【正文】 ? ? ? ? ?? （ ） （ ）（ ）22 3 6 2= 2 6 . 7 5 4 2 . 2 5 8 1 0 2 7 3 . 1 5 4 0 1 4 . 2 5 1 0 2 7 3 . 1 5 4 0= 3 8 . 5 9 /P C OC a b T c TK J K m o l K??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??， （ ） （ ）（ ）22 3 6 2, = 2 7 . 3 2 6 . 2 2 6 1 0 2 7 3 . 1 5 4 0 0 . 9 5 0 2 1 0 2 7 3 . 1 5 4 0= 2 9 . 1 8 /PNC a b T c TK J K m o l K??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? （ ） （ ）（ ）22 3 6 2, = 2 8 . 1 7 6 . 2 9 7 1 0 2 7 3 . 1 5 4 0 0 . 7 4 9 4 1 0 2 7 3 . 1 5 4 0= 3 0 . 0 7 /POC a b T c TK J K m o l K??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? （ ） （ ）（ ）42 3 6 2, = 1 4 . 1 5 7 5 . 4 9 6 1 0 2 7 3 . 1 5 4 0 1 7 . 9 9 1 0 2 7 3 . 1 5 4 0=3 6 . 0 3 /P C HC a b T c TK J K m o l K??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? （ ） （ ）（ ）, 2 8 .8 3 0 .2 7 5 3 2 8 .2 1 0 .3 9 5 3 3 8 .5 9 0 .0 9 3 1 2 9 .1 8 0 . 2053 6 .0 3 0 .0 1 7 8 3 0 .0 7 0 .0 0 8 6 0 .0 0 4 9 2 0 .8 0= 2 9 .5 6 /P m i P iC Y CKJ Km o l K? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???（ ） 故半水煤氣在 55℃ 的比熱容 55 2 9 .8 0 /PC KJ Km o l K??， ℃ （ ） 半 水煤氣在 40℃ 的比熱容 40 /PC K J K mol K??， ℃ （ ） 脫硫液的比熱容 CP， J/（ g℃ ） = 3. 83 9 0. 00 35 2PCT? 脫硫液的進(jìn)口溫度為 35℃ ，則進(jìn)口時(shí)的比熱容 1 = 3 .8 3 9 0 .0 0 3 5 2 3 5 = 3 .9 6 2 / ( )PC KJ Kg? ? ?℃ 脫硫液的出口溫度約為 35℃ ，則出口時(shí)的比熱容 12PPCC? 17 換熱器 熱量衡算 ① 換熱器 熱負(fù)荷 Q1， KJ/h 1 0 1 2( 55 40 ) /Q G C t C t M?? 式中： G0——入 換熱器 半水煤氣量 61 0 1 2( 5 5 4 0 ) / = 1 1 5 4 6 3 . 6 8 5 2 9 . 8 0 5 5 2 9 . 5 6 4 0 / 1 9 . 1 2 7 = 2 . 7 3 1 0Q G C t C t M K J? ? ? ? ? ?（ ） ② 冷卻水消耗量 W3， m3/h 31=/W Q t??H2O（ C ） 式中： t? ——冷卻水溫升，取 t? =5℃ ， CH2O=（ Kg℃ ） , ρ=1000Kg/m3 31= / = 2 . 7 3 = 1 3 0 . 0 0W Q t? ? ? ? ?63H2O（ C ） 1 0 / （ 4 . 2 1 0 0 0 5 ） m / h 熔硫釜熱量衡算 ① 熔硫釜熱負(fù)荷 Q3,KJ/釜 3 8 5 6 8 s h 6 5 6( ) 0 . 5 4 ( )SsQ G C t t G C F t t? ? ?? ? ? ? ? 式中： G8——每一釜硫膏量， m3/釜，設(shè)全容積為 ,熔硫釜裝填系數(shù)為 75%，則 G8= ?=Cs——硫膏比熱容， /KJ Kg?（ ℃ ） ,Cs= /KJ Kg?（ ℃ ） s? ——硫膏密度， kg/m3, s? =1500kg/m3 5t ——加熱終溫， ℃ ， 5t =135℃ 6t ——入釜溫度， ℃ ， 6t =80℃ hC ——硫膏的熔融熱， KJ/kg, hC = KJ/kg ? ——熔硫釜向周圍空間的散熱系數(shù)， 3/ (m )KJ h??℃ ， 312 .5 6 / ( m )KJ h? ? ? ?℃ 6F ——熔硫釜表面積， m2, 26 ? 4 ——熔硫釜所需時(shí)間， h ——硫膏中含硫膏 50% 18 8 5 6()SsG C t t? ? 表示硫膏溫升吸收熱量； 8 s ? 