【正文】 ....................................20 熱量衡算 ..................................................................................................................24 5. 設(shè)備計(jì)算及選型 ................................................... 28 脫硫塔的設(shè)計(jì)計(jì)算 ..................................................................................................28 塔徑計(jì)算 .................................................................................................................................................... 28 填料高度計(jì)算 .......................................................................................................................................... 29 噴射再生槽的計(jì)算 ..................................................................................................30 槽體計(jì)算 ................................................................................................................................................... 30 噴射器計(jì)算 .............................................................................................................................................. 31 6. 車(chē)間布置說(shuō)明 ....................................................... 34 7. 三廢治理及利用 .................................................... 36 廢水的處理 ..............................................................................................................36 廢水的來(lái)源及特點(diǎn) ............................................................................................................................... 36 廢水處理工藝 .......................................................................................................................................... 36 廢渣的處理 ..............................................................................................................36 廢渣的來(lái)源 ................................................................................................................................................ 36 廢渣的處理工藝 .................................................................................................................................... 36 參考文獻(xiàn) ............................................................... 38 附 錄 ................................................................. 39 工藝流 程圖 .....................................................................................................................39 脫硫塔裝配圖 .................................................................................................................39 車(chē)間平面布置圖 .............................................................................................................39 致 謝 ...................................................................................................................................40 6 年產(chǎn) 6 萬(wàn)噸合成氨脫硫工段工藝設(shè)計(jì) 姓 名： 指導(dǎo) 老師： 摘 要 ： 年產(chǎn) 6 萬(wàn)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)合生產(chǎn)中 收集的各類(lèi)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)而設(shè)計(jì)的。因此，合成氨工業(yè)是氮肥工業(yè)的基礎(chǔ)，對(duì)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)起著重要的作用。