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課程設(shè)計---年產(chǎn)6w噸硫磺回收裝置及尾氣處理-閱讀頁

2025-06-05 16:27本頁面
  

【正文】 % N2 % 總計 14158 % 尾氣處理裝置: 反應(yīng)器采用 SSR 尾氣處理工藝,取消了氫氣在線燃燒爐,采用氣氣換熱,管線直接補氫的方式。 R201 中主要反應(yīng): S8+8 H2 =8H S(13)(轉(zhuǎn)化率為 99%)。表 7 組成 項目 流量( Kg/h) 組分 (mass%) 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實習(xí)與設(shè)計 29 H2 S 0. 0702% Sx 0. 000486% SO2 0. 00040% CO2 17. 68% H2 O 19. 34% N2 62. 9% H2 0. 004% 合計 100. 00% 吸收解析系統(tǒng)的物料衡算 圖一:胺液吸收解吸塔系統(tǒng)簡圖 吸收塔設(shè)計 本塔是利用 CHEMCAD 軟件進行設(shè)計優(yōu)化 4 貧胺液 6 廢氣去焚燒爐 7 富胺液去解吸塔 B4 9 8 高濃度的 H2S 回制硫裝置 5 來自急冷塔的過程氣 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實習(xí)與設(shè)計 30 吸收塔的水力學(xué)特性結(jié)果 CHEMCAD Page 3 Job Name: absorb design Date: 12/05/2020 Time: 18:36:08 EQUIPMENT SUMMARIES Scds Rigorous Distillation Summary Equip. No. 1 Name No. of stages 11 1st feed stage 1 2nd feed stage 11 Colm press drop MPa Top pressure MPa Reactive distillation Y Reflux mole kmol/h Reflux mass kg/h Column diameter m Tray space m 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實習(xí)與設(shè)計 31 Thickness (top) m Thickness (bot) m No of sections 1 No of passes (S1) 1 Weir side width m Weir height m System factor 轉(zhuǎn)化爐熱量衡算 查得下列物質(zhì)的生成焓匯總于下表: 表 217 各物質(zhì)的摩爾生成焓 物質(zhì)名稱 H2S SO2 S H2O CO2 生成焓 KJ/mol 0 轉(zhuǎn)化爐內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下: 2H2S + SO2 → 3 S + 2 H2O + Q Δ rH = 2( ) – 2( ) ( ) = Q1 = nΔ rH = 1338/32( ) 1000 = 106 KJ/h 轉(zhuǎn)化爐的入口溫度為 250oC,出口溫度為 319 oC 查得各物質(zhì)恒壓摩爾熱容數(shù)據(jù)如下: 表 218 各物質(zhì)的恒壓 摩爾熱容 物質(zhì) A J/( mol k) B 108 J/( mol k2) C 106 J/( mol k3) D 109 J/( mol k4) S \ \ H2O \ H2S \ CO2 \ SO2 計算如下 : 由于Δ H =∫ T2T1CpdT Cp = A + BT + CT2 + DT3 ∴ Δ Hp = A( T2 – T1) + 1/2B( T22 – T21) + 1/3C( T32 – T31) + 1/4D( T42 – T41) 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實習(xí)與設(shè)計 32 CO2:Δ Hp = ( 592– 523) + 1/2 108( 5922– 5232) + 1/3( ) 106( 5923– 5233) = J/mol Q = nΔ Hp = = 103 KJ/h SO2:Δ Hp = ( 592– 523) + 1/2 108( 5922– 5232) + 1/3( 106( 5923– 5233) + 1/4 109 ( 5924– 5234) = J/mol Q = nΔ Hp = = KJ/h H2O:Δ Hp = ( 592– 523) + 1/2 108( 5922– 5232) + 1/3( ) 106( 5923– 5233) = J/mol Q = nΔ Hp = = 105 KJ/h H2S:Δ Hp = ( 592– 523) + 1/2 108( 5922– 5232) + 1/3( ) 106( 5923– 5233) = J/mol Q = nΔ Hp = = 103 KJ/h S:Δ Hp = ( 592– 523) + 1/2 108( 5922– 5232) = J/mol Q = nΔ Hp = = 104 KJ/h 熱量 Q2 = Σ Qi = 103 + + 105 + 103 + 104 = 105 KJ/h 總熱量 Q = Q1 + Q2 = 106 + 104 = 106 KJ/h = 1677kw 設(shè)備計算及選型 泵的選取 (泵 301 的選取 ) 