【正文】 dj=（ 40 /360020） 1/2= 溶液入口管直徑 dL， m dL =3dj dL =3==81mm 取 Φ894熱軋無(wú)縫鋼管； 噴嘴入口收縮段長(zhǎng)度 L5， m L5=( dL dj） / 2tan(α1/2） 式中 α1——噴嘴入口收縮角，通常取 α1=14176。m2），取 Ai =70 m3/（ h KG=20（ 484130/） ﹣ = /（ m2 塔徑計(jì)算 （ a）利用泛點(diǎn)速度計(jì)算圖求液泛速度 首先根據(jù)液體質(zhì)量流速（ L， Kg/h）、氣體質(zhì)量流速（ G， Kg/h）、氣體密度（ ρg，Kg/m3）、液體密度（ ρL， Kg/m3），用泛點(diǎn)速度計(jì)算圖橫座標(biāo)的式子算出數(shù)據(jù)，以此數(shù)據(jù)查出 ―泛點(diǎn)速度計(jì)算圖 ‖的縱座標(biāo)上的數(shù)據(jù)，再用縱座標(biāo)上的式子，求解出泛點(diǎn)速度W0（ m/s）。Δt） 式中 Δt——冷卻水溫升，取 Δt=5℃ , CH2O=(Kg℃ ), ρ=1000Kg/m3 W3=106/（ 10005） =3 硫泡沫槽熱量衡算 ① 硫泡沫槽熱負(fù)荷 ， KJ Q2=VFρFCF（ t3－ t4） 式中 VF——硫泡沫體積， m3， VF=G6= ρF——硫泡沫密度， kg/m3, ρF =1100kg/m3 CF——硫泡沫比熱容， KJ/（ kgK) N2: CP=+103(+60)106(+60)2= KJ/(kmol VN2= Nm3 VO2=247。h)。當(dāng)負(fù)荷較低 時(shí)，噴淋密度影響較小，說(shuō)明液氣比對(duì)吸收效果是有影響的，因此，根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的氣量，及時(shí)調(diào)節(jié)溶液循環(huán)量，控制噴淋密度和液氣比在適宜范圍內(nèi)是非常必要的。過(guò)高 PH 值會(huì)加大生成硫代硫酸的反應(yīng)速度。若液位過(guò)高 ,則會(huì)出現(xiàn)溶液溢流過(guò)多，跑液嚴(yán)重，影響正常生產(chǎn) ； 若液位調(diào)節(jié)過(guò)低 ,則硫泡沫無(wú)法溢流 ,隨溶液一起進(jìn)入脫硫塔內(nèi)，使塔阻升高，不能正常生產(chǎn)。 影響溶液再生的因素 溶液的再生是將富液 (吸收 H2S 后的栲膠溶液 )變成貧液 (再生后的栲膠溶液 ) 的過(guò)程，主要是 T(OH)3被 O2氧化成 T(OH)O2過(guò)程。一般液氣比控制稍大些即可。 (5) 總堿度：溶液中的堿度較高時(shí)，可提高溶液吸氧能力，有利于再生氧化； 但 過(guò)量的堿不僅增加副 反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)會(huì)使硫的回收困難，硫磺產(chǎn)量下降。 (1) 溶液中 Na2CO3：若 Na2CO3過(guò)低則吸收 H2S 不完全，脫硫效果差 。出富液槽的溶液用再生泵加壓后，打入再生槽頂部，經(jīng)噴射器 高速 噴射 進(jìn)入 再 生槽，同時(shí)吸入足夠的空氣，以達(dá)到氧化栲膠和浮選硫膏之目的。 栲膠脫硫 法的理論依據(jù) 栲膠脫硫是利用堿性栲膠水溶液從氣體中脫除硫化氫 ,屬于二元氧化還原過(guò)程。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。缺點(diǎn)是再生比較麻煩或者難以再生， 回收硫磺比較困難，設(shè)備體積較大，有些為間歇操作，一般只作為脫除有機(jī)硫和精細(xì)脫硫的手段。吸收劑一般為有機(jī)溶劑，如甲醇 、聚乙二醇二甲醚、碳酸丙烯酯等。吸收了硫化氫的溶液，在減壓、加熱的條件下，使硫氫化物分解放出硫化氫，溶液再生后循環(huán)使用。 設(shè)計(jì)任務(wù)的依據(jù) 本課題是指導(dǎo)老師為提高畢業(yè)生設(shè)計(jì)能力而選定的。 濕法脫硫又分為化學(xué)吸收法（按脫硫溶液與 H2S 發(fā)生的反應(yīng)，又分為中和法如乙醇胺法和氧化法如 ADA 法、氨水催化法等）、物理吸收法（如低溫甲醇洗滌法等）和物理化學(xué)吸收法（如環(huán)丁砜法等）。脫除原料氣中硫化物的過(guò)程 ，稱(chēng)為脫硫。原料氣中硫化物的含量取決于氣化所用燃料中硫的含量。 雖然丹寧各組分的分子結(jié)構(gòu)相當(dāng)懸珠，但它們都是具有酚式結(jié)構(gòu)的多羥基化合物，有的還含有醌式結(jié)構(gòu)，這就是栲膠能用于脫硫過(guò)程的原因。 7 包括轉(zhuǎn)化催化劑、高溫變換催化劑、低溫變換催化劑、合成氨催化劑等。其中硫化氫屬于無(wú)機(jī)化合物，常稱(chēng)為“無(wú)機(jī)硫”。將氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生產(chǎn)炸藥、染料等產(chǎn)品的重要原料。