【正文】 K m ol W K g K m ol?? 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 Kc a l Kg k J Kg i Kc a l Kg k J Kg? ? ? ? 代入公式計算得 1Q =30000〔 （ 5035） +（ ） 〕 =14328336 KJ 尾管中流體速 We = 1 m/s 焊接接頭系數(shù) 1?? 河南城建學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 19 由于焦?fàn)t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=30000/2=15000 m3/h 物料衡算〔 1〕 H2S 脫除， G1， kg/h G1 = = G0′ (10－ )/1000=15000（ ） / 1000 = 溶液循環(huán)量 LT， m3/h LT = SG1 = / = 式中 S — 溶液硫容量， kg/m3， S = Kg (H2S)/m3 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 ﹪ = 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 =式中 MS — 硫的分子量 理論硫回收率 φ，﹪ φ= G4/ G1 =100﹪ =﹪ 河南城建學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 20 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 = 式中 S2 — 硫膏含量，此處取 S2=20%； 回收率 η，﹪ η = 121CCC?= （ ） / 10100﹪ =% 硫膏的理論產(chǎn)量 W 理論 =32V C1η/34=323000010 式中 W 理論 — 硫化氫的原子量 V — 焦?fàn)t煤氣氣量， m3 （標(biāo)） / h C1 — 脫硫前半水煤氣中硫化氫含量， g/m3 （標(biāo)） η — 脫硫效率， ﹪ 32 — 硫的原子量 河南城建學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 21 熱量衡算 冷卻塔熱量衡算 冷卻塔熱負荷， 1Q ， KJ 噴射再生槽噴嘴喉管長度 L6 = 3mm 噴射再生槽吸氣室收縮角 α2 = 30176。h0C)； 常用熔硫釜全容積為 Vr = 熔硫釜裝填系數(shù)為 70﹪～ 75% 硫膏的比熱容 Cs = KJ/(Kg機械 用適當(dāng)?shù)耐苛贤克榱朔栏?，在吸收塔、再生器的表面可用適當(dāng)?shù)耐苛贤克?。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(zhuǎn)軸密封，被廣泛地應(yīng)用于各個技術(shù)領(lǐng)域中?；蛱砑泳徫g劑等。為了防止設(shè)備被腐蝕，除選擇適 當(dāng)?shù)哪透g材料制造設(shè)備外，還可以采用防腐措施對設(shè)備進行防腐。對于直徑 ，有效高度 ，每次熔化所需的時間約為 3～ 4h。 熔硫釜 熔硫釜是一個裝有直接蒸汽和間接蒸汽加熱的設(shè)備，其操作壓力通常為 。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。泡沫液經(jīng) 1閥進入過濾器，空氣經(jīng) 3閥排放后關(guān)閉3閥，溶液經(jīng)上腔進入貯槽。 河南城建學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 16 戈爾過濾器是由罐體、管路、花板、濾芯、氣動撓性閥、自動控制系統(tǒng)等組成。由于聚四氟乙烯自身的化學(xué)特性，它與任何物質(zhì)均不粘連，因而所有的濾餅均可被清洗下來，濾料又恢復(fù)新濾料的過濾能力，這樣過濾，反清洗，再過濾，再反清洗，一次又一次循環(huán)。該過濾元件是由多振過濾薄膜袋組成，多孔膜的材料是聚四氟乙烯薄膜，可根據(jù)工作負荷的大小調(diào)整過濾薄膜袋 的數(shù)量和膜的孔徑，以達到良好的過濾效果，單臺過濾器的膜面積為 ～ 50m2。通常采用的真空過濾機，當(dāng)過濾面積為 10m2 時，其直徑為 ，長為 。此槽容積可按存放 3～ 6h 的硫泡沫存量計算。 