【正文】 放空氣 出口壓力： 3040mm 水柱 放空氣 出洗滌塔溫度： ≤ 30℃ 放空氣 出洗滌塔含塵量： ≤ 5 mg/Nm3 放空氣 出吸收塔 H2S 含量： ≤ 500ppm 、預(yù)處理工序 預(yù)處理器出口無機硫含量： ≤ 500ppm 一級脫硫器進口氣體溫度： ≤ 35℃ 三級脫硫出口轉(zhuǎn)化率取 90%～ 99% 四級脫硫器出口：總硫 ≤ CO2含量為 86%（ v/v） ,塔頂 CO2含量為 95%（ v/v），塔釜 CO2含量為 %（ v/v）； CO2含量為 45%（ v/v）， N2含量為 52%（ v/v），其余為 3%（ v/v）； 、順放氣 CO2含量為 20%（ v/v）； 、洗滌塔、吸收塔、原料氣壓縮機段后冷卻器的出口水蒸汽濃度取相應(yīng)溫度 19 下的水蒸汽飽和分壓。產(chǎn)品中產(chǎn)品組分含量 /（原料流量179。 100% 60%=14000179。 320247。 179。 40%）179。 103179。 104 179。 105 179。 103 三 ． 洗滌工序 洗滌塔 排污進水２５℃出水３０℃氣體出口４０℃氣體進口８０℃ ① 取該設(shè)備的用水量 （液氣比 1： 219，吸收溫度為 30℃ ） 排污進水２５℃出水３０℃氣體出口４０℃氣體進口８０℃ ② 取該設(shè)備的用水量 （液氣比 1： 219，吸收溫度為 30℃） ③ 該 過 程 對 粉 塵 的 吸 收 率 為 60%, 吸 收 的 量 為 ( 179。60%=, 余量為 179。 進洗滌塔后 CO2的余量為 =⑤ 對出塔后水蒸汽的夾帶量（每秒的量） 查得該溫度下水蒸汽的飽和分壓為 kPa (+ nH2O) nH2O= 式中 : 為 干 基 流 量 速 度 . 為 進 口 氣 體 流 量 吸收掉 CO2 量即=⑥ 對 SO2吸收以平均每秒的量為計算 ) 根據(jù)亨利公式 P=EX 查得該溫度下 SO2的亨利系數(shù)為 179。 nSO2余 /(+)=179。 1000/18179。 104 (2) 聯(lián)合 (1)、（ 2）解得氣相中 nSO2(余 )為 179。 四 .脫硫脫水工序 二 粗 級脫硫 ① T504 型常溫有機硫水解催化劑 反應(yīng)原理： COS+H2S=== H2S+CO2 △ H=355KJ/mol COS 的轉(zhuǎn)化率為 90%) CS2+2H2O===2H2S+CO2 空速為 200300h1 ②計算吸收后余量 二級脫硫塔工有三層，每層的 COS 轉(zhuǎn)化率為 91% COS 的剩余量 179。（ 190%） 3=179。 105179。 107mol ∑有機 S（余） =（ 179。 107） mol 有機 S（余） 含量：（ 179。 107） /=179。 103+179。 103 4. 三 四 級脫硫 ①反應(yīng)原理 H2S+1/2O2===S+H2O △ H=采用 EAC4 型 H2S， SO2精脫硫劑，其技術(shù)指標(biāo)： 脫硫精度出口： H2S≤ SO2 ≤ 空速： H2S， SO2≤ 10mgs/Nm3 時空速取 1000h1 H2S， SO2≥ 10mgs/Nm3 時空速取 500800h1 ②計算 H2S 吸收的量 取 H2S 出口 : PPM,即 179。 103+179。 179。 103mol 注 :原料壓縮機出口含 H2S 179。 106 mol 21 二級脫硫出口增加 H2S 179。 106 mol nH2O增加量 =nH2S耗 =179。 104mol 則吸收的水量為 nH2O(吸 )=179。 179。 106 H2S CS2 COS H2O ∑ 179。 107 179。 104 五 .從原料壓縮機入口至提純塔的物料衡算 設(shè) X 為廢氣和弛放氣的總的流量 (平均每秒 )。 設(shè) Y 為置換氣每秒的放空量 (從吸附塔到原料壓縮機 )。 根據(jù) CO2守恒列出方程 : X179。 78%+= (1) 根據(jù)整體總的摩爾量守恒 : X+Y+= (2) 解得 X=,Y= 即置換氣有 放空 ,另有 進入原料壓縮機入口。 95%=W179。 90% 根據(jù)總系統(tǒng)的守恒 得 : F=W+D 解得 :D=,F=,w= 塔釜出口標(biāo)準(zhǔn)即產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。 氣體溫度進入塔時溫度為 80℃。 ②則氣體放出的熱量 : Q1=△ t1 niCpmi(353K)△ t2 niCpm(313K) =(8025) 179。 + 179。 + 179。 ( 179。 + 179。 )/103 = Q2=△ t1 niCpmi(80℃ ) △ t2 niCpm(40℃ )+Q 潛部分 30℃時的水蒸汽夾帶量為 式中 Q 潛 部 分 =179。 179。 18g/mol179。 103 = △ t1niCpmi(80℃ ) △ t2niCpm(40℃ )=(8025)niCpmi(80℃ )(4025)niCpm(40℃ ) 所以 :Q 總放 =+= ③ 根據(jù) Q 吸 =Q 放 179。 (kg.℃ )179。 該塔上限是因前面窯氣達到上限溫度 370℃時 ,文丘里的出口溫度為 51℃ ,此時夾帶的蒸汽量較大 , 冷卻時水溫將升高到 t′ ,此時 t′必須小于洗滌塔氣體出口溫度 ,即 t′＜ 40℃ . Q 放上限 =Q 溫降 +Q′ 潛熱 Q 溫降 = 當(dāng) t’=35 ℃時計算得 : Q’潛 =179。 179。 此時 Q 吸 =179。 179。 計算得各組分的平均 CPm= J/mol178。 K。℃ ) t1=298179。 179。 =179。 () MH2O= 23 V=m/p=② 二段壓縮進口溫度為 303K,壓力為 278Kpa(絕 ),出口壓力為 (絕 ),水的出口溫度為 33℃ 壓縮機的出口溫度 :t2=303179。 179。 =179。 (397303) MH2O=V2=m/p= 三 .一 二級 粗 脫硫 1. 進入二級脫硫時的溫度為 80℃ COS+H2O→ H2S+CO2 △ H=在二級時放出的熱 Q=n△ H=179。 == nCPm△ t=179。△ t=,解得△ t=℃ 即二級脫硫出口溫度為 ℃ 2. 二級脫硫后冷卻器使氣體冷卻到 35℃ ,水的出口溫度為 33℃ ,冷料損失 5% MH2O179。 (3325) 179。 179。 Cpm= J/mol178。 K t2=t1(p2/p1)(k1)/k 式中 k=Cp/CV= (k1)/k=()/= ①一級壓縮進口溫度為 298K，壓強為 Mpa (絕 ) 出口的壓強為 （絕） t1=298179。 179。 179。 ()=400K 二級壓縮后冷卻器使氣體冷卻到 308K，水的出口溫度為 33℃， 179。（ 400308） =mHWO179。 179。（ ）=， 三級壓縮后冷卻器使氣體冷卻到 313K，水的出口溫度為 33℃， 179。（ ） =mHWO179。 179。 ∑ Q(=(MCP△ t+ NCP*△ t)頂 +（ MCPm△ t） 釜 =[ 179。 103 179。（ 3+10 ） + 179。 103 179。 44179。 179。該氣體含 CO295%，總量為 Cpm=△ t=19886 179?！?t=19886 △ t=。 C 降到 。 。 C5。 。 C→ 10。 179。 179。 103+574179。 179。 103+179。 44179。 [5（ 10） ] 179。 179。 179。 r=Q m= 第五章 工藝設(shè)備選型 25 一、 換熱器選型 本設(shè)計以產(chǎn)品壓縮機一級冷卻為例 密度 Kg/m3 比熱容KJ/ 粘度 Pa 導(dǎo)熱系數(shù)KJ/m.℃ 氣體 179。 44/=工業(yè)水 33℃← 25℃ △ t2=94℃ △ t1=15℃ Q = Wh178。（ T1T2） =179。 179。（ t1t2） ]=65532/[179。 =℃ . ③初選換熱器規(guī)格，根據(jù)兩流體的情況，假設(shè) K=(m2.℃ ) 故 S=Q/（ K.△ tm） =65532/（ 179。據(jù)此，由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)（參見《化工工藝設(shè)計手冊》下 4339）中選定固定板式換熱器（ JB/T471592），有關(guān)參數(shù)如下： 殼徑 mm 公稱壓強 MPa 公稱面積 m2 管程數(shù) 325 1 管子尺寸 mm 管子長度 m 管子總數(shù) 管程流通面積 m2 φ 19179。 179。 ()= 若采用此傳熱面積的換熱器，則要求總傳熱系數(shù)為 (m2.℃ ) ④核算壓強降 ⑴ 管程壓強降 ∑Δ Pi=（Δ P1+Δ P2） FtNP 其中 Ft=， NP=2。 179。 106） =179。 