【文章內(nèi)容簡介】 生產(chǎn)流程及方案的確定 13 3閥，溶液經(jīng)上腔進入貯槽。過濾一段時間后濾餅達到定值時，控制系統(tǒng)進入 反沖狀態(tài)， 4閥自動切換，反沖清膜，濾餅脫離袋沉降到錐底部，系統(tǒng)重新進入過濾狀態(tài)。濾餅達到一定量時，開 6閥排硫膏，去熔硫釜熔成硫磺或脫水生成硫膏出售。 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。 熔硫釜 熔硫釜是一個裝有直接蒸汽和間接蒸汽加熱的設備，其操作壓力通常為 。其容積按能充滿 70%～ 75%計算，而放入的硫泡沫含有 40%～ 50%的水分。對 于直徑 ，有效高度 的熔硫釜，每次熔化所需的時間約為 3～ 4h。 脫硫主要設備都用碳鋼制作， 因為其價格低廉，同時在許多的場合其性能可以滿足使用的要求。為了防止設備被腐蝕，除選擇適當?shù)哪透g材料制造設備外，還可以采用防腐措施對設備進行防腐。如在吸收塔，再生器的 內(nèi) 表面可適當?shù)耐扛脖Ｗo層?；蛱砑泳徫g劑等。而泵的密封采用 機械密封 ，以減少溶液的漏損。機械密封是一種功耗小，泄漏率低，密封性能可靠，使用壽命長的轉軸密封，被廣泛地應用于各個技術領域中。以減少溶液的漏損。機械 用適當?shù)耐苛贤克榱朔栏谖账?、再?器的表面可用適當?shù)耐苛贤克ⅰ? 4 工藝計算書 原始數(shù)據(jù) 焦爐煤氣組分： 組分 CO CO2 H2 N2 O2 CH4 Ar 體積 /% 脫硫液組分 ： 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 14 組分 Na2CO3 NaHCO3 栲膠 NaVO3 濃度∕ g/L 設計工藝參數(shù) 焦爐煤氣中 H2S 初始含量 C1 = 10g/m3 凈化氣中 H2S 含量 C2 = 入吸收塔焦爐煤氣氣量 G0 = 24000m3/h 入吸收塔焦爐煤氣壓力 P0 = 出吸收塔焦爐煤氣壓力 Pi = 入冷卻塔 焦爐 煤氣溫度， t1=50 ℃ 出冷卻塔入吸收塔 焦爐 煤氣溫度， t2=35 ℃ 硫容 量 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 硫膏含量 S2=20% 煤氣平均等壓比熱容 PC = KJ/kmol 硫泡沫槽溶液 終 溫 t3 = 800C； 硫 泡沫槽溶液 初 溫 t4 = 400C； 熔硫釜硫膏 終 溫 t5 = 15 0C 熔硫釜加熱 初 溫 t6 = 135 0C 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 ρ S = 1500 Kg/m3 硫泡沫密度 ρ f =1100Kg/m3 硫泡沫比熱容 ,Cf = KJ/(Kg 0C)； 常用熔硫釜全容積為 Vr = 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 15 熔硫釜裝填系數(shù)為 70﹪～ 75% 硫膏的比熱容 Cs = KJ/(Kg 0C) 硫膏的熔融熱 Ch= KJ/Kg 熔硫釜周圍空間的散熱系數(shù) λ= K J/(mh 0C) 蒸汽的汽化熱 r1 = KJ/Kg 蒸汽的汽化熱 r2 = KJ/Kg H2S氣體密度 ρ G = Kg/m3 ； 脫硫液液體密度 ρ L = 1050 Kg/m3 熔硫釜表面積 F = m2 噴射再生槽溶液流速 Wi = 25 m/s 通常 Wi = 18～ 28 m/s 噴射再生槽噴嘴入口收縮角 α 1 = 14176。 噴射再生槽噴嘴喉管長度 L6 = 3mm 噴射再生槽吸氣室收縮角 α 2 = 30176。 噴射再生槽管內(nèi)空氣流速取 WA = m/s ； 噴射再生槽尾管直徑擴張角取 α 3 = 7176。 尾管中流體速 We = 1 m/s 焊接接頭系數(shù) 1?? 由于焦爐煤氣氣量大及 H2S含量多，因此采用兩個吸收塔并聯(lián)，則： G0′ = G0/2=24000/2=12020 m3/h 物料衡算 〔 1〕 H2S 脫除， G1， kg/h G1 = = G0′ (10－ )/1000=12020 （ ） / 1000 = 溶液循環(huán)量 LT， m3/h LT = SG1 = / = 591m3/h 式中 S — 溶液硫容量， kg/m3， S = Kg (H2S)/m3 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 16 生成 Na2S2O3 消耗 H2S 的量 G2, Kg/h 取 Na2S2O3的生成率為脫除量的 8﹪，則： G2 = G18 ﹪ =8 ﹪ = Kg/h 生成量， G3， Kg/h