年產(chǎn)30萬噸合成氨脫硫工段設計(doc畢設論文)(參考版)
2025-06-29 07:59本頁面
【正文】 廢渣的處理工藝將沉降池中沉降的煤粉通過機械打撈起來，放在煤粉堆積處存放，再將煤粉送到造煤車間進行再利用。因此，造氣廢水只需經(jīng)過沉淀池去除懸浮物，再經(jīng)冷卻塔降溫，即可滿足工藝使用要求,沒有必要將造氣廢水處理至排放標準后，再送至造氣車間重復使用，這樣可以縮短流程，節(jié)省基建投資，降低處理單耗。 廢水處理工藝洗滌塔排放出的造氣廢水溫度為 50 攝氏度左右，并且含有大量的煤粉、每灰等機械雜質，通過明溝重力流至平流式沉淀池，經(jīng)熱水池收集后，由加壓泵加壓送入造氣廢水冷卻塔冷卻，然后由冷水泵加壓，送回造氣車間重復利用。造氣廢水冷卻塔的作用一是將 50℃左右的廢水降至 33℃左右 ,以滿足煤氣洗滌要求。洗滌塔的排水即稱為造氣廢水。脫硫塔比較高大采用獨立布置，利用塔身設操作平臺，供進出人孔、操作、維修儀表及閥們之用；其他的塔數(shù)量不多、結構及大小相似采用成組布置，各塔通過平臺的鉸接相互連接，便于生產(chǎn)操作控制。按流程一排布置，其輔助設備的框架及接管安排一側，另一側作為安裝塔的空間。一般對生產(chǎn)規(guī)模較小，可將車間的生產(chǎn)、生活部門集中布置在一棟廠房內，對生產(chǎn)規(guī)模較大，易燃易爆廠房的安排主要采用單體式。了解土建、設備、儀表、電力等專業(yè)和機修、安裝、操作、管理等方面的要求，并考慮運輸、消防及它們之間的關系。車間布置主要是設備布置，首先確定設備的初步方案，對廠房建筑的大小、平立面結構、跨度、層次、門窗、樓梯等以及與生產(chǎn)操作、設備安裝有關的平臺、預留空等向土建專業(yè)提出設計要求，待廠房設計完成后，在根據(jù)廠房建筑圖，對設備布置進行修改和補充，最終的設備布置（施工圖）就作為設備安裝和管道安裝的依據(jù)。車間布局直接影響到項目建設的投資，建設后的生產(chǎn)運轉正常，設備維修和安全，以及各項目經(jīng)濟指標的完成?！妫〧6——熔硫釜表面積， m2，F(xiàn) 6=10m2 4——熔一釜所需時間，h ——硫膏中含硫膏 98% G8CSρS(t5－t 6)表示硫膏升溫吸收熱量； 8ρSCh 表示硫膏熔融吸收熱量；4λF 6(t5－t 6)表示向環(huán)境散熱量。℃)，λ= KJ/（m 2℃）t3——槽中硫泡沫末溫，℃， t3=℃t4——槽中硫泡沫初溫，℃， t4=41℃Q2=1100（－41）=10 5KJ②蒸汽消耗量 W4，kg/hW4=Q2/r1式中 r1——130℃蒸汽的液化熱， KJ/kg，r 1=W4=Q2/r1=105/=4 熔硫釜熱量衡算① 熔硫釜熱負荷 Q3，KJ/釜Q3=G8CSρS(t5－t 6)++4λF6(t5－t 6)式中 G8——每一釜硫膏量， m3/釜，設全容積為 3m3，熔硫釜裝填系數(shù)為75%，則 G8=3=CS——硫膏比熱容，KJ/（kg﹒℃） ，C S=（kg﹒℃ ）ρS——硫膏密度，kg/m 3， ρS=1770kg/m3t5——加熱終溫，℃，t 5=150℃t6——入釜溫度，℃，t 6=℃Ch——硫膏的熔融熱，KJ/kg，C h= KJ/kgλ——熔硫釜向周圍空間的散熱系數(shù)，KJ/ （m 2Δt）式中 Δt——冷卻水溫升，取 Δt=5℃, CH2O=(Kg℃), ρ=1000Kg/m3W3=106/（10005）= 3/h3 硫泡沫槽熱量衡算①硫泡沫槽熱負荷，KJQ2=VFρFCF（t 3－t 4）式中 VF——硫泡沫體積， m3，V F=G6=ρF——硫泡沫密度，kg/m 3, ρF =1100kg/m3CF——硫泡沫比熱容，KJ/（kg℃)= KJ/(kgK)半水煤氣在 