本設(shè)計(jì)在脫硫效率和再生率方面的研究有所突破。 就脫硫車(chē)間的工藝生產(chǎn)流程，著重介紹化工設(shè)計(jì)的基本原理、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、技巧和經(jīng)驗(yàn)。本書(shū)內(nèi)容是根據(jù)湖北省襄樊市金源化工股份有限公司脫硫車(chē)間的生產(chǎn)實(shí)際情況而編著的， 一些工藝參數(shù)都是以工廠(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)為準(zhǔn)。 [關(guān)鍵詞 ]： 栲膠脫硫法 脫硫液 脫硫塔 5 The year produces 60,000 tons to synthesize an ammonia to take off sulphur work a segment a technological design Name of stendent: Director: Abstract With an annual output of 60,000 tons of synthetic ammonia Desulfurization Process design is specified by the teacher determine the scale of production output, with production internship in the collection of various production technologies designed to target. This design is used by the desulfurization extract, its main raw materials and semiwater gas desulfurization liquid. The detailed design of the Section on the production of ammonia desulfurization principle, process, technology parameters, the heat balance, the material balance and the selection of equipment, plant layout and waste treatment. The design of the desulfurization efficiency and renewable rate of a breakthrough. [Keyword]: tannin extract to take off a sulphur method take off a sulphur liquid take off sulphur tower 6 1. 總 論 概 述 [1] 氨是 重要的化工產(chǎn)品之一，用途很廣。生產(chǎn)火箭的推進(jìn)劑和氧化劑，同樣也離不開(kāi)氨。 天然氣中硫經(jīng)物的含量（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）一般在 — 15g/ m3 的范圍內(nèi)，有機(jī)硫以硫醇為主，在氣田經(jīng)過(guò)粗脫磙處理后的天然氣，硫化物的含量（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）在 20— 100mg/ m3左右。 脫硫的任務(wù)是除去原料氣中的各種硫化物，同時(shí)硫是一種重要的資源，應(yīng)加以回收和利用。 栲膠脫硫的 反應(yīng)機(jī) 理 栲膠法脫硫?qū)儆跐穹摿? ,是利用堿性栲膠 [T(OH)O2]的水 溶液吸收半水煤氣中的 H2S，然后借助栲膠和礬作為載體和催化劑將吸收的 H2S 轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，發(fā)生吸收反應(yīng)后的栲膠溶液利用空氣在溶液再生槽中進(jìn)行再生，然后進(jìn)入溶液循環(huán)槽重復(fù)循環(huán)使用。以煤為原料制得的煤氣中一般含硫化氫 1— 6g/ m3 ，有機(jī)硫化物 — 。 目前原料氣脫硫的方法很多，據(jù)統(tǒng)計(jì)達(dá)四五十種。濕法脫硫有著明顯的優(yōu)點(diǎn)，即脫硫劑是便于輸送的液體、可以再生并能回收硫磺，構(gòu)成一個(gè)連續(xù)的脫硫系統(tǒng)。 10 2. 流程方案的確定 各 脫硫方法對(duì)比 [2~5] 脫硫方法很多，按脫硫劑物理形態(tài)可分為干法和濕法兩大類(lèi)，前者所用脫硫劑為固體，后者為溶液。中和法主要有烷基醇胺法、氨水法和碳酸法等。這類(lèi)方法除了能脫硫化氫外，還能脫除有機(jī)硫和二氧化碳。在氣體中含硫量高的情況下，應(yīng)先采用濕法除去絕大部分的硫化氫，再采用干法脫除有機(jī)硫的殘余硫化氫。