【正文】 流程 ...................................... 10 ...................................... 11 反應(yīng)條件對反應(yīng)的影響 ............................... 12 影響栲膠溶液吸收的因素 ............................ 12 XX 理工 大學(xué) XX 學(xué)院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) IV 影響溶液再生的因素 ................................ 13 工藝條件的確定 ..................................... 15 脫硫液的組成 ..................................... 15 噴淋密度和液氣比的控制 ............................ 16 溫度 ............................................. 16 再生空氣量 ....................................... 17 .................................. 18 物料衡算 ........................................... 18 熱量衡算（以 0℃為計(jì)算基準(zhǔn)） ........................ 21 ...................................... 25 脫硫塔的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................... 25 塔徑計(jì)算 ......................................... 25 填料高度計(jì)算 ..................................... 26 液體 分布器 ...................................... 27 液體再分布器 ..................................... 28 填料支撐板的選擇 .................................. 29 塔底設(shè)計(jì) ......................................... 29 塔頂空間高度 ..................................... 29 全塔高度計(jì)算 ..................................... 30 .................................... 30 槽體計(jì)算 ........................................ 30 噴射器計(jì)算 ...................................... 31 XX 理工 大學(xué) XX 學(xué)院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) V 接管的計(jì)算與選擇 ................................. 32 ........................................ 36 7. 三廢治理及利用 .................................... 37 廢水的處理 ........................................ 37 廢水的來源及特點(diǎn) .................................. 37 廢水處理工藝 ...................................... 37 廢渣的處理 ........................................ 37 廢渣的來源 ....................................... 37 廢渣的處理工藝 .................................... 38 附 錄 ................................................ 39 參考文獻(xiàn) .............................................. 40 謝 辭 ................................................ 41 XX 理工大學(xué) XX 學(xué)院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 1 論 概 述 氨是 一種重要的化工產(chǎn)品 ，用途 十分廣泛 。XX 理工大學(xué) XX 學(xué)院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) I 年產(chǎn) 5 萬噸合成氨脫硫工段工藝設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)為《 年產(chǎn) 5 萬噸合成氨脫硫工段工藝設(shè)計(jì) 》， 是由指導(dǎo)老師指定產(chǎn)量確定的生產(chǎn)規(guī)模，結(jié)合 現(xiàn)實(shí) 生產(chǎn) 過程 中收集的各類生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo) 以及參考文獻(xiàn)所提供的數(shù)據(jù)為依據(jù) 而設(shè)計(jì)的。 合成氨是化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)．也是我國化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重要先驅(qū) ， 經(jīng)過幾十年的發(fā)展 ， 我國合成氨工業(yè)在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平等方面均得到了大幅提高。 合成氨的需求取決于氮肥的需求和工業(yè)用氨的需求。在工業(yè)方面，氨 廣泛用于制藥、煉油、純堿、合成纖維、合成樹脂、含氮無機(jī)鹽等 工業(yè)。其中硫化氫屬于無機(jī)化合物，常稱為“無機(jī)硫”。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。由于原料不同，其組成也不同。在水溶液中，不能被酸或酶水解；相反，與酸共熱會聚縮成難溶于水的無定形物質(zhì) ──紅粉。 而 栲膠的主要成分是丹寧， 丹寧是化學(xué)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的化合物組成的混合物。 332942 )(242)(2 OHTN a V ON a O HOOHTOVNa ???? 4) 還原態(tài)栲膠的氧化：酚態(tài)栲膠被氧化獲得再生，同時(shí)生成 H2O2。