表示硫膏熔融吸收熱量； 6 5 64 ( )F t t? ? ——表示向環(huán)境散熱量 3 1 . 2 1 . 8 1 5 0 0 ( 1 3 5 1 5 ) 0 . 5 1 . 2 1 5 0 0 3 8 . 6 9 4 1 2 . 5 6 9 . 2 ( 1 3 5 1 5 )4 7 9 1 5 5 . 9 4 /Q KJ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 釜② 蒸汽消耗量， W5， KJ/釜 5 3 2/W Q r? 式中： 2r ——130℃ 蒸汽的液化熱， 2 = /r KJ Kg 5 3 2/ 47 91 55 .9 4 / 22 02 .2 6 21 7. 57 /W Q r K g? ? ? 釜 19 第四章 主要設(shè)備的工藝尺寸和選型 填料 脫硫塔 設(shè)計(jì)計(jì)算 塔徑的確定 塔徑可以用下式計(jì)算 由貝 恩 —霍根關(guān)聯(lián)式 得 112 480 . 23lg f t v vLLl V lu a WAKgW???? ? ???? ? ? ? ? ??? ????? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ? ??? ?? 11482 9 8 4 . 7 3 1 0 4 6 . 2 6 1 . 0 41 . 7 5 1 1 5 4 6 3 . 6 8 5 1 . 0 4 1 0 4 6 . 2 6?? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? = 30 . 20 . 0 3 4 9 9 . 8 1 0 . 9 2 7 1 0 4 6 . 2 6 1 . 7 2 6 /1 1 4 1 . 0 4 0 . 8fu m s? ? ????? 0 . 8 5 0 . 8 5 1 . 7 2 6 1 . 4 6 7 /fu u m s? ? ? ? 4 4 1 1 5 4 6 3 . 6 8 5 5 . 2 7 7u 3 . 1 4 1 . 4 6 7 3 6 0 0SVDm? ?? ? ???計(jì) 算 塔 徑 圓整得， D? 塔徑考慮到脫硫塔的塔徑過(guò)大，本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)脫硫塔 ，原料氣流量和脫硫液流量變成二分之一， 通過(guò)上述公式計(jì)算出 D = 圓整后 D =4m 式中： fu ——泛點(diǎn)氣速 , /ms Lw ——流體質(zhì)量流速， ? ?Kg/ h L? ， L T LwL??? vw —?dú)怏w質(zhì)量流速， ? ?Kg/ h L? ， 0G Gvw ?? α——填料比表面積， m2/m3，選用 φ50mm25 mm， α= 114 m2/m3 ； 20 ?—— 填料孔隙率， m3/m3， 33 m / m? ? L? ——溶液粘度， m 最小潤(rùn)濕速率取為： hmmlw ?? 23m in /)( 查附錄知 23114 /ta m m? 最小噴淋密度： 32m i n m i n( ) 0 . 0 8 1 1 4 9 . 1 2 / ( )wtU l a m m h? ? ? ? ? 操作噴淋密度： 32m i n23600 1492= 1 1 4 / ( ) U0 . 7 8 5 4TLU m m hA ? ? ? ?? 塔截面積： A==42= 式中： A——塔截面積， m2 D——塔徑， m ； 填料個(gè)數(shù) N =αd3 = （ ） 3= 6160 個(gè) /m3 式中： N——單位體積內(nèi)填料的個(gè)數(shù)，個(gè) /m3 ； d——填料尺寸， m ； α——常數(shù)， α= ； 持液量的計(jì)算： Ht = (L/de) = () = 液體 /m3 填料 式中： Ht——總持液量， m3 液體 /m3 填料 ； L——液相流率， m3/m2為消除此現(xiàn)象，常將填料分段填裝，層間設(shè)置液體再分布器以便在整個(gè)角度內(nèi)填料都得到均勻噴淋。本次設(shè)計(jì)采用的是凸形封頭的橢圓形封頭。 緊固件用六角螺栓。 采用梁型氣體噴射式支承板，具體尺寸如表 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） 4000 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采用溢流槽式布液器，具體尺寸如表 表 溢流分布器尺寸 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） 4000 D25 9 375 3 1990 47～ 740 槽寬＞ 120mm,高度 ≤350mm 取槽寬 140mm，高度 340mm 液體再分布器 當(dāng)液體流經(jīng)填料層時(shí)，液體有流向器壁造成 “壁流 ”的傾向。