已知 A = π /4 * d2 = π /4 = 1/ρ m =ω 1/ρ 1 + ω 2/ρ 2 + ? +ω n/ρ n 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實習(xí)與設(shè)計 33 根據(jù)前面已知數(shù)據(jù)計算混合密度 1/ρm = (+ + + ) 可得 : ρm = 在進出口對泵做計算 z1 + P1/ρ g + u21/2g + H = z2 + P2/ρg + u2 2/2g + Hf12 Hf12 可忽略,則有 z2 – z1 = P2 – P1 = 105Pa H = + 105/( 1000 ) +( u22– u21) /2g u2 = qm/ρm A = ( 3600) = 同理可得 u1 = qm' /Ρa = m/s 可得 H = 流量 qv = 根據(jù)揚程和流量可選泵 ,如下特性 : 單級單吸懸臂式離心化工流程泵 型號 流量 m3/h 揚程 m 轉(zhuǎn)速 r/min 效率 % 汽蝕余量 NpsHrm IH150125315 200 32 1450 75 軸功率 kw 配帶電機型號 功率 kw 重量 kg YB200L4 30 189 換熱器的選型:(廢熱鍋爐 L202 選型) 由計算得廢熱鍋爐進口熱量 Q = 107KJ/h 因為過程氣 入口溫度為 480oC,出口溫度為 183 oC 水 入口溫度為 25 oC,出口溫度為 187 oC Δ t1 = 480 – 187 = 293 oC Δ t2 = 183 – 25 = 158 oC Δ tm =(Δ t1 – Δ t2) /ln(Δ t1/Δ t2) = ( 293 – 158) /ln( 293/158) = oC 查表得: K = w/( m2 K) 由 Q = KAΔ tm 得 A = Q/KΔ tm 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實習(xí)與設(shè)計 34 = 107 103/[3600 ( + ) ] = m2 根據(jù) Q = qm, c[r + Cp, n( t‘ s – t’ 2) ]求用水量 已知水的熱熔為 ( kg K),蒸發(fā)潛熱為 Q = 107 KJ/h = 104 kw qm, c = Q/[r + Cp, n( t‘ s – t’ 2) ] = 104/[ + ( 187 – 100) ] = kg/s 可得需用水量為 kg/s 廢熱鍋爐 管程Φ 51 3,殼程 Φ 1800 7548 20 根據(jù)以上條件,選擇 管殼式換熱器 加氫反應(yīng)器的設(shè)計 根據(jù)加氫反應(yīng)器的物料衡算設(shè)計如下: 三萬噸 Stream No. 1 2 Name Overall Molar flow kmol/h Mass flow kg/h Temp C Pres MPa Vapor mole fraction Enth MJ/h Tc C Pc MPa Std. sp gr. wtr = 1 Std. sp gr. air = 1 Degree API Average mol wt Actual dens kg/m3 Actual vol m3/h Std liq m3/h Std vap 0 C m3/h Vapor only Molar flow kmol/h Mass flow kg/h Average mol wt Actual dens kg/m3 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實習(xí)與設(shè)計 35 Actual vol m3/h Std liq m3/h Std vap 0 C m3/h Cp J/kmolK Z factor Visc cP Th cond W/mK 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實習(xí)與設(shè)計 36 3 非工藝部分 車間常見的毒物性質(zhì) 1.硫化氫性質(zhì): H2S 是一種無色有臭雞蛋氣味的可燃性劇毒氣 體,比空氣重,空氣中混有 1/10000 時就能被察覺到,達 1/2020 就會引起中毒,濃度大時反不如濃度小時顯著,甚至無味,吸入少量時出現(xiàn)頭暈、惡心、嘔吐;重者昏迷、抽搐、停止呼吸或死亡。 3.氨的性質(zhì): NH3 是一種無色有強烈刺激性的氣體,極易溶于水呈堿性,是低毒物質(zhì),氨對人體的主要危害是上呼吸道的刺激作用,吸入高濃度氨,可使中樞神經(jīng)亢奮引起痙攣,嚴重時可引起心臟停搏 和呼吸停止。 安全技術(shù) 1.防止硫化氫中毒。 ( 2)了解硫磺、尾氣裝置的采樣點、排污點的數(shù)量和位置,經(jīng)常采樣點要掛有防中毒和劇毒標志牌。 ( 4)對采樣點、排污點經(jīng)常開動的閥門、調(diào)節(jié)閥除操 作工正常巡檢外,車間有工藝、安全員每天檢查一次,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。 ( 6)對含有硫化氫的污水,沒有得到有關(guān)方面許可不得將污水排在明溝和地面。 ( 8)突然停電時,發(fā)現(xiàn)硫化氫氣體倒串時,操作工到現(xiàn)場時一定要戴好供氧青島科技大學(xué)本科畢業(yè)實習(xí)與設(shè)計 37 式防毒器材,防止硫化氫中毒。 2.供氧式防毒器材的結(jié)構(gòu)和使用方法 ( 1)結(jié)構(gòu):由呼吸軟
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