而還原態(tài)栲膠則可利用吹空氣再生，這便是栲膠脫硫的根本所在。 22223 2)(22)(2 OHOOHTOOHT ??? OHN a V OOVNaN a O HOH 2394222 3422 ???? N a O HSOHN a H SOH ???? 222 此外 ,在生產(chǎn)中還有生成硫代硫酸鈉的副反應 : OHOSNaON a H S 2322222 ??? 2422322 2232 SOSONaOOSNa ??? 322222 524 OSNaOHN a H SOH ??? OHSONaOSNaN a O HOH 24232222 5224 ???? 7 引自 沈東新 ,和利明 :《濕法脫硫技術在我廠的實際應用情況》，《科技博覽》 2020年第 31期 XX 理工 大學 XX 學院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設計 9 工藝流程方框圖 水煤氣 洗滌塔 脫硫塔 富液槽 再生槽 泡沫貯槽 熔硫釜 硫磺 貧液槽 至氣柜 XX 理工 大學 XX 學院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設計 10 簡述物料流程 氣體流程 半水煤氣從造氣車間出來后，經(jīng)過 洗 滌 塔 除塵、降溫 ， 水封后， 從脫硫塔的 底部進入 塔 內(nèi) ，脫硫液從塔頂噴淋 而 下 ，水煤氣與 堿性栲膠溶 液 在塔內(nèi)逆向接觸，其中的大部分 硫化氫氣體被 溶 液吸收， 脫硫 后的氣體從塔頂出來至氣柜。 以上足以說明 用栲膠法脫除大量無機硫有著明顯的 優(yōu)點。該法主要有矸性栲膠脫硫（以栲膠和偏釩酸鈉作催化劑）和氨法栲膠（以氨代替矸）兩種。常用的干法脫硫有氧化鋅法、鈷鉬加氫法、活性炭法、分子篩法等。生產(chǎn)中往往用這些溶劑，同時脫除原料氣中的酸性氣體硫化物和二氧化碳。濕式氧化法，用弱堿性溶液吸收原料氣中的硫化氫，生成硫氫化物，再借助溶液中載氧體（催化劑）的氧化作用，將硫氫化物氧化成元素硫，同時獲得副產(chǎn)品硫磺，然后還原載氧體，再被空氣氧化成氧 化態(tài)的載氧體，使脫硫溶液得到再生后循環(huán)使用。脫硫劑可以再生循環(huán)使用 ,運行成本低。 【 6】 設計任務的依據(jù) 本課題是指導老師為提高畢業(yè)生設計能力而選定的。 5 引自 汪家銘：《硫磺供需現(xiàn)狀》，《川化》， 2020年第 3期 XX 理工 大學 XX 學院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設計 5 干法脫硫又分為吸附法 —— 以活性炭、分子篩為脫硫劑；接觸反應法 —— 以氧化鋅、氧化鐵等為脫硫劑；加氫轉化法 —— 以鈷鉬為催化劑，先將有機硫轉化為 H2S，再脫除。 原料氣中的硫化物，對合成氨生產(chǎn)危害很大，不僅 能腐蝕設備和管道，而且能使合成氨生產(chǎn)過程所用的催化劑中毒而失去活性。硫磺可直接作為殺蟲劑和殺菌劑使用，也可以制成多種效果顯著的農(nóng)藥 J。 22223 2)(22)(2 OHOOHTOOHT ??? OHN a V OOVNaN a O HOH 2394222 3422 ???? N a O HSOHN a H SOH ???? 222 22 XX 理工 大學 XX 學院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設計 4 生產(chǎn)中副產(chǎn)品硫磺的應用 硫磺是一種重要的化工原料，可以用來制硫酸，硫磺制酸流程簡單、工藝穩(wěn)定。 含有大量鄰二或鄰三羥基酚。大多數(shù)凝縮類單寧分子中的單體來源于羥基黃烷 3醇、黃烷 3， 4二醇等黃酮類化合物。一般在商品名前冠以原料名，如落葉松樹皮栲膠，橡 □ 栲膠等，用以區(qū)別其組成、性質和用途。 脫硫的任務是除去原料氣中的各種硫化物，同時硫是一種重要的資源，應加以回收和利用。 1 引自 朝紅梅：《我國合 成氨 工 業(yè)進 展 評述 》 ， 《化 工 工 業(yè)》 2020年第 5期 2 引自 朝紅梅：《我國合成氨產(chǎn)量分析》，《煤化工》，第 28卷第 9期 XX 理工 大學 XX 學院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設計 2 天然氣中硫經(jīng)物的含量（標準狀態(tài)）一般在 ~15g/ m3的范圍內(nèi)，有機硫以硫醇為主，在氣田經(jīng)過粗脫磙處理后的天然氣，硫化物的含量（標準狀態(tài)）在 20~100mg/ m3 左右。 