【正文】 雖然體積大，木材用量多，但用于煤氣脫硫時(shí)，脫硫效率、阻力及操作穩(wěn)定性等方面都較好，故仍采用此塔。將木格填料塔用于改良 法脫硫時(shí)，析出的硫磺可能會(huì)填塞下部木格，因此將下部的木格間距設(shè)計(jì)的比上部大。注：木格填料在使用前需進(jìn)行脫脂。 參數(shù)進(jìn)塔的煤氣溫度為 30 oC進(jìn)塔的煤氣壓力為 800 mm OH2亦即 760800/10336= mmHg30 oC 水蒸氣的蒸汽壓：p s= mmHg (760mmHg= Pa)510 計(jì)算過(guò)程進(jìn)塔濕煤氣的體積為 = 2V1)p(7360ts1???= 7000 )= h/Nm3其中 t —進(jìn)塔煤氣溫度 oCP — 實(shí)際大氣壓 mmHgP1— 煤氣的操作壓力 mmHgps— 操作溫度下水的蒸汽壓 mmHg取空塔氣速為 ， 采用一塔操作，一塔備用的形式D= = =??其中 Q —濕煤氣的處理量 h/Nm3u —空塔氣速 m/s取圓整值為 ,即 2400mm脫硫塔進(jìn)口的推動(dòng)力 ΔP1中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè)ΔP1 =（ +1）10 = ?脫硫塔出口的推動(dòng)力△p 2Δp2 =（ +1） = atm175. 3?平均推動(dòng)力 ΔpΔp= = = atm21plg3.???)498(3???取傳質(zhì)系數(shù)為 15kg/ ( ) , 則需用木格填料的傳質(zhì)面積（單塔）atmh?為：F= = = pKN??2其中 N — 的吸收量 kg/hSH2K —傳質(zhì)系數(shù) kg/( )ath2?Δp—傳質(zhì)推動(dòng)力 atm由于脫硫塔下部易堵，故上部選用 1001020 規(guī)格（σ= ）32m/ 下部選用 1001030 規(guī)格（σ=50 ）取上部木格填料兩段，每段 ，則上部的傳質(zhì)面積 F1 為F1= 2=?????2取下部木格填料四段，每段 ，則下部的傳質(zhì)面積 F2 為F2= 450=. 2m總傳質(zhì)面積 FF=F1+F2=+=＞ 2故滿足要求木格填料的高度 H1=6=其他高度取 H2= m總塔高為 H=H1+H2=+= m取 H=3400mm中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 塔頂噴淋裝置的選擇(1) 噴淋裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：使整個(gè)塔截面的填料表面得到很好的潤(rùn)濕，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維修方便等。(2) 選寶塔式噴淋裝置。優(yōu)點(diǎn)為液體流量大，噴淋范圍大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不易堵塞。但其缺點(diǎn)是：在改變液體流量和壓力時(shí)會(huì)影響噴淋范圍。設(shè)溶液硫容量為 ,則溶液的循環(huán)量 L 為3m 　　 L= = /(3) 吸收塔（單塔）噴淋密度為 = ??)h/(23?)h/(23?(4) 吸收塔液氣比= = L/進(jìn) 塔 濕 煤 氣 量溶 液 循 環(huán) 量 = L/ ＞16 L/ 故噴淋量滿足要求。3故選用公稱直徑 =2400mm H=3400mm 型號(hào)的脫硫塔，設(shè)備重?49271 kg，其中木材重 20350 kg，操作重 100t。本工段脫硫液有一定的腐蝕作用，材質(zhì)選用 A3，并且用環(huán)氧樹(shù)脂或防腐材料為內(nèi)壁作防腐處理。脫硫塔的操作溫度在 3040 之間，這樣的溫度太低就不需要考慮散熱損失，也不必加上保溫材料。噴頭的設(shè)計(jì)采用寶塔型，如此可以使脫硫液分布均勻。并且在脫硫塔的底部、中部及下部都開(kāi)有人孔以方便定期檢修和在出現(xiàn)事故后維修。填料為木格子，這種木格子的木質(zhì)一般可選用杉木，結(jié)構(gòu)以柵板來(lái)支撐填料。并且填料應(yīng)滿足以下要求：即填料的比表面積大而且液體容易潤(rùn)濕填料的表面，另外填料對(duì)氣體的阻力要小，孔隙率要大，重量要輕，強(qiáng)度要大，價(jià)格要低。 再生塔的計(jì)算再生設(shè)備是用以使吸收硫化氫后的脫硫液再生，供循環(huán)使用，硫以懸中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè)浮液的形式浮于再生設(shè)備上部。用于再生的設(shè)備一般都采用較高的再生塔，優(yōu)點(diǎn)為效率高，操作穩(wěn)定。缺點(diǎn)為設(shè)備大，需要空壓機(jī)壓送空氣，能耗較大。