【正文】 科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 2 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。 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(yù)計(jì)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(shè)計(jì)的主要任務(wù)為將合成氨的原料氣中的有害成分硫脫除， 本設(shè)計(jì) 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 semi water gas and the doctor solution. This design introduce the detail of synthetic ammonia desulphurization construction section39。2021年進(jìn)口液氨 28． 1萬 t，出口量很少，表觀消費(fèi)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(fù)合肥料。脫硫問題成為公認(rèn)難題。 ②使催化劑中毒、失活。 【 3】 栲膠 的 組成及 性質(zhì) 栲膠是一類復(fù)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(yīng)機(jī)理如下 : 1) 堿性溶液吸收 H2S 的反應(yīng) ： 3232 N a H C ON a H SSHCONa ??? OHCON a H SSHN a H C O 2223 ???? 2) NaHS 與偏釩酸鈉反應(yīng)生成焦釩酸鈉：硫氫化鈉與偏釩酸鈉反應(yīng)生成焦 釩 酸鈉，析出單質(zhì)硫。在染料行業(yè)中，硫磺可用于生產(chǎn)工藝簡單、價(jià)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(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)。 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(diǎn)為可將 H2S 直接轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫 。中合法，用弱堿性溶液為吸收濟(jì)，與原料氣中的酸性氣體硫化氫進(jìn)行中和反應(yīng)，生成硫氫化物而除去。當(dāng)溫度升高、壓力降低時(shí)，硫化物解 吸出來，使吸收劑再生，循環(huán)使用。優(yōu)點(diǎn)是既能脫除硫化氫，又能脫除在機(jī)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(shè)置干法脫硫，因?yàn)殂~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(yīng)機(jī)理如下 【 7】 : 1) 堿性溶液吸收 H2S 的反應(yīng) ： 3232 N a H C ON a H SSHCONa ??? OHCON a H SSHN a H C O 2223 ???? 2) NaHS 與偏釩酸鈉反應(yīng)生成焦釩酸鈉 ： 硫氫化鈉與偏釩酸鈉反應(yīng)生成焦 釩 酸鈉，析出單質(zhì)硫。再生槽浮選出的單質(zhì)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(yīng)嚴(yán)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(yīng)控制溶液溫度在 35 177。 Ⅳ 、再生時(shí)間與再生空氣量 再生時(shí)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(zhì)的混合體，電位值又是該混合體氧化還原性的綜合體現(xiàn)。為保障脫硫和緩蝕效果 , 9 引自 林玉波：《合成氨生產(chǎn)工藝》 [M],化學(xué)工業(yè)出版社 , (202109 出版 ) XX理工 大學(xué) XX學(xué)院 20XX屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 16 溶液中栲膠應(yīng)保持一定的質(zhì)量濃度。正常情況下 ,再生液中的懸浮硫質(zhì)量濃度應(yīng)小于 100mg/ L。 提高反應(yīng)溫度可加 快反應(yīng)速度，對吸收和XX理工 大學(xué) XX學(xué)院 20XX屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 17 再生都 有利， 但是溫度過高，大于 50℃ 就會加快硫代硫酸鹽的生成，造成溶液對設(shè)備管道的腐蝕。 假如 按 ???? SOHOSH 222 22 來 計(jì)算，每公斤硫需要 ，采用噴射再生的空氣量可能要少一些，主要是在喉管中氣液接觸好，反應(yīng)激烈，接觸時(shí)間也少得多，一般再生時(shí)間需要 30min以上，由于采用噴射再生，12min就滿足了工藝要求，但吹風(fēng)強(qiáng)度大，達(dá)到 136m3/(㎡ VN2= Nm3 VCO=247。K) 表 44 半水煤氣中的各組分的 a、 b、 c 值 物質(zhì) CO H2 CO2 N2 O2 a b/10－ 3 c/10－ 6 － － － － － 例如在 60℃ 的比熱容 ： CO: Cp=+103(+60)－ 106(+60)2=(kmolK) ④ 脫硫液的比熱容 CP， J/(g℃ ) CP=+ 脫硫液的進(jìn)口溫度 為 41℃ ，則進(jìn)口時(shí)的比熱容 Cp1=+41=(g℃ ） F6—— 熔硫釜表面積， m2， F6=10m2 4—— 熔 一 釜所需時(shí)間， h —— 硫膏中含硫膏 98% G8CSρS(t5－ t6)表示硫膏升溫吸收熱量； 表示硫膏熔融吸收熱量；4λF6(t5－ t6)表示向環(huán)境散熱量。10 5 蒸汽冷凝放出的熱量 179。10 6 總和 179。查表得出 A=， K=。 ΔPM—— 吸收過程平均推動(dòng)力， atm。在液體再分配器中，分配錐最簡單。 表 51 支撐架尺寸（采用不銹鋼） 塔徑 /（ mm） 圈外徑 /（ mm） 圈內(nèi)徑 /（ mm） 厚度 /（ mm） 2200 。 （ 1） 截錐小頭直徑一般為 D’（ ～ ） D，取 D’== （ 2） 液體再分配器高度 h 3 9 a n2 )(t a n2 )39。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。h 76179。10 5 總和 179。10 6 半水煤氣帶出的熱量 179?！?) 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 / 104 8 1 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/（ kgK) CO2: CP=+103(+60)106(+60)2=(kmol VN2= VH2=247。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。 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。 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)。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。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)。 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。 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。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 、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。其濃度一般控制在 ～ 。 8 引自 李平輝 ：《合成氨原料氣凈 化》，化學(xué)工業(yè)出版社， (202104 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。 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。（ 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。 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。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。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。中和法主要有烷基醇胺法、氨水法和碳酸法等。既可在常壓下操作 ,又可在加壓下操作 。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。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。天然氣、輕油及重油中硫化物含量，因產(chǎn)地不同，差別很大。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。 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。 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。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。由于原料不同，其組成也不同。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(jī)化合物，常稱為“無機(jī)硫”。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)。 合成氨的需求取決于氮肥的需求和工業(yè)用氨的需求。 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。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。s production principle, the technical process, the technological parameter, the thermal graduated arm