G3 = SHOSNaMMG232222=158/234 = Kg/h 式中 M Na2S2O3 — Na2S2O3分子量 M H2S — H2S分子量 理論硫回收量 G4， kg/h G4 =（ G1－ G2） MS/ M H2S = （ ） 32/34 = Kg/h 式中 MS — 硫的分子量 理論硫回收率 φ ，﹪ φ= G 4/ G1 = 100﹪ =﹪ 生成 Na2S2O3 消耗純堿的量 G5， Kg/h G5 = G3M Na2CO3/ M Na2S2O3 = 106 / 158 = 式中 M Na2CO3 — 碳酸鈉的分子量； 硫泡沫生成量 G6， m3/h G6 = G4/S1 =式中 S1 — 硫泡沫中硫含量，此處取 S1=30 ㎏ /m3； 入熔硫釜硫膏量 G7 G7 = G4/S2 = 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 17 式中 S2 — 硫膏含量，此處取 S2=20%； 回收率 η ，﹪ η = 121CCC?= （ ） / 10 100﹪ =% 硫膏的理論產(chǎn)量 W 理論 =32V C1η /34=32 24000 10 式中 W理論 — 硫化氫的原子量 V — 焦爐煤氣氣量， m3 （標） / h C1 — 脫硫前半水煤氣中硫化氫含量， g/m3 （標） η — 脫硫效率， ﹪ 32 — 硫的原子量 熱量衡算 冷卻塔熱負荷， 1Q ， KJ m3/ kmol h ? ?1 0 1 2 1 1 2 2PQ G C t t W i W i? ? ? ????? 式中 0G — 入冷卻塔焦爐煤氣量， Kmol/(tNH3)； PC — 焦爐煤氣平均等壓比熱容， KJ/( ), PC = KJ/kmol； 12,tt— 入、出冷卻塔焦爐煤氣溫度； 12,WW— 入、出冷卻塔焦爐煤氣溫含水量， Kg/Kmol. 查得 120 . 7 8 4 / , 0 . 7 8 4 /W K g K m o l W K g K m o l?? 12,ii— 入 ， 出 冷 卻塔 條 件 下 水 蒸 氣 的 焓 ， Kcal/Kg, 查表知 12,ii 6 1 9 / 2 5 9 1 . 6 3 / , 6 1 9 . 6 / 2 5 6 4 . 8 3 /i K c a l K g k J K g i K c a l K g k J K g? ? ? ? 代入公式計算得 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 18 1Q =24000 〔 （ 5035） +（ ） 〕 =11462640 KJ m3/ kmol h 冷卻水消耗量， 3W ， m3 / h 113 1000Q tW ?? 式中 1t? —— 冷卻水溫升， OC ,此處取 1 5OtC?? 。 113 1000Q tW ??=11462640/1000 5= m3 / h 硫泡沫槽熱量衡算 硫泡沫槽熱負荷 Q2， KJ/h Q2 = Vf PfCf (t3t4) = 1100 （ 8040） = 式中 Vf — 硫泡沫體積， m3， Vf =G6； ρ f — 硫泡沫密度， Kg/m3 , ρ f = 1100Kg/m3； Cf — 硫泡沫比熱容， KJ/(KgK),C f= KJ/(KgK) ； t3— 槽 中硫泡沫 終 溫， t3 = 800C； t4 — 槽中硫泡沫 初 溫， t4 = 400C； 蒸汽消耗量， W4,Kg/h W4 = Q2/r1 =式中 r1 － 蒸汽的汽化熱， r1 = KJ/Kg 熔硫釜熱量衡算 熔硫釜熱負荷 Q3,KJ/釜 Q3=G8Csρ s(t5t6)+ sCh +4λF(t 5t6) = 1500 （ 13515 ） + 1500 + 49 .2 （ 13515） = KJ/釜 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 19 式中 G8 － 每一釜硫膏量， m3/熔硫釜， G8= = , G8= m3/釜 Vr － 常用熔硫釜全容積為 － 熔硫釜裝填系數(shù)為 75% Cs — 硫膏的比熱容 ,KJ/(KgK), C s = KJ/(KgK) Ch — 硫膏的熔融熱， KJ/Kg ， Ch= KJ/Kg λ — 熔硫釜周圍空間的散熱系數(shù)， KJ/(mh 0C)， λ= KJ/(mh 0C) F — 熔硫釜表面積， F = m2 t5－ 入釜硫膏 終 溫 ， oC， t5= 135 0C t6 — 釜內(nèi)加熱 初 溫 , oC ， t6 = 15 o C — 硫膏中含硫量 50﹪ 4 — 熔 1釜所需時間（工作周期）， h ρ S— 硫膏密度， Kg/m3， ρ S = 150