H=54m,10SH6A,Q=468 m3/h。主要作用是增加脫硫液的反應(yīng)時間。第二個氧化器空氣流量較小，使硫浮選。m2)截面?？諝饬髁空扔诹虻漠a(chǎn)量、反比于液體在氧化器內(nèi)的有效高度，比值可按氧化器內(nèi)每米有效液面高度氧利用率為 %～ %來計算。在內(nèi)筒和環(huán)形空間由于重度不同形成循環(huán)。內(nèi)筒上下各有一塊篩板，板上有正方形排列的篩孔，直徑 15mm，孔間距 20mm，開孔率 44%。氧化槽目前使用最佳的是雙套筒二級擴大式，脫硫液通過噴射再生管道反應(yīng)，氧化再生后，經(jīng)過尾管流進浮選筒，在浮選筒進一步氧化再生，并起到硫的浮選作用。液體加壓從噴嘴進入，空氣從文丘里的喉管吸入。這 種形式的氧化槽需要鼓風(fēng)機將空氣壓入。脫硫液從塔頂經(jīng)分布器均勻噴淋在填料上，再填料表面形成液膜，并向下流動，與經(jīng)填料空隙上升的氣體接觸，完成對 H2S 的吸收。本次設(shè)計，我選用的是聚丙烯階梯環(huán)（ φ50mm25 mm） 的亂堆填料，這種填料 塑料的表面較光滑，所以不易被硫 堵塞，用這種填料同時有很高的脫硫效率。而填料的類型，尺寸和堆積方式?jīng)Q定于所處理的介質(zhì)的性質(zhì)。這種塔體，噴淋裝置，填料再分布器，柵板以及氣，液的進出口等部件組成。用作脫硫的填料塔每段填料間設(shè)有人孔，以供檢查用。 噴射再生槽頂浮選出來的硫泡沫自動溢流入中間泡沫槽，再由泡沫泵抽硫泡沫到上泡沫槽，經(jīng)加溫，攪拌，靜止分層后，排去上清液，該上清液流入富液槽內(nèi)，硫泡沫經(jīng)真空過濾機過濾，濾液流入地下槽，硫膏進入熔硫釜進行熔硫，熔融硫流入鑄模，待冷卻成型后即成為副產(chǎn)品，硫膏。脫除硫化氫的煤氣由塔頂出來，經(jīng)旋流板，分離器分離掉所夾帶的液滴后去壓縮工段。但由于溶液吸收 CO2后會使溶液的 PH 值下降，使脫硫效率稍有降低。 CO2 的影響 栲膠脫硫液具有相當(dāng)高的選擇性。再生溫度在 45℃以下， Na2S2O3 的生成率很低，超過 45℃ 時則急劇升高。L1) NaVO3∕(g工業(yè)生產(chǎn)中使用的溶液組成見下表 2： 表 2 工業(yè)生產(chǎn)使用的栲膠溶液組成 溶液類別 總堿度∕N Na2CO3∕(g從絡(luò)合作用考慮，要求栲膠濃度與釩濃度保持一定的比例，同時還應(yīng)滿足栲膠對碳鋼表面緩蝕作用的含量要求。應(yīng)添加的理論濃度可與液相中 HS的摩爾濃度相當(dāng)，但在配制溶液時往往 要過量，控制過量系數(shù)在 ～ 左右。堿度過高，副反應(yīng)加劇。 堿度 溶液的總堿度與其硫容量成線性關(guān)系，因而提高總堿度是提高硫容量的有效途徑，一般處理低硫原料氣時，采用的溶液總堿度為 ，而對高硫含量的原料氣則采用 的總堿度。以下是栲膠法脫硫的反應(yīng)機理。但此法在操作中易發(fā)生堵塞，而且藥品價格昂貴，近幾年來，在改良 的基礎(chǔ)上開發(fā)的栲膠法克服了這兩項缺點。現(xiàn)在工藝上應(yīng)用較多的濕法脫硫有氨水催化法、改良蒽醌二磺酸法（ 法）及有機胺法。 干法脫硫既可以脫除無機硫，又可以脫除有機硫，而且能脫至極精細的程度，但脫硫劑再生較困難，需周期性生產(chǎn)，設(shè)備龐大，不宜用于含硫較高的煤氣，一般與濕法脫硫相配合，作為第二級脫硫使用。 脫硫后硫化氫含量高的主要原因 （ 1） 進入系統(tǒng)的粗煤氣中硫化氫含量過高，或進塔粗煤氣氣量過大； （ 2）脫硫液循 環(huán)量??； （ 3）脫硫液成分不當(dāng)； （ 4）脫硫液再生效率低或懸浮硫含量高； （ 5）進脫硫塔的粗煤氣或貧液溫度高； （ 6）脫硫塔內(nèi)氣液偏流，影響脫硫效率； 脫硫后硫化氫含量高的處理方法 （ 1）聯(lián)系造氣工段更換含硫量低的煤炭，降低進脫硫系統(tǒng)粗煤氣中的硫化氫含量或適當(dāng)減少粗煤氣氣量； （ 2）適當(dāng)加大脫硫液循環(huán)量； （ 3）把脫硫液成分調(diào)整掃工藝指標(biāo)要求范圍內(nèi)； （ 4）檢修噴射再生器或適當(dāng)提高溶液進再生器的壓力，增加自吸空氣量，提高溶液的再生兇案綠；檢修離心機濾網(wǎng)，減少漏泡沫量，增加再生槽硫泡沫的溢流量，減少 溶液中懸浮硫含量； （ 5）加大氣體冷卻器的冷卻水，降低進系統(tǒng)粗煤氣溫度； （ 6）檢查清理脫硫塔噴頭及填料，確定氣液分布均勻。 （ 2）檢查系統(tǒng)內(nèi)所有閥門的開關(guān)位置，應(yīng)符合開車要求； （ 3）與供水，供電，供氣部門及造氣，壓縮工段聯(lián)系，作好開車準(zhǔn)備； （ 4）將脫硫液成分調(diào)整在工藝指標(biāo)范圍內(nèi)； （ 5）氨規(guī)程進行系統(tǒng)吹凈，清洗，試漏和置換工作（系統(tǒng)未經(jīng)檢修處于保壓狀況下對的開車，不進行該項工作）； （ 6）調(diào)凈氣柜出口水封積水； （ 7）開啟各氣體冷卻塔和清洗塔進水閥，并調(diào)節(jié)好水量及各塔液位； （ 8）開啟貧液泵進口閥，啟動貧液泵，向脫硫塔打入脫硫液，并調(diào)節(jié)好液位； 河南城建學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 生產(chǎn)流程及方案的確定 8 （ 9）開啟富液泵進口閥，啟動富液泵，向再生槽送液； （ 10）根據(jù)脫硫液循環(huán)量 和再生液槽液位，調(diào)節(jié)好貧液泵，富液泵的打液量，并控制好貧液槽，富液槽液位計流量； （ 11）開啟羅茨鼓風(fēng)機，并調(diào)節(jié)好粗煤氣流量； （ 12）根據(jù)粗煤氣流量大小，調(diào)節(jié)好液氣比。因此，為了提高企業(yè)最終產(chǎn)品質(zhì)量和保持人們優(yōu)良的生存環(huán)境，對粗煤氣進行脫硫是非常必要的。使母液粘度增大，碳銨結(jié)晶變油，不僅造成分離困難，同時，由于生成FeS 沉淀致使碳銨顏色變黑； （ 3）在尿素生產(chǎn)過程中，硫化氫進入尿素合成塔時會生成硫脲，污染尿素產(chǎn)品，降低產(chǎn)品質(zhì)量； （ 4）對銅洗操作的危害 銅氨液吸收硫化氫生成 C uS 沉淀，這種沉淀物顆粒很細，懸浮在溶液中導(dǎo)致溶液粘度增大，發(fā)泡性增強，銅耗上升，破壞銅洗系統(tǒng)的正常運行； （ 5）對金屬腐蝕 硫化氫能使碳鋼設(shè)備及管線發(fā)生失重腐蝕，應(yīng)力腐蝕 ，氫脆和氫鼓泡，使設(shè)備及管線壽命減短； （ 6）對人體的毒害 硫化氫是強烈的神經(jīng)毒物，接觸人的呼吸道粘膜后，即分解成Na2S，加之本身的酸性對人體的呼吸道粘膜有明顯的刺激作用。 （ 2） 設(shè)備較多，工藝操作也較復(fù)雜，設(shè)備投資較大。 （ 5） 煤氣脫硫凈化程度可以根據(jù)企業(yè)需要，通過調(diào)整溶液配比調(diào)整，適時加以控制，凈化后煤氣中 H2S 含量穩(wěn)定。 （ 3） 脫硫效率大于 98℅，所析出的硫容 易浮選和分離。 （ 2） 脫硫溶液的活性好、性能穩(wěn)定、腐蝕性小。煤氣脫硫凈化程度可以根據(jù)企業(yè)需要，通過調(diào)整溶液配比調(diào)整，適時加以控制，凈化后煤氣中 H2S 含量穩(wěn)定。此外， 脫硫效率大于 98℅，所析出的硫容易浮選和分離。 栲膠是聚酚類（丹寧）物質(zhì)，可替代 ADA 作為載氧體，價格低廉，栲膠本身還是良好的絡(luò)合劑，不需要添加酒石酸鉀鈉的絡(luò)合劑。 脫硫溶液從循環(huán)槽出來后經(jīng)過濾加壓送到變脫塔，吸收氣體中的 H2S，由變脫塔出來的溶液進入變脫溶液再生塔，再生好的溶液由變脫再生塔出來，進入變脫溶液循環(huán)槽，再經(jīng)過濾加壓，如此循環(huán)使用。L1) 10～ 30 堿度 ∕N ～ 氧化溫度 ∕℃ 70～ 90 空氣量 溶液不翻出器外 消光值 穩(wěn)定在 將純堿溶液用蒸汽加熱，通入空氣氧化，并維持溫度 80～ 90℃ ，恒溫 10h 以上，讓丹寧物質(zhì)發(fā)生降解反應(yīng)，大分子變小，表面活性物質(zhì)變成非表面活性物質(zhì)，達到預(yù)處理目的。當(dāng)溶液充分氧化后，其消光值則會穩(wěn)定在某一數(shù)值附近，這種溶液就能滿足脫硫要求。 由于栲膠水溶液是膠體溶液，在將其配制成脫硫液之前，必須對其進行預(yù)處理，以消除共膠體性和發(fā)泡性，并使其由酚態(tài)結(jié)構(gòu)氧化成醌態(tài)結(jié)構(gòu)，這樣脫硫溶液才具有活性。 脫硫過程中，酚類物質(zhì)經(jīng)空氣 再 生氧化成醌態(tài)，因其具有較高電位，故能將低價釩河南城建學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）