【正文】 ,則氣體的溶解度降低，不利于吸氧和栲膠液的再生，且副反應(yīng)加劇 。 Ⅴ 、液位的影響 (1) 脫硫塔底部液位的影響 脫硫塔底部液位應(yīng)以系統(tǒng)中的溶液量及循環(huán)量為依據(jù)，若脫硫塔底液位過低，則易造成氣泡夾帶，使富液泵不打量 。 (2) 循環(huán)槽液位的影響 循環(huán)槽液位可根據(jù)循環(huán)系統(tǒng)中的溶液量及再生槽和脫硫塔等設(shè)備內(nèi)的液位，溶液循環(huán)量進行控制，一般情況下以不低于液位顯示的 50 %及不高于循環(huán)槽放空管口為宜，以保證貧液泵正常工作及避免循環(huán)槽內(nèi)形成真空。影響栲膠再生的主要因素有再生溫度 ,再生壓力，再生槽液位，再生空氣量及再生時間。5 ℃ 。噴頭的開關(guān)個數(shù)決定了噴射壓力的高低， 噴 射壓力越高則空氣吸入越多，栲膠再生效果越好， 泡 沫越易形成，一般不應(yīng)低于 。 Ⅲ 、再生槽液位的影響 再生槽液位是根據(jù)再生槽硫泡沫層的厚度和循環(huán)系統(tǒng)的液位來進行控制的，通過調(diào)節(jié)再生槽 上液位調(diào)節(jié)器平衡管的高度調(diào)節(jié)液位高低。通常以硫泡沫能均勻溢流、泡沫層厚度適宜為基準進行調(diào)節(jié)。但是再生時間過長，溶液循環(huán)量要減小，有可能導(dǎo)致吸收不好，使脫硫塔 19 出口 氣體 H2S 超標 (H2S ≤2mg/ m3)，同時再生空氣多，副反應(yīng)加快，一般可根據(jù)煤氣量相應(yīng)地調(diào)節(jié)再生時間與 空氣量。堿度過高吸收硫化氫過多，釩可能會過度還原。 pH 值對硫化氫吸收和其氧化成元素硫有著相反影響。實驗證實，脫硫傳質(zhì)過程中，當 pH9 時，認為傳 質(zhì)過程為氣膜控制， pH 在 ~ 之間時，液膜阻力很明顯， pH 時，液膜阻力更加增大，因此pH 值宜控制在 ~ 之間，栲膠脫硫和 ADA 一樣，在氧化反應(yīng)中是有氫離子參加的，氫離子的濃度對氧化反應(yīng)還原電位是有很大影響的，在不同 pH 條件下，栲膠的氧化還原性能可能是不相同的，因此必須嚴格控制溶液的 pH 值。因此測量溶液電位尤為重要。溶液的電位表明溶液的氧化還原能力的大小，反映溶液再生系統(tǒng)溶液再生的好壞，一般控制溶液的電位值在－ 180mV 左右。而 pH 值較 低 時加大溶液量即增大噴淋密度可明顯增加脫除硫化氫量。適當?shù)囊簹獗纫环矫婵杀ＷC氣體凈化度，防止溶液中 NaHS 濃度過高而產(chǎn)生 硫 —氧 —釩沉淀，另一方面是使其動力消耗不會增得過高，而致提高生產(chǎn)成本，適宜的液氣比 20 在設(shè)計中已經(jīng)確定。但是溫度過高，大于 50℃ 就會加快硫代硫酸鹽的生成，造成溶液對設(shè)備管道的腐蝕。 為使吸收、再生和析硫三者都能順利進行，溶液溫度宜控制在 35～ 45℃ 。按 2H2S+O2=2H2O+S 計算，每公斤硫需要 空氣，采用噴射再生的空氣量可能要少一些，主要是在喉管中氣液接觸好，反應(yīng)激烈，接觸時間也少得多，一般再生時間需要 30min 以上，由于采用噴射再生， 12min 就滿足了工藝要求，但吹風強度大，達到 136m3/(㎡ 故空氣量不宜過大，過大會招致空氣中的 O2 與溶液反應(yīng)，生成硫代硫酸鹽和硫酸鹽，使堿耗增加，硫酸鹽的積累會造成溶液酸性，導(dǎo)致對設(shè)備及管道的腐蝕。（ 30024） = t/h 考慮到在合成時的損失，則以每小時生產(chǎn) 噸計算為基準，所以 nNH3=8360 Kg247。2= 考慮到半 水煤氣經(jīng)過洗滌、脫硫、變換等工序到合成的過程中氮氣的損失，則損失率以 1%計，則半水煤氣中氮氣的物質(zhì)的量為 nN2 =（ 1+1%） = Kmol 22 所以原料氣中 N2的體積 為 VN2== Nm3 根據(jù)原料氣中各氣體的體積比，則其它氣體的體積為 VCO2=247。 