所以合成氨工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，氨及氨加工工業(yè)已成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的一個(gè)重要部門(mén)。其 腐蝕程度隨 原料氣中 H2S 的含量增高而加劇。 含有大量鄰二或鄰三羥基酚。 10 22223 2)(22)(2 OHOOHTOOHT ??? OHN a V OOVNaN a O HOH 2394222 3422 ???? H2O2+NaHS＝ H2O+S+NaOH 生產(chǎn)中副產(chǎn)品硫磺的應(yīng)用 硫磺是一種重要的化工原料 ，肥料工業(yè)是硫的最大用戶(hù)， 硫磺的其它用途包括炸藥、鋼鐵酸洗、醫(yī)藥食品工業(yè)、安全剝離、水處理、橡膠、電解工業(yè)、催化劑、顏料、化學(xué)品、硫磺膠泥、硫磺混凝土、醇類(lèi)、黏合劑、農(nóng)藥、黑色火藥、鞭炮等。例如，天然氣蒸汽所用鎳催化劑，要求原料烴中總硫含量小于 / m3 ，銅鋅系低變催 化劑要求原料氣中總硫含量小于1mg/ m3 ， 若硫含量超過(guò)上述標(biāo)準(zhǔn)，催化劑將中毒而失去活性。干法脫硫具有郊率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的中型氮肥廠，以前對(duì)改良 ADA 法和栲膠法用的比較多；對(duì)小型氮肥廠，以前對(duì)苯二酚法用得較多。 化學(xué)聽(tīng)收法 在化學(xué)吸收法中，脫硫溶液與硫化氫發(fā)生了 化學(xué)反應(yīng)。目前國(guó)內(nèi)中、小氨廠絕大部分采用濕式氧化法脫硫，因此原料氣中有機(jī)硫含量高時(shí)，變換后氣體中硫化氫含量增加，需要經(jīng)過(guò)二次脫硫。我國(guó)有少數(shù)中型氨廠采這種方法脫硫。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(guò)濕式氧化法脫硫后不再設(shè)置干法脫硫，因?yàn)殂~洗過(guò)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(jiǎn)單。 22223 2)(22)(2 OHOOHTOOHT ??? OHN a V OOVNaN a O HOH 2394222 3422 ???? H2O2+NaHS＝ H2O+S+NaOH 此外 ,在生產(chǎn)中還有生成硫代硫酸鈉的副反應(yīng) : 2NaHS + 2O2 = Na2S2O3 + H2O 2Na2S2O3 + 3O2 = 2Na2SO4 + 2SO2 4H2O2+2NaHS＝ 5H2O+Na2S2O3 2NaOH+Na2S2O3+4H2O2＝ 2Na2SO4+5H2O 工藝流程方框圖 水煤氣 洗滌塔 脫硫塔 富液槽 再生槽 泡沫貯槽 熔硫釜 硫磺 貧液槽 至氣柜 15 3. 生產(chǎn)流程的簡(jiǎn)述 簡(jiǎn)述物料流程 氣體流程 半水煤氣從造氣車(chē)間出來(lái)后，經(jīng)過(guò) 洗 滌 塔 除塵、降溫 ， 水封后， 從脫硫塔的 底部進(jìn)入 塔 內(nèi) ，脫硫液從塔頂噴淋 而 下 ，水煤氣與 堿性栲膠溶 液 在塔內(nèi)逆向接觸，其中的大部分 硫化氫氣體被 溶 液吸收， 脫硫 后的氣體從塔頂出來(lái)至氣柜。 栲膠脫硫的反應(yīng)過(guò)程如下： （ 1）堿性水溶液吸收 氣相中的 H2S，生成 HS 16 Na2CO3+H2S＝ NaHS+NaHCO3 2— 1 NaHCO3+H2S＝ NaHS+CO2+H2O 2— 2 （ 2）硫氫化鈉與偏釩酸鈉反應(yīng)生成焦 釩 酸鈉，析出單質(zhì)硫 2NaHS +4NaVO3 +H2O = Na2V4O9 + 4NaOH ＋ 2S↓ 2— 3 此反應(yīng)過(guò)程中五價(jià)釩被還原成四價(jià)釩，但是這個(gè)反應(yīng)不能用吹空氣的方法倒轉(zhuǎn)回去使釩再生，必須靠氧化態(tài)栲膠將四價(jià)釩氧化成五價(jià)釩 ，而還原態(tài)栲膠 則可利用吹空氣再生，這便是栲膠脫硫的根本所在。 (3) 溶液中 T(OH)O2：若 T(OH)O2 過(guò)少，則脫硫效率低、膠性差、硫顆粒易沉淀、堿礬 消耗大、副反應(yīng)快 ； T(OH)O2 過(guò)多，溶液膠性過(guò)強(qiáng)硫粒細(xì)、出硫差，一般控制在 ～。適當(dāng)提高噴淋密度，不但利于提高氣體凈化度， 還 有利于對(duì)填料表面和空隙中硫的沖刷；但噴淋密度過(guò)高，則會(huì)使溶液質(zhì)量下降，還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)阻力上升。 Ⅴ 、液位的影響 (1) 脫硫塔底部液位的影響 脫硫塔底部液位應(yīng)以系統(tǒng)中的溶液量及循環(huán)量為依據(jù)，若脫硫塔底液位過(guò)低，則易造成氣泡夾帶，使富液泵不打量 。噴頭的開(kāi)關(guān)個(gè)數(shù)決定了噴射壓力的高低， 噴 射壓力越高則空氣吸入越多，栲膠再生效果越好， 泡 沫越易形成，一般不應(yīng)低于 。堿度過(guò)高吸收硫化氫過(guò)多，釩可能會(huì)過(guò)度還原。溶液的電位表明溶液的氧化還原能力的大小，反映溶液再生系統(tǒng)溶液再生的好壞，一般控制溶液的電位值在－ 180mV 左右。 為使吸收、再生和析硫三者都能順利進(jìn)行，溶液溫度宜控制在 35～ 45℃ 。2= 考慮到半 水煤氣經(jīng)過(guò)洗滌、脫硫、變換等工序到合成的過(guò)程中氮?dú)獾膿p失，則損失率以 1%計(jì)，則半水煤氣中氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為 nN2 =（ 1+1%） = Kmol 22 所以原料氣中 N2的體積 為 VN2== Nm3 根據(jù)原料氣中各氣體的體積比，則其它氣體的體積為 VCO2=247。K) 將 半水煤氣中的各組分的 a、 b、 c 值列于表中 物 質(zhì) CO H2 CO2 N2 O2 a b/10－ 3 c/10－ 6 － － － － － 表 4 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=(gh ()]1/2= 圓整后 D 取 填料高度計(jì)算 （ a）吸收過(guò)程傳質(zhì)系數(shù) KG 計(jì)算 KG= 式中 ： KG——傳質(zhì)系數(shù)， Kg /（ m2atm） 。 再生槽有效高度 H1 下式計(jì)算 : H1 =(LTτ)/（ 60） 式中 : τ——溶液在再生槽內(nèi)停留時(shí)間， min，一般取 τ=13min； LT——溶液循環(huán)量， m3