再生塔的塔頂是擴(kuò)大部分，硫泡沫在此溢流，一般分為單邊溢流和周邊溢流兩種方式。周邊溢流的優(yōu)點(diǎn)是硫泡沫流出均勻，但其硫泡沫濃度要比單邊溢流低。 為使空氣分布均勻，再生塔內(nèi)設(shè)有多層篩板。塔內(nèi)的溶液流向一般為順流，即溶液和空氣都由塔下部進(jìn)入向上流動(dòng)。與之相對(duì)應(yīng)的逆流則是由塔上部進(jìn)入底部流出，空氣則由塔底部進(jìn)入上部流出。很明顯逆流的優(yōu)點(diǎn)是硫泡沫浮選效率高，溶液中硫泡沫含量少，但其泡沫層不夠穩(wěn)定，故而本設(shè)計(jì)采用順流操作。(1) 塔徑的計(jì)算每 kg 硫用空氣量選用 12 ，則空氣用量為 3m12= /h再生塔鼓風(fēng)強(qiáng)度取 120 ，塔徑 D 為：)h/(23?D= = = m104Q???其中 Q―空氣量圓整后取 D= m=2800 mm(2) 再生塔擴(kuò)大部分的設(shè)計(jì)再生塔擴(kuò)大部分一般為塔徑的 ~ 倍，取 倍則為 ==3600mm (3) 塔高的計(jì)算① 設(shè)脫硫液在塔內(nèi)的停留時(shí)間為 25 分鐘② 再生塔的有效容積（單塔）為 = 60253m③ 再生塔容積設(shè)再生塔溶液的充滿率為 70%，則再生塔容積為 　　　 =166 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè)④ 再生塔塔高 H1= =??圓整后取塔高為 28m選擴(kuò)大部分為 4 m,其余部分為 4 m則總塔高 = 28+4+4=36m=3600mm故選用公稱直徑 =2800mm H=3600mm 型號(hào)的再生塔。?所以，在本設(shè)計(jì)中，再生塔的塔高為 3600mm,塔徑為 2800mm，擴(kuò)大部分的塔徑為 3600mm。由于脫硫液的腐蝕性，材質(zhì)可選 A3，也要用環(huán)氧樹(shù)脂或大漆等材料涂抹內(nèi)壁以防腐。值得一提的是化工設(shè)備中防腐是個(gè)經(jīng)常需要注意的地方。在再生塔內(nèi)部有三塊空氣分布板，它們的作用是保證氣液的充分接觸，并在塔內(nèi)均勻分布，再生塔的操作溫度約在 4045 的范圍內(nèi)，這種溫度比較低?？珊雎云錈崃繐p失，不必做相關(guān)的措施。另外，人孔也是必須要有的，理由如上。 循環(huán)槽的計(jì)算 選停留時(shí)間為 8min ,因溶液噴淋量為 L= m3/h 因此所需體積為 =選用 3000 、 H=6000mm、 V=42 m3 、 、設(shè)備重? 6012????量 3331 公斤的反應(yīng)槽 事故槽的計(jì)算開(kāi)工及發(fā)生意外時(shí)，溶液需要儲(chǔ)存在事故槽中，它的容積不可小于一臺(tái)再生塔的總?cè)莘e。再生塔容積的計(jì)算再生塔容積由兩部分組成：塔身和擴(kuò)大部分塔身： 36= m34?中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè)擴(kuò)大部分： = m34?總?cè)莘e=+= 因?yàn)樵偕锌諝庹?30%的體積，因此實(shí)際體積為 = m3故選用事故槽的規(guī)格為 Dg6000mm、H=8245mm、 、V=23308769Hm?、D=6160mm 、重量 8001 公斤 加熱器的計(jì)算 L’= /h= /s 采用一開(kāi)一備形式3m3，熱流體為 4kg/ 的蒸汽，走管外； 冷流體為循環(huán)液2c走管內(nèi)殼程。暫按單殼程，多管程，逆流方式計(jì)算。循環(huán)液 40 oC←35 oC蒸汽 oC→100 oCˊ= = oCmt?)().(?P= = R= =??查圖得 △t =，故平均推動(dòng)力? tm= △t tmˊ== oC?定性溫度 t = = oC =?循環(huán)液的比熱 cpc= J/ oC31?kg循環(huán)液比重 993 kg/ m3則　Q=993 (4035)= W0510取傳質(zhì)系數(shù) K 為 130 ℃?2w/∵Q= tS??∴S= = = m2mQ??據(jù)此由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)中選定 JB8159 的立式貯槽加熱器中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè)殼徑/mm公稱壓強(qiáng)/MPa公稱面積/㎡管程數(shù)參考重量/kg700591845管子尺寸/mm管長(zhǎng)/m管子總數(shù)管子排列方法φ25770正方形旋轉(zhuǎn) 45176。 循環(huán)泵的選擇主要設(shè)計(jì)參數(shù): 循環(huán)液溫度: oC循環(huán)液密度 =993kg/m3?循環(huán)液粘度 =?循環(huán)液出口流速 循環(huán)液入口流速 吸入管 D1= ==()?