【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