【正文】 We = 1 m/s ； 擴張管長度的計算 L4 = 2/2 3?tg dd me?= 284158/ 2tg（ 7/2） = 1030 mm 式中 L4— 擴張管長度， mm ； α3— 擴張角，取 α3 = 7176。h ，最大跨度 1600mm 填料壓板 采用床層限制板，限制板外徑比塔徑小 25mm，用塑料制品 封頭 選用橢圓型封頭，具體尺寸如下： 表 橢圓型封頭尺寸 橢圓型封頭內(nèi)徑（ mm） 曲面高 度 (mm) 直邊高度 (mm) 內(nèi)表面積（ m2） 容積（ m3） 23 2020 1000 50 塔的總高： H = 10000+5700+5000+1000=21700mm 裙座 選 5m 人孔 ，手孔 人孔選用 θ600，手孔選用標準尺寸 DN250 加強圈 加強圈選用 6 個，每 6 設(shè)備穩(wěn)定性及機械強度校核計算 壁厚的計算 塔體壁厚 ? ? 22 cid t cPD cP? ????? 選用 235QC? 查表得 125t MP? ? MP? ?? 2c? 雙面腐蝕取 4 0. 13 9 20 00 27 84 4 5. 112 12 5 1 0. 13 9 24 9. 86 1d mm? ?? ? ? ? ?? ? ? 考慮鋼板厚度負偏差及沖壓減薄量，圓整后取 10n mm? ? 厚的 235QC? 鋼板作筒體 封頭壁厚 采用標準橢圓形封頭，雙面對接焊縫 100%探傷 ?? 設(shè)計壁厚 d? 按下式計算 [1] ? ? 22 t cPD cP? ????? 24 0 .1 3 9 2 0 0 0 42 1 2 5 1 0 .5 0 .1 3 91 .1 1 45 .1 1mm???? ? ? ???? 考慮鋼板厚度負偏差及沖壓減薄量，圓整后取 10n mm? ? 厚的 235QC? 鋼板作封頭，所以塔體壁厚和封頭壁厚均取 10n mm? ? 校核罐體與封頭水壓試驗強度的計算由下式 [1] ? ? 2 sT i eT ePD??????? 式中 1 . 2 5 1 . 2 5 0 . 1 3 9 0 . 1 7 3 7 5Tap p M P? ? ? ? 1 0 4 . 8 5 . 2en c m m??? ? ? ? ? 12 0 .8 4 4 .8c c c? ? ? ? ? 徑向應力 235s MP? ? 則 ? ?2T i eT ePD ?? ??? ? ?0 .1 3 7 5 2 0 0 0 5 .22 5 .2??? ? ? 0 . 9 0 . 9 1 2 3 5 2 1 1 . 5s MP? ? ? ? ? sT ?? ? 所以水壓試驗滿足強度要求 機械強度的校核 質(zhì)量載荷 塔設(shè)備的質(zhì)量包括塔體，裙座體，內(nèi)構(gòu)件，保溫材料，扶梯和平臺及各種附件等的質(zhì)量，還包括在操作，停修或水壓試驗等不同工況時的物料或充水質(zhì)量。h 填料的潤濕率 LW LW=l/α = 22/114= m3/m 2hhVN2= VO2=247。 噴射再生槽噴嘴喉管長度 L6 = 3mm 噴射再生槽吸氣室收縮角 α2 = 30176。中國常用大漆、環(huán)氧樹脂作涂料。泡沫液經(jīng) 1閥進入過濾器，空氣經(jīng)3閥排放后關(guān)閉 3閥，溶液經(jīng)上腔進入貯槽。 傳統(tǒng)的硫回收裝置，是將硫泡沫經(jīng)真空過濾機過濾成硫膏，硫膏再送入熔硫釜中熔融。氧化器直徑正比于空氣流量與空氣比重的平方，為了得到良好的硫浮選，空氣流速一般選25～ 30m3/(min 氧化槽是一大直徑的圓槽，槽內(nèi)放置多支噴射器。 8 3456148 911 12 1310718171615 1－吸收塔； 2－分液罐； 3－再生塔； 4－液位調(diào)節(jié)器； 5－硫泡沫槽； 6－溫水槽； 7－反應槽； 8－循環(huán)槽； 9－溶液過慮器； 10， 11－循環(huán)泵； 12－地下槽； 13溶堿槽； 14過濾機； 15空氣壓縮機； 16空氣冷卻機； 17空 氣緩沖器； 18空氣過濾器 圖 2 濕法 ADA 脫硫工藝流程簡圖 主要設(shè)備介紹 填料塔 填料塔用于要求高的 H2S 脫除效率。同時有 CO2 的存在后會使溶液的 PH值下降，使脫硫效率稍有降低。從表 1 可以看出 , ADA 在有副產(chǎn)物的溶液中溶解度下降很快 , 再加上溫度的升高使 ADA溶解度下降 , 雙重作用將使 ADA 結(jié)晶析出。