VN2= VH2=247。 VN2= 則總氣體的體積 V= VN2 +VCO2 +VCO +VH2 +VO2 =++++ Nm3 = 根據(jù)氣體方程，將 0℃ 、 下的體積換算成 125KPa、 45℃ 時 的體積 V0 V0=(+45)/(125) m3= 則進入脫硫塔的氣體的流 量為 G=3 根據(jù)氣體中 H2S 的含量計算 H2S 的質(zhì)量 入脫硫塔中 H2S 的質(zhì)量： m1=711mg/m3 = 根據(jù)設(shè)計要求，出塔氣體中 H2S 的含量為 ~2mg/m3,取出塔氣中 H2S 的含量為 mg/m3，則塔的脫硫效率 是 η=（ 711－ ） /711 100%=.%. 由于原料氣中 H2S 的含量低，故在脫硫的過程中原料氣進入脫硫塔和出脫硫塔的 體積流量 視為不變 ，則出塔 氣體的流量 W0≈所以出塔氣中 H2S 的質(zhì)量為 m2 = = Kg 故在脫硫塔中吸收的 H2S 的質(zhì)量為 G1= m1－ m2=－ = 4 脫硫液 循環(huán)量的計算 取脫硫液中硫容量為 S=100g/m3,根據(jù)液氣比 L/G=(C1C2)/S 式中： C1為進脫硫塔氣體中硫化氫的含量 ， g/m3 C2為出脫硫塔氣體中硫化氫的含量 ， g/m3 S 為硫容量 ， g/m3 L 為脫硫液的循環(huán)量 ， m3/h G 為進脫硫塔氣體的流量 ， m3/h 23 則液氣比為 L/G=(－ )/100= 脫硫液的循環(huán)量 L==因脫硫液在循環(huán)中 有 損失及再生率為 95%，取損失率為 10% 則液體的循環(huán)量為 LT=L（ 1+10%） = （ 1+10%） =5 生成 Na2S2O3 消耗的 H2S 的質(zhì)量 G2， Kg/h 取 Na2S2O3 的生成率為 H2S 脫除量的 8%，則 G2 =8%= Kg/h 6 Na2S2O3 的生成量 G3， Kg/h 2H2S~ Na2S2O3 G3 = G2MNa2S2O3/(2MH2S) 式中 MNa2S2O3 ——Na2S2O3 的分子量 MH2S ——H2S 的分子量 G3 =158/（ 234） = Kg/h 7 理論硫回收量 G4， Kg/h G4=（ G1G2） MS/MH2S 式中 MS ——硫 的分子量 G4=（ － ） 32/34= Kg/h 理論硫回收率， ψ=G4/G1 ψ=100%=% 8 生成 Na2S2O3 消耗的純堿量 G5， Kg/h G5=G3MNa2CO3/MNa2S2O3 式中 MNa2CO3——Na2CO3的分子量 G5=106247。30kg/m3=10 入熔硫釜硫膏量 G7=G4/S2 24 式中 S2——硫膏含硫量，取 S2=98%（質(zhì)量分數(shù)） G7=247。K) 將 半水煤氣中的各組分的 a、 b、 c 值列于表中 物 質(zhì) CO H2 CO2 N2 O2 a b/10－ 3 c/10－ 6 － － － － － 表 4 例如在 60℃ 的比熱容 ： CO: Cp=+103(+60)－ 106(+60)2=(kmolK) CO2: CP=+103(+60)106(+60)2= KJ/(kmolK) O2: CP=+103(+60)106(+60)2=(kmolK) 同理： 半水煤氣在 45 攝氏度的比熱容 C45 P =(kmolK) ④ 脫硫液的比熱容 CP， J/(g℃ ) CP=+ 脫硫液的進口溫度為 41℃ ，則進口時的比熱容 Cp1=+41=(g℃ ) 脫硫液的出口溫度 約 為 41℃ ,則出口時的比熱容 Cp2≈ Cp1 2 洗滌 塔熱量衡算 26 ① 洗滌 塔熱負荷 Q1， KJ/h Q1=G0(C60 P t1－ C45 P t2) 式中 G0——入 洗滌 塔半水煤氣 量 Q1=（ 60－ 40） =106KJ ② 冷卻水消耗量 W3， m3/h W3=Q1/（ CH2O℃ ） , CF= KJ/（ kghh Q3=1770(150－ )+1770+410(150－ ) =② 蒸汽消耗量， W5， KJ/釜 W5=Q3/r2 式中 r2——130℃ 蒸汽的 液 化熱， KJ/kg， r2=W5=表 熱量衡算表 ： 收入 KJ/kg 支出 KJ/kg 洗 滌 塔 (/h) 半水煤氣帶入的熱量G0C60 P t1 106 半水煤氣帶出的熱量 106 冷卻水吸收的熱量 106 總 和 106 總和 106 硫泡沫槽 (/h) 脫硫液帶入的熱量 105 脫硫液帶出的熱量 105 蒸汽冷凝放出的熱量 105 總 和 105 總和 105 熔硫釜/（釜） 硫膏帶入的熱量 105 硫膏帶出的熱量 106 蒸汽冷凝放出的熱量 105 環(huán)境吸收的熱量 105 總和 106 總和 106 28 5. 設(shè)備計算及選型 脫硫塔的設(shè)計計算 [1119] 脫硫吸收塔采用填料塔，填料為 ? 76 76 聚丙烯 鮑爾環(huán)，公稱直徑為 76cm，空隙率為 ε=， 比表面積為 α=,采用亂堆的方式。 圖一 圖中 W0——液泛 速度， m/s； L——液體質(zhì)量流速， kg/h； G——氣體質(zhì)量流速， kg/h； ρL——液體密度， kg/m3 29 ρg——氣體密度， kg/m3； α——填料比表面積， m2/m3 ε——填料空隙率， %； μ——液體粘度， mPaS g——重力加速度， m/s2 對于本系統(tǒng)： （ L/G） 1/4（ ρg/ρL） 1/8 =[()/()]1/4()1/8= 由圖可讀出對應(yīng)縱坐標為 即： W2 0/g(α/ε3)( ρg /ρL ) = 所以 ,W0=[(ε3/α)(ρL/ρg)/ ]1/2=[（ ） （ ）/]1/2=（ b）利用泛點速度 W0，算出操作氣速 W1， m/s 取 空塔氣 速 為 泛 點速度的 45%，則實際空速為 u==.（ c）根據(jù)操作態(tài)的每小時氣體處理量算出塔徑 D， m D = u/ 4Vs ? 式中 ： D——吸收塔直徑， m； VS——氣體的體積流量， m3/s D=[4247。 ()]1/2= 圓整后 D 取 填料高度計算 （ a）吸收過程傳質(zhì)系數(shù) KG 計算 KG= 式中 ： KG——傳質(zhì)系數(shù)， Kg /（ m2atm） ； A——經(jīng)驗數(shù)，取 A=20； W——吸收塔操作氣速， m/s； Na——溶液中 Na2CO3 含量 ， g/L； B——吸收過程液氣比 ， L/m3。h ΔPM =（ 104 － 106 ） / ln[（ 104） /（ 106） ] = 105 atm （ c） 計算 傳質(zhì)面積 FP， m2 FP= G1 /（ KGΔPM） 式中： G1—— H2S 脫除量， Kg/h； KG——傳質(zhì)系數(shù)， Kg /（ m2atm） 。 FP= （ 105） = （ d） 根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算出填料高度 HP= FP / (a ) 式中 a——填料比表面面積 HP= / ()= 取 HP=17m 填料分兩段， 上 段 8㎝下段 9 ㎝ . 噴射再生槽 的 計算 槽體計算 （ a）再生槽直徑計算 再生槽直徑計算可用下式計算： D1=（ GA / ） 1/2 式 中 : Ai——吹風強度， m3/（ hm2）； D1——槽體直徑， m； GA——空氣量， m3/h。 GA==1162 m3/h D1=（ 1162/ 70） 1/2= （ b）計算 再生槽擴大部分直徑 D2， m D2=+D1 D2=+= （ c） 計算 再生槽高度 HT， m HT= H1 + H2 + H3 H1 ——再生槽有效高度， m； H2 ——噴射器出口到槽底距離，取 H2 =。 再生槽有效高度 H1 下式計算 : H1 =(LTτ)/（ 60） 式中 : τ——溶液在再生槽內(nèi)停留時間， min，一般取 τ=13min； LT——溶液循環(huán)量， m3