【正文】 dj=（ 40 /360020） 1/2= 溶液入口管直徑 dL， m dL =3dj dL =3==81mm 取 Φ894熱軋無縫鋼管； 噴嘴入口收縮段長度 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 塔徑計算 （ a）利用泛點速度計算圖求液泛速度 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），用泛點速度計算圖橫座標的式子算出數(shù)據(jù)，以此數(shù)據(jù)查出 ―泛點速度計算圖 ‖的縱座標上的數(shù)據(jù)，再用縱座標上的式子，求解出泛點速度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)。當負荷較低 時，噴淋密度影響較小，說明液氣比對吸收效果是有影響的，因此，根據(jù)生產(chǎn)過程的氣量，及時調(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。過高 PH 值會加大生成硫代硫酸的反應速度。若液位過高 ,則會出現(xiàn)溶液溢流過多，跑液嚴重，影響正常生產(chǎn) ； 若液位調(diào)節(jié)過低 ,則硫泡沫無法溢流 ,隨溶液一起進入脫硫塔內(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 ) 的過程，主要是 T(OH)3被 O2氧化成 T(OH)O2過程。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，可提高溶液吸氧能力，有利于再生氧化； 但 過量的堿不僅增加副 反應的發(fā)生，同時會使硫的回收困難，硫磺產(chǎn)量下降。 (1) 溶液中 Na2CO3：若 Na2CO3過低則吸收 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 進入 再 生槽，同時吸入足夠的空氣，以達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。缺點是再生比較麻煩或者難以再生， 回收硫磺比較困難，設備體積較大，有些為間歇操作，一般只作為脫除有機硫和精細脫硫的手段。吸收劑一般為有機溶劑，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。 濕法脫硫又分為化學吸收法（按脫硫溶液與 H2S 發(fā)生的反應，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）和物理化學吸收法（如環(huán)丁砜法等）。脫除原料氣中硫化物的過程 ，稱為脫硫。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。其中硫化氫屬于無機化合物，常稱為“無機硫”。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。本設計在脫硫效率和再生率方面的研究有所突破。 就脫硫車間的工藝生產(chǎn)流程，著重介紹化工設計的基本原理、標準、規(guī)范、技巧和經(jīng)驗。本書內(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間的生產(chǎn)實際情況而編著的， 一些工藝參數(shù)都是以工廠實際生產(chǎn)為準。 [關鍵詞 ]： 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)火箭的推進劑和氧化劑，同樣也離不開氨。 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。 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。 栲膠脫硫的 反應機 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)生吸收反應后的栲膠溶液利用空氣在溶液再生槽中進行再生，然后進入溶液循環(huán)槽重復循環(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(gòu)成一個連續(xù)的脫硫系統(tǒng)。 10 2. 流程方案的確定 各 脫硫方法對比 [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，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。這類方法除了能脫硫化氫外，還能脫除有機硫和二氧化碳。在氣體中含硫量高的情況下，應先采用濕法除去絕大部分的硫化氫，再采用干法脫除有機硫的殘余硫化氫。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 ,又能對多種重金屬離子起絡合作用 。再生 后 的溶液稱為貧液，貧液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器進入貧液槽，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。若過高則副反應加劇、堿耗大、浪費嚴重，一般 Na2CO3濃度控制在 3～ 5g/L。故堿度應控制在 ~。 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 ； 對栲膠溶液各組分濃度影響小，但溫度過低，加劇了氣體與溶液的熱量交換， 會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間。通常以硫泡沫能均勻溢流、泡沫層厚度適宜為基準進行調(diào)節(jié)。實驗證實，脫硫傳質(zhì)過程中，當 pH9 時，認為傳 質(zhì)過程為氣膜控制， pH 在 ~ 之間時，液膜阻力很明顯， pH 時，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，在氧化反應中是有氫離子參加的，氫離子的濃度對氧化反應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，因此必須嚴格控制溶液的 pH 值。適當?shù)囊簹獗纫环矫婵杀ＷC氣體凈化度，防止溶液中 NaHS 濃度過高而產(chǎn)生硫 —氧 —釩沉淀，另一方面是使其動力消耗不會增得過高，而致提高生產(chǎn)成本，適宜的液氣比 18 在設計中已經(jīng)確定。故空氣量不宜過大，過大會招致空氣中的 O2 與溶液反應，生成硫代硫酸鹽和硫酸鹽，使堿耗增加，硫酸鹽的積累會造成溶液酸性，導致對設備及管道的腐蝕。 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 的體積 V0 V0=(+45)/(125) m3= 則進入脫硫塔的氣體的流 量為 G=3 根據(jù)氣體中 H2S 的含量計算 H2S 的質(zhì)量 入脫硫塔中 H2S 的質(zhì)量： m1=711mg/m3 = 根據(jù)設計要求，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，故在脫硫的過程中原料氣進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