【正文】 。中國常用大漆、環(huán)氧樹脂作涂料。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閥排放后關閉 3閥，溶液經(jīng)上腔進入貯槽。 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特性，它與任何物質均不粘連，因而所有的濾餅均可被清洗下來，濾料又恢10 復新濾料的過濾能力，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。 傳統(tǒng)的硫回收裝置，是將硫泡沫經(jīng)真空過濾機過濾成硫膏，硫膏再送入熔硫釜中熔融。 過濾器 工業(yè)上常用連續(xù)作業(yè)的鼓形真空過濾機，所需過濾面積可按每 1m2 過濾面積于 1h 內(nèi)能濾過干燥硫磺 60～ 80kg 計算。 硫泡沫槽 硫泡沫槽是一錐形底的鋼 制圓筒，槽頂設有 15～ 25 轉 /min 的攪拌機一個，以保持槽內(nèi)硫泡沫經(jīng)常呈懸浮狀態(tài)。液體在氧化器的停留時間正比于液體流量，要求的停留時間與氧化器數(shù)量有關，當用一個氧化器時，停留時間約 45min，用兩個氧化器停留時間不超過 30min，多級氧化器有較高的氣液傳質效率，第一個氧化器出來的液體供給第二個氧化器，硫泡沫從第二個氧化器頂部分離，第一個氧化器的空氣流量大，增大湍流使傳質加快。氧化器直徑正比于空氣流量與空氣比重的平方，為了得到良好的硫浮選，空氣流速一般選25～ 30m3/(min 氧化槽的設計有如下三個基本參數(shù) ① 要求的空氣流量； ② 氧化器的直徑； ③有效的液體容積。內(nèi)筒吹風強度大，氣液混合物的重度小，而內(nèi)外筒的環(huán)形區(qū)基本上無空氣泡，因此液體重度大。由于再生槽采用雙套筒，內(nèi)筒的吹風強度較大，不僅有利于氧化再 生，而且有利于浮選。 氧化槽是一大直徑的圓槽，槽內(nèi)放置多支噴射器。中國很多工廠使用一種自吸空氣噴射型的氧化槽，不需要空氣鼓風機。 氧化槽 世界上使用最多的是有空氣分布板的垂直槽，圓形多孔板安裝于氧化槽的底部，孔徑一般為 2mm，空氣壓力必須克服氧化槽內(nèi)溶液的壓頭與分布板的阻力，空 氣在氧化器的截面均勻的鼓泡，液體與空氣并流向上流動，硫泡沫在槽頂部的溢流堰分離，分離硫后的清液在氧化槽頂部下面一點引出。國內(nèi)有些直徑為 5～ 6m 大型塔，填料用聚丙烯的塑料鮑爾環(huán)（大小為 248。 8 3456148 911 12 1310718171615 1－吸收塔； 2－分液罐； 3－再生塔； 4－液位調節(jié)器； 5－硫泡沫槽； 6－溫水槽； 7－反應槽； 8－循環(huán)槽； 9－溶液過慮器； 10， 11－循環(huán)泵； 12－地下槽； 13溶堿槽； 14過濾機； 15空氣壓縮機； 16空氣冷卻機； 17空 氣緩沖器； 18空氣過濾器 圖 2 濕法 ADA 脫硫工藝流程簡圖 主要設備介紹 填料塔 填料塔用于要求高的 H2S 脫除效率。溶液出反應槽后減壓流入再生塔，空氣通入再生塔內(nèi)，僅還 原狀態(tài)的蒽醌二磺酸鈉氧化；單體硫磺浮集在氧化塔頂，使其溢流入稠厚桶，經(jīng)過濾機分離而得到副產(chǎn)硫磺。煤氣進入一個下部為空塔，上部有一段填料結構的脫硫塔，凈化的氣體經(jīng)分液罐分離液滴后排出入后工序。 60126溶液的PH值硫代硫酸鹽 工藝流程 蒽醌二磺酸鈉 法可用于常壓與加壓條件下煤氣、焦爐氣、天然氣等原料氣的脫硫。同時有 CO2 的存在后會使溶液的 PH值下降，使脫硫效率稍有降低。故從溶解度和反應來說 ,溫度過高對消耗下降不利。另外 , 氧化還原反應對溫度比較敏感 , 脫硫液溫度升高 , 反應速度明顯加快 , 析硫反應在脫硫塔內(nèi)快速進行 , 將會造成硫堵。我們曾經(jīng)使 用過某廠的 ADA , 在使用中溶液濃度始終達不到要求 , 且通過加大 ADA 投放量的方法也無法改變這一現(xiàn)狀 , 通過全面檢查我們在回收的硫磺中發(fā)現(xiàn)了一層異樣物 , 經(jīng)分析 ADA達 4%。從表 1 可以看出 , ADA 在有副產(chǎn)物的溶液中溶解度下降很快 , 再加上溫度的升高使 ADA溶解度下降 , 雙重作用將使 ADA 結晶析出。