為了保證主要反應進行所需要的條件，又盡可 能的抑制硫代硫酸鹽的生成，適宜的吸收溫度為 20~30℃ 。應添加的理論濃度可與液相中 HS的摩爾濃度相當，但在配制 溶液時往往要過量。其中改良蒽醌二磺酸法的脫除效率高，應用更為廣泛。 (4) ADA 脫硫整個脫硫和再生過程為連續(xù)在線過程，脫硫與再生同時進行，不需要設(shè)置備用脫硫塔。 ADA 的這幾種異構(gòu)體中，在產(chǎn)品中一般含量較高的是 , , , 。 基于此，在合成氨脫硫工藝的設(shè)計中我采用改良 ADA 法工藝。在我國，熱煤氣脫硫現(xiàn)在仍處于試驗研究階段，還有待于進一步完善，而冷煤氣脫硫是比較成熟的技術(shù)，其脫硫方法也很多。工業(yè)脫硫方法種類很多，通常是采用物理或化學吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法 (Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法 (Selexol)等。為了滿足市場快速增長的需求， 70 年代，我國建設(shè)了一批中型 氮肥 生產(chǎn)裝置，合成氨單系列裝置的生產(chǎn)能力達到 612 萬噸 /年，主要 氨加工產(chǎn)品為 尿素 或硝酸銨，大部分裝置采用我國開發(fā)的以無煙煤為原料的固定層氣化技術(shù)。具體來說作為原料氣的半水煤氣中都含有一定數(shù)量的硫化氫和有機硫化物 (主要有羰基硫、二硫化碳、硫醇、硫醚等 )，能導致甲醇、合成氨生產(chǎn)中催化劑中毒，增加液態(tài)溶劑的黏度，腐蝕、堵塞設(shè)備和管道 ,影響產(chǎn)品質(zhì)量。 干法脫硫既可以脫除無機硫，又可以脫除有機硫，而且能脫至極精細的程度，但脫硫劑再生較困難，需周期性生產(chǎn)，設(shè)備龐大，不宜用于含硫較高的煤氣，一般與濕法脫硫相配合，作為第二級脫硫使用。為此 , 研究者對 ADA 法進行了改進 , 在 ADA 溶液中添加了適量的偏釩酸鈉、酒石酸鉀鈉。兩者在水中溶解度相差約一個數(shù)量級 , 實際溶液中由于 H2S 反應不徹底和伴生的副反應 , 溶液中存在 Na2SO NaCNS 和 Na2S2O3 等副產(chǎn)品 , 這些副反應產(chǎn)物隨著脫硫生產(chǎn)操作的運行 , 在脫硫液中逐漸積累 , 當達到相當含量時 , 會使 和 溶解度快速下降 , 影響脫硫效果 , 而且析出的ADA 伴隨硫磺夾帶出脫硫系統(tǒng) , 增加 ADA 消耗。反應速度太慢，需時 30min以上，這就需要龐大的反應槽并使副反應加重，同時此法在操作中易發(fā)生堵塞，而且藥品價格有些昂貴。而在這一反應中 H2O2 濃度起著決定性的作用 , 如 H2O2 濃度低 , 就容易造成焦釩酸鈉轉(zhuǎn)化不徹底 , 使溶液中有效偏釩酸鈉濃度降低 , 從而使溶液中 HS 含量上升 , Na2S2O NaCNS 等副產(chǎn)物增加 , 加大了堿和釩的消耗 , 而且反應所需的 H2O2 是在 ADA 再生過程中生成的 [反應式 (5) ], 故操作中一定要保持 ADA 有一定濃度和足夠的再生空氣。 表 3 工業(yè)生產(chǎn)使用的 ADA 溶液組成 溶液類別 總堿度 ∕N Na2CO3∕(g這一點容易被人們忽視。這部分就是 ADA 結(jié)晶析出物。 圖 2 所示是加壓條件下 蒽醌二磺酸于鈉溶液脫出煤氣中硫化氫的工藝流程圖，操作壓力為 左右，進口氣體中硫化氫含量 2~5 g/m3， 出口氣體中硫化氫含量小于 10m g/m3。76mm76mm），塑料的表面較光滑，所以不易被硫堵塞，用這種填料同時有很高的脫硫效率。內(nèi)筒上下各有一塊篩板，板上有正方形排列的篩孔，直徑 15mm，孔間距 20mm，開孔率 44%。第二個氧化器空氣流量較小，使硫浮選。 戈爾薄膜濾料由于表面有一層致密而多孔的薄膜，不需要傳統(tǒng)濾料的初始濾餅層，一開始過濾就是有效過濾，當經(jīng)過一段時間后濾餅層積累到一定厚度，同樣也影響過濾流量，這時可以給濾料一個以秒計的反向推動力，將濾料表面全部的濾餅迅速而輕松地從濾料表面推卸下來，稱為反清洗。 使用戈爾膜過濾器，可將硫泡沫高度凈化，如進過濾器前懸浮硫含量為 8g/L，出膜過濾器清液懸浮硫含量 8mg/L，取出的硫是硫膏，水分含量低，縮短了熔硫釜的熔硫時間，并節(jié)省蒸汽。 