41 攝氏度的比熱容 C41 P=(kmolK)平均比熱容 Cpm=ΣYiCpi式中 Yi——各氣體的體積分數(shù) Cpi——各氣體的比熱容故半水煤氣在 60 攝氏度的比熱容 C60 P=(kmolK)N2: CP=+103(+60)106(+60)2= KJ/(kmolK)H2: CP=+103(+60)106(+60)2= KJ/(kmol98%=表 物料衡算表（以每小時計）：入脫硫塔氣體流量 出脫硫塔氣體流量 脫硫液循環(huán)量 硫泡沫生成量 m3硫化氫吸收量 硫膏量 消耗的純堿量 硫代硫酸鈉生成量 熱量衡算（以 0℃為計算基準）1 基礎數(shù)據(jù)①半水煤氣的平均式量 M=(28%)+(44%)+(28%)+(2%)+(32%)=半水煤氣的密度：ρg=PM / TR=102/[(+40)]=半水煤氣的質量流量 G0=V0ρg =② 脫硫液密度計算用公式：ρ L=－ （g/cm 3）脫硫液入脫硫塔時的溫度 T =45℃，則入ρ =－45=入脫硫塔脫硫液的質量流量W = =脫硫液出脫硫塔是的溫度 T ≈45℃，則出ρ 出 L≈ρ 入出脫硫塔脫硫液的質量流量W 出 L≈W 入③ 平均比熱容的計算根據(jù)比熱容的計算式Cp=a+bT+cT2，J/(mol158=9 硫泡沫生成量 G6，Kg/m 3G6=G4/S1式中 S1——硫泡沫中硫含量，kg/m 3,取 S1=30kg/m3G6=247。VN2= Nm3VO2=247。VN2= Nm3VCO=247。17Kg/Kmol= Kmol則合成 NH3 所需要 N2 的物質的量為nN2= nNH3247。4. 物料衡算和熱量衡算 物料衡算1 基礎數(shù)據(jù)表 半水煤氣成分組分 N2 CO2 CO H2 O2體積/ ％ 表 脫硫液成分組分 Na2CO3 NaHCO3 總堿 總釩 栲膠濃度（g/L） ⑶ 半水煤氣中硫化氫含量 C1=711 mg/m3⑷ 凈化氣中硫化氫含量 C2=⑸ 入洗滌塔的半水煤氣的溫度 t1=60℃⑹ 出洗滌塔入脫硫塔的半水煤氣的溫度 t2=45℃⑺ 出脫硫塔半水煤氣的溫度 t3=41℃⑻ 入脫硫塔半水煤氣的壓力 P=（絕壓）2 計算原料氣的體積及流量以每年 300 個工作日，每天工作 24 小時，則每小時生產(chǎn)合成氨為：60000247。h)。 再生空氣量 空氣的作用是供氧和形成捕集硫粒的氣泡。溫度超過 60℃以后，硫代硫酸鹽的生成速度急劇上升。 溫度提高反應溫度可加快反應速度，對吸收和再生都有利，冬天溫度過底生成硫磺的粒子細，硫泡沫很難捕集，所以在噴射再生槽前設有溶液加熱器調節(jié)溶液溫度。當負荷較低時，噴淋密度影響較小，說明液氣比對吸收效果是有影響的，因此，根據(jù)生產(chǎn)過程的氣量，及時調節(jié)溶液循環(huán)量，控制噴淋密度和液氣比在適宜范圍內是非常必要的。 噴淋密度和液氣比的控制實驗證明在 pH 較高條件下，加大脫硫塔內的氣流速度即增加氣量可提高傳質系數(shù)。溶液電位除與測量溶液的標準電極電位有關外，主要與溶液中各種氧化態(tài)和還原態(tài)物質的濃度有關。由于栲膠脫硫溶液是多種氧化還原物質的混合體，電位值又是該混合體氧化還原性的綜合體現(xiàn)。過高 PH 值會加大生成硫代硫酸的反應速度。實際上 V4+不可能被栲膠降解及時氧化成 V5+，當 pH9 時，可能會造成 V4+的沉淀，引起釩的損失，因此總堿度不宜過高。 工藝條件的確定 溶液的組成根據(jù)反應機理、吸收速度以及硫負荷來看，主要由堿液濃度和釩酸鹽濃度決定，也就是由栲膠濃度決定，一般都是根據(jù)釩酸鹽的
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