工業(yè)用氨主要用于生產(chǎn)硝酸、純堿、丙烯腈、己內(nèi)酰 胺等多種化工產(chǎn)品。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，肥料需求的不斷增加，預計未來幾年我國農(nóng)業(yè)用氨需求增長率約 2％左右．工業(yè)用氨需求增長率約 5％左右。目前．我國合成氨產(chǎn)業(yè)規(guī)模已居世界第一．總量占世界總量的約 1／ 3。 本設計的主要任務為將合成氨的原料氣中的有害成分硫脫除， 本設計 的脫硫方案 采用的是栲膠脫硫法， 該法是目前國內(nèi)最為常用的脫硫方法。s synthetic ammonia desulphurization construction section primary data is the semiwater gas and the doctor solution. This design introduce the detail of synthetic ammonia desulphurization construction section39。2020年進口液氨 28． 1萬 t，出口量很少，表觀消費量 t，國內(nèi)自給率 99． 5％。 在農(nóng)業(yè)方面，以氨為主要原料可以生產(chǎn)各種氮素肥料，如尿素、硝酸銨、碳酸氫氨、氯化銨 磷酸一銨、磷酸二銨、硝酸磷肥 等各種含氮復合肥料。脫硫問題成為公認難題。 ②使催化劑中毒、失活。 【 3】 栲膠 的 組成及 性質 栲膠是一類復雜的天然化合物的總稱。 ② 凝縮類單寧。 ％的單寧溶液在溫度 (20177。 其脫硫反應機理如下 : 1) 堿性溶液吸收 H2S 的反應 ： 3232 N a H C ON a H SSHCONa ??? OHCON aH SSHN aH C O 2223 ???? 2) NaHS 與偏釩酸鈉反應生成焦釩酸鈉：硫氫化鈉與偏釩酸鈉反應生成焦 釩 酸鈉，析出單質硫。在染料行業(yè)中，硫磺可用于生產(chǎn)工藝簡單、價格低廉的硫化染料，是我國目前用量最大的一類染料。以煤為原料制得的煤氣中一般含硫化氫 1— 6g/ m3 ，有機硫化物 — 。 目前原料氣脫硫的方法很多，據(jù)統(tǒng)計達四五十種。濕法脫硫有著明顯的優(yōu)點，即脫硫劑是便于輸送的液體、可以再生并能回收硫磺，構成一個連續(xù)的脫硫系統(tǒng)。 濕式氧化法脫硫是將硫化氫在液相中氧化成元素硫并予以分離 ,其特點為可將 H2S 直接轉化為單質硫 。中合法，用弱堿性溶液為吸收濟，與原料氣中的酸性氣體硫化氫進行中和反應，生成硫氫化物而除去。當溫度升高、壓力降低時，硫化物解 吸出來，使吸收劑再生，循環(huán)使用。優(yōu)點是既能脫除硫化氫，又能脫除在機硫，凈化度高，可將氣體中硫化 物脫除至 1cm3/m3 以下。絕大部分中小型氨廠，均采用濕式氧化法脫除原料氣中的硫化物，部分廠采用氧化鋅等干法脫除殘余的硫化物，有銅洗的氨廠，經(jīng)過濕式氧化法脫硫后不再設置干法脫硫，因為銅洗過程可以除去殘余的硫化氫。（ 3）栲膠既是氧化劑又是釩的配合劑，溶液的組成比改良 ADA 法簡單。 其脫硫反應機理如下 【 7】 : 1) 堿性溶液吸收 H2S 的反應 ： 3232 N a H C ON a H SSHCONa ??? OHCON aH SSHN aH C O 2223 ???? 2) NaHS 與偏釩酸鈉反應生成焦釩酸鈉 ： 硫氫化鈉與偏釩酸鈉反應生成焦 釩 酸鈉，析出單質硫。再生槽浮選出的單質硫呈泡沫懸浮于液面上，溢流至硫泡沫槽內(nèi)，上部清液回貧液槽循環(huán)使用，沉淀出的硫膏入熔硫釜生成副產(chǎn)品硫磺。 (2) 溶液中 NaVO3：若溶液中 NaVO3 濃度高，析硫快、顆粒小、難分離 ,且堿耗增大 。 (6) 溶液中 NaHCO3：若溶液中 NaHCO3 濃度高，將使 pH 值升高，對再生吸氧和析硫都不利。若半水煤氣入塔溫度過高，則會使煤氣中夾帶水分混入溶液，溶液稀釋，且易產(chǎn)生溶液夾帶，因此，半水煤氣的入塔溫度應嚴格控制在 30～ 35 ℃之間。 Ⅰ 、溫度的影響 溫度高再生速度加快，但副產(chǎn)物增多，硫泡沫發(fā)粘，不易分離，且氧溶解度降低，所以應控制溶液溫度在 35 177。 Ⅳ 、再生時間與再生空氣量 再生時間長，則再生空氣量大，有利于將還原態(tài)栲膠氧化成氧化態(tài)栲膠。 由于栲膠脫硫溶液是多種氧化還原物質