在醫(yī)藥日化行業(yè)，硫磺是許多治療皮膚病的藥膏成分之一，也用于生產(chǎn)多種化妝品和洗化用品。天然氣、輕油及重油中硫化物含量，因產(chǎn)地不同，差別很大。按脫硫劑的物理形態(tài)分為干法（脫硫劑為固態(tài)）和濕法（脫硫劑為液態(tài)）兩大類。當(dāng)原料氣含硫較高時(shí)， 宜先采用濕法脫去大量的硫，然后串聯(lián)干法精脫，以達(dá)到工藝上和經(jīng)濟(jì)上都合理的要求。既可在常壓下操作 ,又可在加壓下操作 。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(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。 本課題是采用濕法對水氣煤脫硫，主要是采用栲膠脫硫法， 因?yàn)?栲膠法是我國特有的脫硫技術(shù)，是目前國內(nèi)使用較多的脫硫方法之一。（ 5）栲膠需要熟化預(yù)處理，栲膠質(zhì)量及其配制方法得當(dāng)與否是決定栲膠法使用效果的主要因素。 332942 )(242)(2 OHTN a V ON a O HOOHTOVNa ???? 4) 還原態(tài)栲膠的氧化 ： 酚態(tài)栲膠被氧化獲得再生，同時(shí)生成 H2O2。 8 引自 李平輝 ：《合成氨原料氣凈 化》，化學(xué)工業(yè)出版社， (202004出版 ) XX 理工 大學(xué) XX 學(xué)院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 11 工藝的化學(xué)過程 水煤氣經(jīng)過 洗 滌 塔進(jìn)入脫硫塔，脫硫液從塔頂噴淋下來，氣液兩相在塔里充分接觸后 ,硫化氫被脫硫液吸收，吸 收硫化氫的脫硫液在再生槽中氧化再生后解析出單質(zhì)硫。其濃度一般控制在 ～ 。 Ⅱ 、吸收塔噴淋密度的影響 噴淋密度是指 吸收塔內(nèi)單位 截面積的溶液循環(huán)量。若循環(huán)系統(tǒng)溫度低則 H2S 的吸收和析硫反應(yīng)速度降低，脫硫效率差 ，因此，溶液溫度應(yīng)控制在 38～ 50℃ 為宜。 Ⅱ 、再生壓力的影響 再生槽溶液噴射壓力是根據(jù)再生槽內(nèi)硫泡沫的形成和栲膠的氧化情況進(jìn)行 控制的。 XX 理工 大學(xué) XX 學(xué)院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 15 工藝條件的確定 脫硫 液的組成 Ⅰ 、 PH 的 選擇 【 9】 栲膠法脫硫?qū)俅呋趸摿?, 首先由堿性溶液吸收 H2S 生成 HS , 析出單質(zhì)硫 , 根 據(jù)反應(yīng)機(jī)理、吸收速度以及硫負(fù)荷來看，主要由堿液濃度和釩酸鹽濃度決定，也就是由栲膠濃度決定，一般都是根據(jù)釩酸鹽的變化和硫化氫的脫除效率來調(diào)整溶液組分和 pH值。溶液電位除與測量溶液的標(biāo)準(zhǔn)電極電位有關(guān)外，主要與溶液中各種氧化態(tài)和還原態(tài)物質(zhì)的濃度有關(guān)。當(dāng)變換氣中的硫化氫質(zhì)量濃度大于 150mg/ m3 時(shí) ,應(yīng)適當(dāng)調(diào)整栲膠的質(zhì)量濃度 ,可控制在 1. 0g/ L～ 5. 0g/ L。 噴淋密度和液氣比的控制 實(shí)驗(yàn)證明在 pH 較高條件下，加大脫硫塔內(nèi)的氣流速度即增加氣量可提高傳質(zhì)系數(shù)。 對于變換氣脫硫，由于入口 CO2 含量高， HS含量不高，應(yīng)選用栲膠釩法。故空氣量不宜過大，過大會招致空氣中的 O2與 溶液反應(yīng)，生成硫代硫酸鹽和硫酸鹽，使堿耗增加，硫酸鹽的積累會造成溶液酸性，導(dǎo)致對設(shè)備及管道的腐蝕。 VN2= VH2=247。K) CO2: CP=+103(+60)106(+60)2=(kmol℃ ) 脫硫液的出口溫度 約 為 41℃ ,則出口時(shí)的比熱容 Cp2≈ Cp1 2 洗滌 塔熱量衡算 ① 洗滌 塔熱負(fù)荷 Q1， KJ/h Q1=G0(C60 P t1－ C45 P t2) XX 理工 大學(xué) XX 學(xué)院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 23 式中 G0—— 入 洗滌 塔半水煤氣 量 Q1=（ 60－ 45） =106KJ ② 冷卻水消耗量 W3， m3/h tC QW OH ??? 2 13 式中 Δt—— 冷卻水溫升，取 Δt=5℃ , CH2O=(Kg℃ ), ρ=1000kg/m3 hmW / 33 63 ??? ?? 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/（ kg10 6 半水煤氣帶出的熱量 179。10 5 總和 179。 76179。h選此裝置的目的是能使填料表面很好的濕潤，結(jié)構(gòu)簡單，制造與維修方便，噴曬比較均勻，安裝簡單。 （ 1） 截錐小頭直徑一般為 D’（ ～ ） D，取 D’== （ 2） 液體再分配器高度 h a n2 )(t a n2 )39。本設(shè)計(jì)取 H=3D= 再分配器個(gè)數(shù)為 n=247。 XX 理工 大學(xué) XX 學(xué)院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 28 則小孔液體流速 smghw / ?????? ? 小孔輸液能力 smLQ t /3600 3??? 由 fwQ ?? 得， 小孔的 總面積為 30 6 0 4 mwQf ???? ? 所以，小孔個(gè)數(shù) .67 26 d4 22 ????? ππ fwn ， 即為 727 個(gè)孔。 at mhmkg ..) 83 3 0()84 546( ???????? ? （ b） 計(jì)算 吸收過程平均推動力 ΔPM, atm XX 理工 大學(xué) XX 學(xué)院 20XX 屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 27 ?????? ???????*22*11*22*11)(ln)()(PPPPPPPPPM 式中： P1—— 吸收塔入口氣相 H2S 分壓， atm； P2—— 吸收塔出口氣相 H2S 分壓， atm； P1 =（ ） /（ ） =104 atm P2 =（ ） /（ ） =107atm P1*， P2*—— 吸收塔入、出口 H2S 分壓， atm，溶液中 H2S 含量很低，可以忽略， P1* = P2* =0。 塔徑計(jì)算 泛點(diǎn)氣速法 泛點(diǎn)氣速是填料塔操作氣速上限，填料塔的操作空塔氣速必須小于泛點(diǎn)氣速，操作空塔氣速與泛點(diǎn)氣速之比稱為泛點(diǎn)率。10 5 硫膏帶出的熱量 179。10 6 總 和 179?！?） t3—— 槽中硫泡沫 末 溫 ， ℃ ， t3=℃ t4—— 槽中硫泡沫 初 溫， ℃ ， t4=41℃ Q2=1100（ － 41） =105KJ ② 蒸汽消耗量 W4， kg/h 124 rQW? 式中 r1—— 130℃ 蒸汽的 液 化熱， KJ/kg， r1=kgW 1 7 7 104 3 4 54 ??? 4 熔硫釜熱量衡算 ①