在加熱到近 100 ℃ 時 , 經(jīng)粗略估算 , 能溶解 85 kg, 而 約為 815 kg, 如我們采用不定期、大劑量添加的方法 ,則 因達飽和而無法溶解 , 造成消耗上升。由于傳統(tǒng)習慣 , 一般 ADA 和 Na2CO3 同時添加 ,而 Na2CO3 的溶解度與溫度呈正比關系 , 提高溫度對 Na2CO3 溶解有利 , 故在加料時 , 采用了蒸汽加熱直接攪拌的方法 , 這樣對 Na2CO3 溶解速度提高有利 , 但對 ADA 的溶解能力起到了很大的抑制作用。據(jù)資料介紹從 20 ℃ 上升到 100 ℃ , 2, 6 72ADA 在水中的溶解度將下降 3 倍以上。為了保證主要反應進行所需要的條件，又盡可 能的抑制硫代硫酸鹽的生成，適宜的吸收溫度為 20~30℃ 。L1) 含高硫化氫與加壓情況 1 5 10 2 含低硫化氫與常壓情況 2～ 3 5 1 溫度對 ADA 的影響 常溫范圍內(nèi)， H2S、 CO2 脫除率及 Na2S2O3 生成率與溫度關系不敏感。L1) ADA∕(g表 3 是工業(yè)上采用的兩種溶液組，組成（一）適用于含高硫化氫含量與加壓情況下的原料氣脫硫，組成（二）適用于含低硫化氫含量與常壓 情況下的原料氣脫硫，但也有使用低濃度的 ADA 溶液來脫硫。應添加的理論濃度可與液相中 HS的摩爾濃度相當，但在配制 溶液時往往要過量。 堿度 溶液的總堿度與其硫容量成線性關系，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 1N 的總堿度。二者不足均會使溶液中氧 化態(tài)的 ADA 濃度降低 ,H2O2 的生成量減少 , 最終造成物耗上升。 堿液吸收硫化氫 2Na2CO3+ 2H2S= 2NaHS+ 2NaHCO 3 (1) 氧化析硫 2NaHS+ 4N aVO 3+ H2O = Na2V4O 9+ 4NaOH+ 2S (2) 焦釩酸鈉被氧化 Na2V4O9+ 2H2O2+ 2NaOH+ ADA (氧化態(tài) ) = 4NaVO3+ 3H2O + ADA (還原態(tài) ) (3) 堿液再生 2NaOH+ 2NaHCO 3= 2Na2CO 3+ 2H2O (4) ADA 再生 ADA (還原態(tài) ) + O 2= ADA (氧化態(tài) ) + H2O2 (5) 當氣體中有氧、二氧化碳、氰化氫存在時還產(chǎn)生如下副反應： 2NaHS+2O2=Na2S2O3+H2O Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 Na2CO3+2HCN=2NaCN+H2O+CO2 NaCN+S=NaCNS 2NaCNS+5O2=Na2SO4+2CO+SO2+N2 從上述反應歷程來看 , 要使 H2S 較徹底地還原為單質 硫 , 偏釩酸鈉 (NaVO 3) 是否足量是個重要的因素 , 而要使偏釩酸鈉濃度高 , 焦釩酸鈉較完全轉化為偏釩 酸鈉是反應的關鍵。其中改良蒽醌二磺酸法的脫除效率高，應用更為廣泛。 濕法脫硫可以處理含硫量高的煤氣，脫硫 劑是便于輸送的液體物料，可以再生，且可以回收有價值的元素硫，從而構成一個連續(xù)脫硫循環(huán)系統(tǒng)。 2 生產(chǎn)流程或生產(chǎn)方案的確定 焦爐煤氣的凈化主要是要脫除煤氣中的 H2S，脫硫的方法有兩種：干法脫硫、濕法脫硫。 缺點 蒽醌二磺酸法脫硫在生產(chǎn)過程中存在一點問題。 (4) ADA 脫硫整個脫硫和再生過程為連續(xù)在線過程，脫硫與再生同時進行，不需要設置備用脫硫塔。 (2) 脫硫溶液的活性好、性能穩(wěn)定、腐蝕性小。 ADA 脫硫的優(yōu)缺點 優(yōu)點 (1) ADA 作為染料中間體，它有多種主要的異構體。 在 100 克水中的溶解度 3 g (20 ℃ )。 ADA 的這幾種異構體中，在產(chǎn)品中一般含量較高的是 , , , 。 ADA 的理化性質 ADA 是蒽醌二磺酸 (Anthraqinone Disulphonic Acid)的縮寫。偏釩酸鈉在五價釩還原成四價釩的過程中提供氧 , 使吸收及再生的反應速度大大加快 , 提高了溶液的硫容量 , 使反應槽容積和溶液循環(huán)量大大減少。但由于此方法析硫的反應速度慢 , 需要龐大的反應槽 , 并且為防止 HS 進入再生塔引起副反應 , 溶液中 HS 的濃度必須控制在 (50～ 100) 10 6之間 , 溶液的硫容量很低 , 因而使 ADA 法的應用受到限制。 基于此，在合成氨脫硫工藝的設計中我采用改良 ADA 法工藝。