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年產(chǎn)6萬噸合成氨脫硫工段工藝設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(留存版)

2024-09-04 19:32上一頁面

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【正文】 ................................................................................................................................ 30 噴射器計算 .............................................................................................................................................. 31 6. 車間布置說明 ....................................................... 34 7. 三廢治理及利用 .................................................... 36 廢水的處理 ..............................................................................................................36 廢水的來源及特點 ............................................................................................................................... 36 廢水處理工藝 .......................................................................................................................................... 36 廢渣的處理 ..............................................................................................................36 廢渣的來源 ................................................................................................................................................ 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 車間平面布置圖 .............................................................................................................39 致 謝 ...................................................................................................................................40 6 年產(chǎn) 6 萬噸合成氨脫硫工段工藝設(shè)計 姓 名: 指導(dǎo) 老師: 摘 要 : 年產(chǎn) 6 萬噸合成氨脫硫工段工藝設(shè)計是由指導(dǎo)老師指定產(chǎn)量確定的生產(chǎn)規(guī)模,結(jié)合生產(chǎn)中 收集的各類生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)而設(shè)計的。 作 者 簽 名: 日 期: 指導(dǎo)教師簽名: 日 期: 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(論文)的規(guī)定,即:按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(論文)的印刷本和電子版本;學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(論文)的印刷本和電子版,并提供目錄檢索與閱覽服務(wù);學(xué)??梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文;在不以贏利為目的前提下,學(xué)??梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。對合成氨和脫硫工藝的發(fā)展概況進(jìn)行了概述。合成氨工業(yè) 對農(nóng)業(yè)的作用實質(zhì)是將空氣中游離氮轉(zhuǎn)化為能被植物吸收利用的化合態(tài)氮,這一過程稱為固定氮。 ②使催化劑中毒、失活。作為易燃固體,硫磺主要用于制造硫酸、染料和橡膠制品,也應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、火柴、火藥和工業(yè)陶瓷、建材制品輔助材料等工業(yè)部門。但脫硫反應(yīng)速度慢,脫硫過程是間歇操作,設(shè)備龐大;在脫硫劑使用后期,脫硫效率和阻力變大,脫硫劑阻力變大,脫硫劑再行困難。按反應(yīng)不同,化學(xué)吸收法分為中和法和濕式氧化法。 干法脫硫是用固體脫硫劑,脫除原料氣中硫化物。( 4)栲膠脫硫液腐蝕性小。 ( 3)醌態(tài)栲膠氧化四價釩絡(luò)離子為五價釩絡(luò)離子使釩絡(luò)離子恢復(fù)活性而醌態(tài)栲膠被還原為酚態(tài)栲膠失去活性。 Ⅲ 、液氣比的影響 液氣比增加,溶液的循環(huán)量增加,可提高氣體的凈化度,防止H2S 過高,易產(chǎn)生礬 氧 硫沉淀 ; 如液氣比小,溶液 的循環(huán)量小,對氣體的凈化度有影響,同時產(chǎn)生的硫顆粒易沉積在填料環(huán)、管道、設(shè)備中,時間長易造成脫硫塔塔阻上漲。另外要注意將所開噴頭分散開,盡量保證噴射均勻,以增大反應(yīng)面積。 噴淋密度和液氣比的控制 實驗證明在 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)。 