L/d178。 u2/2= 3/ △ P2=3ρ u2/2=3 ∑Δ Pi=（ 767+697）179。 2= （ 6） 殼程壓強降 ∑Δ P0=（Δ P1’+Δ P2’） FsNs 其中 Fs=,Ns=1 △ P1’=Ff0nc(NB+1) ρ u02/2 nc=179。 179。（ 9+1）179。 Δ P2’=NB（ ） ρ u02/2=9179。 ）179。 ∑Δ P0=（ 1507+752）179。 1=2598Pa ⑤核算總傳熱面積 （ 1）管程對流傳熱系數(shù)α i Re=179。 103179。 106/= α i=179。（ 179。 =（ m2178。 179。 ） = de=4（ t2π d02/4） /（π d02） =4179。 ） /（π179。 179。 103/=3511 Pri=CPμ /λ =179。 179。 179。 179。℃） （ 7） 污垢熱阻參見≤化工原理≥上 附錄二十，管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻分別為 Rsi=178?！?/w （ 8） 總傳熱系數(shù) K。 =1/[1/α 0+ Rs0+ Rsi178。 /di+ d。 di） ] =1/（ 1/1851++179。 ） =（ m2178?！妫谝?guī)定德望流動條件下，計算出 K。℃）。 100%=%。 179。 φ △ t=179。 )= Tmtm=(116+32)/2(27+20)/2=℃＞ 50℃ 因此要考慮熱補償 ,據(jù)此由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn) (參見《化工工藝設(shè)計手冊》下 4339) 中選定固定板 式換熱器 ,有關(guān)參數(shù)見下 : 殼徑 mm 400 管子尺寸 mm φ 20179。 管程流通面積 m2 a 實際傳熱面積 S0=nπ dL=174179。 179?！妫?。 179。 φ △ t=179。 ） = Tmtm=(124+30)/2(27+20)/2=℃＞ 50℃ 因此需要考慮熱補償 , 據(jù)此由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn) (參見《化工工藝設(shè)計手冊》下 4339) 中選定固定板式換熱器 ,有關(guān)參數(shù)見下 : 殼徑 mm 400 管子尺寸 mm φ 20179。 a 實際傳熱面積 S0=nπ dL=174179。 179?！妫?179。 φ △ t=179。 )= Tmtm=(+30)/2(27+20)/2=35℃＜ 50℃ 因此不需要考慮熱補償 ,據(jù)此由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn) (參見《化工工藝設(shè)計手冊》下 4339) 中選定固定板式換熱 器 ,有關(guān)參數(shù)見下 : 殼徑 mm 40 管子尺寸 mm φ 20179。 a 實際傳熱面積 S0=nπ dL=164179。 －（ ） = m2 采用此換熱面積的換熱器 ,則需要過程的總傳熱系數(shù)為 w/（ m2178。 熱流體 127℃→ 40℃ 冷流體 27℃← 20℃ △ t2=100℃ △ t1=20℃ Q=WhCph（ T1T2） =179。 179。 φ △ t=179。℃） 則 S=Q/(K△ tm)=65532/（ 179。 2 公稱壓強 MPa 管長 m 3 公稱面積 m2 管子總數(shù) 88 管程數(shù) 2 管子排列方法 正方形斜轉(zhuǎn) 45176。 179。（ ） = 采用此換熱面積的換熱器 ,則需要過程的總傳熱系數(shù)為 （ m2178。 熱流體 111℃→ 30℃ 冷流體 27℃← 20℃ △ t2=83℃ △ t1=10℃ Q=WhCph（ T1T2） =179。 179。 φ △ t=179。 ） = Tmtm=(111+30)/2(27+20)/2=47℃＜ 50℃ 因此不需要考慮熱補償 , 據(jù)此由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn) (參見《化工工藝設(shè)計手冊》下4339) 中選定固定板式換熱器 ,有關(guān)參數(shù)見下 : 殼徑 mm 325 管子尺寸 mm φ 19179。 a 際傳熱面積 S0=nπ dL=99179。 17