栲膠是由植物的果皮、葉和干的水淬液熬制而成。栲膠是有酚式結(jié)構(gòu)的多羥基化合物 ,是一種良好的載氧體 ,又能對(duì)多種重金屬離子起絡(luò)合作用 。再生 后 的溶液稱(chēng)為貧液，貧液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器進(jìn)入貧液槽，出貧液槽的貧液用脫硫泵打入脫硫塔頂部，經(jīng)噴頭在塔內(nèi)噴淋，溶液循環(huán)使用。若過(guò)高則副反應(yīng)加劇、堿耗大、浪費(fèi)嚴(yán)重，一般 Na2CO3濃度控制在 3～ 5g/L。故堿度應(yīng)控制在 ~。 Ⅳ 、溫度的影響 (1) 半水煤氣入塔溫度的影響：若半水煤氣入塔溫度 偏 低，則煤氣中夾帶水分分離得好 ； 對(duì)栲膠溶液各組分濃度影響小，但溫度過(guò)低，加劇了氣體與溶液的熱量交換， 會(huì)使溶液濃度急劇下降。影響栲膠再生的主要因素有再生溫度 ,再生壓力，再生槽液位，再生空氣量及再生時(shí)間。通常以硫泡沫能均勻溢流、泡沫層厚度適宜為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，脫硫傳質(zhì)過(guò)程中，當(dāng) pH9 時(shí)，認(rèn)為傳 質(zhì)過(guò)程為氣膜控制， pH 在 ~ 之間時(shí)，液膜阻力很明顯， pH 時(shí)，液膜阻力更加增大，因此pH 值宜控制在 ~ 之間，栲膠脫硫和 ADA 一樣，在氧化反應(yīng)中是有氫離子參加的，氫離子的濃度對(duì)氧化反應(yīng)還原電位是有很大影響的，在不同 pH 條件下，栲膠的氧化還原性能可能是不相同的，因此必須嚴(yán)格控制溶液的 pH 值。適當(dāng)?shù)囊簹獗纫环矫婵杀ＷC氣體凈化度，防止溶液中 NaHS 濃度過(guò)高而產(chǎn)生硫 —氧 —釩沉淀，另一方面是使其動(dòng)力消耗不會(huì)增得過(guò)高，而致提高生產(chǎn)成本，適宜的液氣比 18 在設(shè)計(jì)中已經(jīng)確定。故空氣量不宜過(guò)大，過(guò)大會(huì)招致空氣中的 O2 與溶液反應(yīng)，生成硫代硫酸鹽和硫酸鹽，使堿耗增加，硫酸鹽的積累會(huì)造成溶液酸性，導(dǎo)致對(duì)設(shè)備及管道的腐蝕。 VN2= 則總氣體的體積 V= VN2 +VCO2 +VCO +VH2 +VO2 =++++ Nm3 = 根據(jù)氣體方程，將 0℃ 、 下的體積換算成 125KPa、 45℃ 時(shí) 的體積 V0 V0=(+45)/(125) m3= 則進(jìn)入脫硫塔的氣體的流 量為 G=3 根據(jù)氣體中 H2S 的含量計(jì)算 H2S 的質(zhì)量 入脫硫塔中 H2S 的質(zhì)量： m1=711mg/m3 = 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，出塔氣體中 H2S 的含量為 ~2mg/m3,取出塔氣中 H2S 的含量為 mg/m3，則塔的脫硫效率 是 η=（ 711－ ） /711100%=.%. 由于原料氣中 H2S 的含量低，故在脫硫的過(guò)程中原料氣進(jìn)入脫硫塔和出脫硫塔的 體積流量 視為不變 ，則出塔 氣體的流量 W0≈所以出塔氣中 H2S 的質(zhì)量為 m2 = = Kg 故在脫硫塔中吸收的 H2S 的質(zhì)量為 G1= m1－ m2=－ = 4 脫硫液 循環(huán)量的計(jì)算 取脫硫液中硫容量為 S=100g/m3,根據(jù)液氣比 L/G=(C1C2)/S 式中： C1為進(jìn)脫硫塔氣體中硫化氫的含量 ， g/m3 C2為出脫硫塔氣體中硫化氫的含量 ， g/m3 S 為硫容量 ， g/m3 L 為脫硫液的循環(huán)量 ， m3/h G 為進(jìn)脫硫塔氣體的流量 ， m3/h 21 則液氣比為 L/G=(－ )/100= 脫硫液的循環(huán)量 L==因脫硫液在循環(huán)中 有 損失及再生率為 95%，取損失率為 10% 則液體的循環(huán)量為 LT=L（ 1+10%） = （ 1+10%） =5 生成 Na2S2O3消耗的 H2S 的質(zhì)量 G2， Kg/h 取 Na2S2O3的生成率為 H2S 脫除量的 8%，則 G2 =8%= Kg/h 6 Na2S2O3的生成量 G3， Kg/h 2H2S~ Na2S2O3 G3 = G2MNa2S2O3/(2MH2S) 式中 MNa2S2O3 ——Na2S2O3的分子量 MH2S ——H2S 的分子量 G3 =158/（ 234） = Kg/h 7 理論硫回收量 G4， Kg/h G4=（ G1G2） MS/MH2S 式中 MS ——硫 的分子量 G4=（ － ） 32/34= Kg/h 理論硫回收率， ψ=G4/G1 ψ=100%=% 8 生成 Na2S2O3消耗的純堿量 G5， Kg/h G5=G3MNa2CO3/MNa2S2O3 式中 MNa2CO3——Na2CO3的分子量