算出的高度太大則分成若干段，每段一般不宜超過(guò) 6m，或按推薦的倍數(shù)來(lái)選定，對(duì)于拉西環(huán)，每段填料層高度為塔徑的3 倍，對(duì)于鮑爾環(huán)及鞍形填料為 5~10 倍，為 3 液位分布良好，兩段之間液體再分布裝置。 11 第三章 工藝計(jì)算 物料衡算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) （ 1）半水煤氣成分 組分 CO CO2 H2 N2 O2 CH4 Ar 體積 /% （ 2）脫硫液成分 組分 Na2CO3 NaHCO3 總堿 總礬 栲膠 濃度（ g/L） （ 3）半水煤氣中 H2S， C1=（ 4）入 換熱器 半水煤氣溫度， t1=55℃ （ 5）出 換熱器 入 脫硫塔 半水煤氣溫度， t2=40 ℃ （ 6）入 脫硫塔 半水煤氣壓力， （表壓） 計(jì)算原料氣的體積及流量 以每年 330 個(gè)工作日，每天工作 24 小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，則每小時(shí)生產(chǎn)合成氨為： 300000247。 H=54m,10SH6A,Q=468 m3/h?？諝饬髁空扔诹虻漠a(chǎn)量、反比于液體在氧化器內(nèi)的有效高度，比值可按氧化器內(nèi)每米有效液面高度氧利用率為 %～ %來(lái)計(jì)算。液體加壓從噴嘴進(jìn)入，空氣從文丘里的喉管吸入。而填料的類型，尺寸和堆積方式?jīng)Q定于所處理的介質(zhì)的性質(zhì)。脫除硫化氫的半水煤氣由塔頂出來(lái)，經(jīng)旋流板，分離器分離掉所夾帶 的液滴后去壓縮工段。L1) NaVO3∕(g堿度過(guò)高，副反應(yīng)加劇。適當(dāng)開(kāi)啟清洗塔，放空閥， 半水煤氣 脫硫合格后，與壓縮工段聯(lián)系，并關(guān)閉放空閥，向壓縮機(jī)一段送氣； （ 13）根據(jù)再生槽的硫泡沫形成情況，調(diào)節(jié)液位調(diào)節(jié)器，保持硫泡沫的正常溢流； （ 14）分析 半水煤氣 中氧含量合格后，開(kāi)啟靜電除焦油塔。 4 （ 5）煤氣脫硫凈化程度可以根據(jù)企業(yè)需要，通過(guò)調(diào)整溶液配比調(diào)整，適時(shí)加以控制，凈化后煤氣中 H2S 含量穩(wěn)定。此外，脫硫效率大于 98℅，所析出的硫容易浮選和分離。同時(shí)丹寧能與多種金屬離子（如釩、鉻、鋁等）形成水溶性絡(luò)合物；在堿性溶液中丹寧能用與鐵、銅反應(yīng)并在其材料表面形成丹寧酸性薄膜，因而具有防腐蝕作用。堿性栲膠脫硫液是由栲膠，碳酸鈉及偏釩酸鈉等主要成分構(gòu)成的水溶液。現(xiàn)在工藝上應(yīng)用較多的濕法脫硫有氨水催化法、改良蒽醌二磺酸法（ 法）及有機(jī)胺法。 硫化氫在常溫下是一種帶刺鼻臭味的無(wú)色氣體，其密度為 。計(jì)算得塔徑為 ，塔高 ，填料層高度 ，壓降為 550Pa。另外分別對(duì) 換熱器 和熔硫釜進(jìn)行了熱量衡算，算得 換熱器 的熱負(fù)荷 106KJ/h，冷卻水消耗量為；熔硫釜的熱負(fù)荷為 KJ/釜，蒸汽消耗量為 。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， 半水煤氣 中含硫化氫 8～ 15g/m3，此外還含 ～ 。 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(jià)值的元素硫，從而構(gòu)成一個(gè)連續(xù)脫硫循環(huán)系統(tǒng)。栲膠的主要成分為多種水解丹寧，是有許多結(jié)構(gòu)相似的酚類衍生物所組成的多酚基化合物 ，由于其含有許多活潑的烴基，所以具有很強(qiáng)的吸氧能力，在脫硫過(guò)程中起著載氧的作用。 3 脫硫過(guò)程中，酚類物質(zhì)經(jīng)空氣再生氧化成醌態(tài)，因 其具有較高電位，故能將低價(jià)釩氧化成高價(jià)釩，進(jìn)而使吸收在溶液中的硫氫根氧化、析出單質(zhì)硫。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(jià)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)。 （ 4）栲膠法脫硫整個(gè)脫硫和再生過(guò)程為連續(xù)在線過(guò)程，脫硫與再生同時(shí)進(jìn)行，不需要設(shè)置備用脫硫塔。 （ 2）檢查系統(tǒng)內(nèi)所有閥門的開(kāi)關(guān)位置，應(yīng)符合開(kāi)車要求； （ 3）與供水，供電，供氣 部門及造氣，壓縮工段聯(lián)系，作好開(kāi)車準(zhǔn)備； （ 4）將脫硫液成分調(diào)整在工藝指標(biāo)范圍內(nèi)； （ 5）氨規(guī)程進(jìn)行系