排出管 D2= ==選用三臺(tái)循環(huán)泵操作設(shè)計(jì)中泵吸入管路選用 φ2738 的管子 143m 排出管路選用 φ2196 的管子 94m共有閘閥（全開(kāi)）4 個(gè)，彎頭 15 個(gè)，則局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度為=15==4=通過(guò)一臺(tái)換熱器的體積流量為 /h 即 /s3m3(1) 管路阻力損失循環(huán)液在 φ2738 內(nèi)的流動(dòng)速度為u1 = = m/??在 φ2196 內(nèi)的流動(dòng)速度為u2 == = m/中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè)則 Re1= = =105????Re2= = =105..0　　相對(duì)粗糙度 = =?.257 　 = =由 λ—Re 關(guān)系圖查得 λ1= λ2=則吸入管路阻力損失為△hf 1 =λ1 = = J/kg1dLe?2u??△hf 2 =λ2 = =296..(2) 換熱器阻力損失換熱器規(guī)格： 　 管長(zhǎng) 3m管徑 φ25管數(shù) 25 　管程數(shù) 1 　 管程流通面積 　 傳熱面積 m2管程阻力損失： 　　　　　∑△hf=(△hf’ + △hf”)F tNsNp式中△hf’，△ hf”—分別為直管及回彎管中因摩擦阻力引起的阻力損失，J/kgFt—結(jié)垢校正系數(shù)，量綱為 1，對(duì) φ25 的管子，取 Ns—串聯(lián)的殼程數(shù) Np—管程數(shù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè)管程流速 ui= = m/? 　　　　　Re i= = （湍流）??????管壁粗糙度 ε= mm =d?? 由 λ—Re 關(guān)系圖查得 λ=管道出口 取 1，管道進(jìn)口 取 ，則加熱器的阻力損失為c?e?2)2(39。 udlhcef ????? = J/).2則總的損失為 39。21ffff hh????=++= J/kg 相當(dāng)于管長(zhǎng)的損失 再生塔高為 36 m,故循環(huán)泵所需揚(yáng)程至少為 。選用型號(hào)為 IHG(ISG)200400C 的泵兩臺(tái)，一開(kāi)一備。選自化工、電力、冶金、食品、制藥工業(yè)常用泵選型手冊(cè)。泵的性能參數(shù)： 流量： 400 m3/h 揚(yáng)程： 80m配套電機(jī)參數(shù)： 轉(zhuǎn)速： 1450 r/min 效率： 75% 電機(jī)功率： 132 kW 氣蝕余量：%中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 空壓機(jī)的選擇(1) 空壓機(jī)的選擇再生塔中的脫硫液要再生，所用空氣量 m3/s,即 m3/min 選用兩臺(tái) 4L20/8 型的空壓機(jī)排氣量: %?3/min外型尺寸: 21560?一臺(tái)操作時(shí) m3/min 故可以使用（2） 配套裝置 空壓機(jī)的出油及冷卻裝置應(yīng)在定貨時(shí)隨同空壓機(jī)成套供應(yīng)配套電機(jī): 型號(hào): JR21178 型 形式: 三相繞線式異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 功率: 132KW 軸速: 730r/min 電壓: 220/380V配套儲(chǔ)氣罐: 容積: 重量: 870kg外型尺寸： φ11003500后冷卻器：型式： 浸錫散熱片式外型尺寸： 5605602135重量： 277kg 硫泡沫槽地計(jì)算硫泡沫槽是一鋼制容器 ，內(nèi)有間接蒸汽加熱管以及機(jī)械攪拌或壓縮空氣攪拌裝置。(1) 硫泡沫槽的計(jì)算：硫磺產(chǎn)量為 kg/h，由再生塔溢流來(lái)的硫泡沫的濃度一般為 30~100 kg/ ,3m取 50 kg/ 3中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè)則硫泡沫量 ： 硫泡沫槽進(jìn)料、加熱、靜止及放料時(shí)間共需 4 小時(shí)，則硫泡沫槽每操作一次可處理的硫泡沫量為： 4= 3選用兩臺(tái)硫泡沫槽，一開(kāi)一備，規(guī)格為 φ2022 H=4000 m V= m3(2) 加熱蒸汽量的計(jì)算：加熱硫泡沫所需熱量 　　　　Q=1100（8040）= kJ/h式中 1100—硫泡沫重度 kg/ 3m —硫泡沫比熱 kJ/(kgoC) 80—硫泡沫槽內(nèi)加熱后的溫度 oC 40—進(jìn)入硫泡沫槽的泡沫溫度 oC所需蒸汽量為： 　　　G= = kg/式中 2132—蒸汽熱焓 kJ/kg考慮熱量損失 5%則所用蒸汽量為：（1+5%