其中蒽醌二磺酸法的脫除效率高，應用更為廣泛。 濕法脫硫可以處理含硫量高的煤氣，脫硫劑是便于 輸送的液體物料，可以再生，且可以回收有價值的元素硫，從而構成一個連續(xù)脫硫循環(huán)系統(tǒng)。 煤氣干法脫硫技術應用較早，最早應用于煤氣的干法脫硫技術是以沼鐵礦為脫硫劑的氧化鐵脫硫技術，之后，隨著煤氣脫硫活性炭的研究成功及其生產(chǎn)成本的相對降低，活性炭脫硫技術也開始被廣泛應用。在我國，熱煤氣脫硫現(xiàn)在仍處于試驗研究階段，還有待于進一步完善，而冷煤氣脫硫是比較成熟的技術，其脫硫方法也很多。因此為了保持人們優(yōu)良的生存環(huán)境和提高企業(yè)最終產(chǎn)品質量，對半水煤 氣進行 脫硫回收是非常必要的2 文獻綜述 合成氨原料氣凈化的現(xiàn)狀 合成氨原料氣 (半水煤氣 )的凈化就是清除原料氣中對合成氨無用或有害的物質的過程，原料氣的凈化大致可以分為 “熱法凈化 ”和 “冷法凈化 ”兩種類型，原料氣的凈化有脫硫，脫碳，銅洗和甲烷化除雜質等，在此進行的氣體凈化主要是半水煤氣的脫硫的凈化。硫化物對合成氨的生產(chǎn)是十分有害的，燃燒物和工業(yè)裝置排放的氣體進入大氣，造成環(huán)境污染，危害人體健康。 合成氨原料氣中的硫是以不同形式的硫化物存在的，其中大部分是以硫化氫形式存在的無機硫化物，還有少量的有機硫化物。工業(yè)脫硫方法種類很多，通常是采用物理或化學吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法 (Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法 (Selexol)等。 隨著合成氨工業(yè)的發(fā) 展，氨的生產(chǎn)要求越來越嚴格，比如氨原料的提取，氨原料氣的凈化，氨后續(xù)工藝的要求等等。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，高濃度化肥的市場需求不斷增加，為了滿足需求，增加生產(chǎn)能力，我國先后引進了 30 套以油、天然氣和煤為原料的 30 萬噸/年合成氨裝置。 萬噸 /年合成氨脫硫工 藝 設計 目錄 1 總論 ............................................................................................................................1 概述 .................................................................................................................... 1 文獻綜述 ............................................................................................................. 2 合成氨原料氣凈化的現(xiàn)狀 ........................................................................... 2 改良 ADA 的簡述 ....................................................................................... 2 ADA 的理化性質 ........................................................................................ 3 ADA 脫硫的優(yōu)缺點 .................................................................................... 3 優(yōu)點 ................................................................................................. 3 缺點 ..........................................................................