4 工藝計算書 原始數(shù)據(jù) 焦爐煤氣組分 組分 CO CO2 H2 N2 CH4 O2 體積 /% 脫硫液組分 組分 Na2CO3 NaHCO3 ADA NaVO3 g/L 5 25 3 設(shè)計工藝參數(shù) 焦爐煤氣中 H2S 初始含量 C1 = 11 凈化氣中 H2S 含量 C2 = 入吸收塔焦爐煤氣壓力 P0 = Mpa 出吸收塔焦爐煤氣壓力 Pi = Mpa 入吸收塔焦爐煤氣溫度， t0=35℃ 硫容 S = Kg（ H2S） /m3 熔硫釜的工作周期 4h 熔硫釜的操作壓力 硫泡沫中硫含量 S1 = 30 Kg/m3 硫泡沫槽溶液初始溫度 t1 = 40℃ ； 硫泡沫槽溶液終溫 t2 = 79℃ ； 熔硫釜硫膏初始溫度 t3 = 15℃ 熔硫釜加熱終溫 t4 = 135℃ 入熔硫釜硫膏初始含水率 80﹪ 出熔硫釜硫膏含水率 50﹪ 硫膏密度 ρS = 1500 Kg/m3 硫泡沫密度 ρf =1100Kg/m3 硫泡沫比熱容 ,Cf = KJ/(Kg（ 33024） = t/h 考慮到在合成時的損失，則以每小時生產(chǎn) 噸計算為基準，所以 nNH3=1894 Kg247。 ? ?43336 . 3 3 1 0 1 7 . 6 1 0 0 0 5 0 . 7 2 /W m tN H? ? ? ? ? ? 硫泡沫槽熱量衡算 硫泡沫槽熱負荷 Q2 = Vf PfCf (t3t4) =1100（ 7940） = 104KJ/NH3 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/(Kg0C) 16 F — 熔硫釜表面積， F = 92 m2 T6 － 入釜硫膏溫度， oC， t3= 79 0C t5 — 釜內(nèi)加熱終溫 , oC ， t4 = 135 o C — 硫膏中含硫量 50﹪ 4 — 熔 1 釜所需時間（工作周期）， h ρS— 硫膏密度， Kg/m3， ρS = 1500 Kg/m3 蒸汽消耗量 W2 = Q3 /r2 = 式中 r2 — 蒸汽汽化熱， r2 = 5 主要設(shè)備的工藝計算和設(shè)備選型 主要設(shè)備的工藝尺寸 填料吸收塔計算 塔徑 利用貝恩 霍根關(guān)聯(lián)式計算 [10] 112 480. 23f t v vLgLl V lu a Wl A KgW???? ? ???? ? ? ? ? ??? ????? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ? ??? ?? 11483 2 6 1 0 5 0 1 . 0 51 . 7 51 3 8 8 8 . 9 1 . 0 5 1 0 5 0?? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? = 3 . 0 3 7 9 9 . 8 1 0 . 9 2 7 1 0 5 01 1 4 1 . 0 5 0 . 8fu ? ? ?? ?? ? 0. 85 1. 40 1 /fu u m s?? 1 3 8 8 8 .9443600 1 .8 7 33 .1 4 1 .4 0 1SVDmU? ?? ? ?? 圓整得 ， D? 塔的橫截面積 S= 22 3 .1 4 2 3 .1 444D? ??? 式中 fu 泛點氣速 , /ms, Lw － 流體質(zhì)量流速， Kg/() ， Lw = LTρL = 3261050 = 17 342300Kg/()； vw － 氣體質(zhì)量流速， Kg/() ， vw = G0ρG = = ()； α－ 填料比表面積， m2/m3，選用 θ50mm25 mm梯環(huán)， α= 114 m2/m3 ； ε－ 填料孔隙率， m3/ m3， ε= m3/ m3； μL－ 溶液粘度， mMPa ； A － 經(jīng)驗數(shù)， A = 10； u － 操作氣速， m/s ； CNa－ 溶液中 Na2CO3 的含量， CNa= 5 g/L； B－ 吸收過程液氣比， B = LT / G0 3 吸收過程平均推動力 ΔPm ΔPm = (P1P1*)(P2P2*)/ [㏑ (P1P1*)/ (P2P2*)] = ㏑ （ 247。m2)， Ai = 150 m3 /(h朦朧的想象這個設(shè)