VN2= Nm3 VCO=247?!?)= KJ/(kgh H3 ——擴(kuò)大部分高度 , 取 H3=。 3600247。K) 半水煤氣在 41 攝氏度的比熱容 C41 P =(kmol17Kg/Kmol= Kmol 則合成 NH3 所需要 N2 的物質(zhì)的量為 nN2= nNH3247。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) 。 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。 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。 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。( 2)基本上無硫堵塔的問題。溶液中的環(huán)丁砜是物理吸收劑,烷基醇胺為 13 化學(xué)吸收劑。根據(jù)脫硫溶液吸收過程性質(zhì)的不同,濕法脫硫又可分為化學(xué)吸收法,物理吸收法和物理化學(xué)吸收法三種。 干法脫硫又分為吸附法 —— 以活性炭、分子篩為脫硫劑;接觸反應(yīng)法 —— 以氧化鋅、氧化鐵等為脫硫劑;加氫轉(zhuǎn)化法 —— 以鈷鉬為催化劑,先將有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為 H2S, 11 再脫除。 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,同時生成 H2O2。含有 H2S 的原料氣,在水分存在時,就形成硫氫酸( HSH),腐蝕金屬設(shè)備。目前,世界上氨產(chǎn)量的 85%— 90%用于生產(chǎn)各和氮肥。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本設(shè)計詳細(xì)的介紹了合成氨脫硫工段的生產(chǎn)原理、工藝流程、工藝參數(shù)、熱量衡算、物料衡算,以及設(shè)備選型、廠房布置和三廢處理。 合成氨所需的原料氣,無論是天然氣、油田氣還是焦?fàn)t氣、半水煤氣都人 含有硫化物,這些硫化物主要是硫化氫( H2S)、二硫化碳( CS2)、硫氧化碳( COS)、硫醇( R— SH)和噻吩( C4H4S)等。用于脫硫的栲膠屬于水解類熱溶栲膠,在堿性溶液中更容易氧化成醌類;已氧化的栲膠在還原過程中氧取代基又被還原為羥基。因此,原料氣中的梳化物,必須脫除干凈。因此即便有一種方法有明顯的優(yōu)勢,他也不一定就很快采 用。當(dāng)溫度升高、壓力降低時,硫化物解吸出來,使吸收劑再生,循環(huán)使用。 本課題是采用濕法對水氣煤脫硫,主要是采用栲膠脫硫法,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。在富液槽內(nèi)未被氧化的硫氫化鈉被進(jìn)一步氧化,并析出單質(zhì)硫,此時,溶液中吸收的硫以單質(zhì)懸浮狀態(tài)存在。pH 值過高,則析硫較慢,副反應(yīng)加快,一般控制在 ~ 。 (2) 循環(huán)槽液位的影響 循環(huán)槽液位可根據(jù)循環(huán)系統(tǒng)中的溶液量及再生槽和脫硫塔等設(shè)備內(nèi)的液位,溶液循環(huán)量進(jìn)行控制,一般情況下以不低于液位顯示的 50 %及不高于循環(huán)槽放空管口為宜,以保證貧液泵正常工作及避免循環(huán)槽內(nèi)形成真空。 pH 值對硫化氫吸收和其氧化成元素硫有著相反影響。按 2H2S+O2=2H2O+S 計算,每公斤硫需要 空氣,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,接觸時間也少得多,一般再生時間需要 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/(㎡ K) CO2: CP=+103(+60)106(+60)2= KJ/(kmol Q3=1770(150- )+1770+410(150- ) =② 蒸汽消耗量, W5, KJ/釜 W5=Q3/r2 式中 r2——130℃ 蒸汽的 液 化熱, KJ/kg, r2=W5=表 熱量衡算表 : 收入 KJ/kg 支出 KJ/kg 洗 滌 塔 (/h) 半水煤氣帶入的熱量G0C60 P t1 106 半水煤氣帶出的熱量 106 冷卻水吸收的熱量 106 總 和 106 總和 106 硫泡沫槽 (/h) 脫硫液帶入的熱量 105 脫硫液帶出的熱量 105 蒸汽冷凝放出的熱量 105 總 和 105 總和 105 熔硫釜/(釜) 硫膏帶入的熱量 105 硫膏帶出的熱量 106 蒸汽冷凝放出的熱量 105 環(huán)境吸收的熱量 105 總和 106 總和 106 28 5. 設(shè)備計算及選型 脫硫塔的設(shè)計計算 [1119] 脫硫吸收塔采用填料塔,填料為 ? 76 76 聚丙烯 鮑爾環(huán),公稱直徑為 76cm,空隙率為 ε=, 比表面積為 α=,采用亂堆的方式。 FP= ( 105) = ( d) 根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算出填料高度 HP= FP / (a ) 式中 a——填料比表面面積 HP= / ()= 取 HP=17m 填料分兩段, 上 段 8㎝下段 9 ㎝ . 噴射再生槽 的 計算 槽體計算 ( a)再生槽直徑計算 再生槽直徑計算可用下式計算: D1=( GA / ) 1/2 式 中 : Ai——吹風(fēng)強(qiáng)度, m3/( h ΔPM =( 104 - 106 ) / ln[( 104) /( 106) ] = 105 atm ( c) 計算 傳質(zhì)面積 FP, m2 FP= G1 /( KGΔPM) 式中: G1—— H2S 脫除量, Kg/h; KG——傳質(zhì)系數(shù), Kg /( m2h30kg/m3=10 入熔硫釜硫膏量 G7=G4/S2 24 式中 S2——硫膏含硫量,取 S2=98%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) G7=247。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。但是再生時間過長,溶液循環(huán)量要減小,有可能導(dǎo)致吸收不好,使脫硫塔 1
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