焦?fàn)t煤氣濕法脫硫工藝設(shè)計

1、概述焦?fàn)t煤氣粗煤氣中硫化物按其化合態(tài)可分為兩類：無機(jī)硫化物，主要是硫化氫（HS）,有機(jī)硫化物，如二硫化碳（CS2）,硫氧化碳（COS，硫醇（C2H5SH ）和噻吩（C4H4S） 等。有機(jī)硫化物在溫度下進(jìn)行變換時，幾乎全部轉(zhuǎn)化為硫化氫。所以煤氣中硫化氫所含 的硫約占煤氣中硫總量的 90鳩上，因此，煤氣脫硫主要是指脫除煤氣中的硫化氫，焦 爐煤氣中含硫化氫815g/m3，此外還含m氰化氫。硫化氫在常溫下是一種帶刺鼻臭味的無色氣體，其密度為nnl硫化氫及其燃燒產(chǎn)物 二氧化硫（SO2 ）對人體均有毒性，在空氣中含有 勺硫化氫就能致命。煤氣中硫化氫的 存在會嚴(yán)重腐蝕輸氣管道和設(shè)備，如果將煤氣用做各種化工原

2、料氣，如合成氨原料氣時， 往往硫化物會使催化劑中毒，增加液態(tài)溶劑的黏度，影響產(chǎn)品的質(zhì)量等。因此，必須進(jìn) 行煤氣的脫硫。粗焦?fàn)t煤氣脫硫工藝有干法和濕法脫硫兩大類。干法脫硫多用于精脫硫，對無機(jī)硫和 有機(jī)硫都有較高的凈化度。不同的干法脫硫劑，在不同的溫區(qū)工作，由此可劃分低溫（常溫 和低于100 C）、中溫（100 C400 C）和高溫（ 400 C）脫硫劑。干法脫硫由于脫硫催化劑硫容小，設(shè)備龐大,一般用于小規(guī)模的煤氣廠脫硫或用于濕 法脫硫后的精脫硫。濕法脫硫又分為“濕式氧化法”和“胺法”。濕式氧化法是溶液吸收H2S后,將H2S直接轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，分離后溶液循環(huán)使用。目前我國已經(jīng)建成（包括引進(jìn)）采用的具

3、有代表 性的濕式氧化脫硫工藝主要有 TH法、FRC法、ADA法和HPF法。胺法是將吸收的H2S經(jīng) 再生系統(tǒng)釋放出來送到克勞斯裝置，再轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，溶液循環(huán)使用，主要有索爾菲班法、 單乙醇胺法、AS法和氨硫聯(lián)合洗滌法。濕法脫硫多用于合成氨原料氣、焦?fàn)t氣、天然氣 中大量硫化物的脫除。當(dāng)煤氣量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下大于 3000m3/h時，主要采用濕法脫硫。 焦?fàn)t煤氣的現(xiàn)狀煤氣的脫硫方法從總體上來分有兩種：熱煤氣脫硫和冷煤氣脫硫。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(jìn)一步完善，而冷煤氣脫硫是比較成熟的技術(shù)， 其脫硫方法也很多。冷煤氣脫硫大體上可分為干法脫硫和濕法脫硫兩種方法，干法脫硫 以氧化鐵法

4、和活性炭法應(yīng)用較廣， 而濕法脫硫以砷堿法、ADA改良ADA和栲膠法頗具代 表性。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(gòu)成一個連續(xù)脫硫循環(huán)系統(tǒng)?，F(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(jī)胺法。其中改良蒽醌二磺酸法的 脫除效率高，應(yīng)用更為廣泛。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。它是以純堿作為吸收劑，以栲膠 為載氧體，以NaVO 2為氧化劑?；诖?，在焦?fàn)t煤氣脫硫工藝的設(shè)計中我采用濕式栲膠法脫硫工藝。栲膠的認(rèn)識早在I960年日本就有單寧及其

5、鹽類從氣體重脫除 H2S并同時回收硫磺的小試驗報 道，但一直未在工業(yè)上應(yīng)用。我國廣西化工研究所、百色栲膠廠、廣西林業(yè)科學(xué)研究所 等單位合作于1977年8月完成栲膠法脫硫小試驗后直接在都安氮肥廠， 柳州化肥廠和上 林氮肥廠進(jìn)行了工業(yè)生產(chǎn)試驗。1978年7月通過自治區(qū)技術(shù)鑒定。根據(jù)鑒定會的建議， 由原化工部有關(guān)部門委托北京化工試驗廠補(bǔ)做了中間試驗并于1979年9月通過了中間試驗鑒定。栲膠是由植物的皮，果，莖及葉的萃取液熬制而成的。其主要成分為丹寧，約 占66%以栲膠來配制脫硫液效果最佳。栲膠的主要成分為多種水解丹寧，是有許多結(jié) 構(gòu)相似的酚類衍生物所組成的多酚基化合物，由于其含有許多活潑的烴基，所以

6、具有很 強(qiáng)的吸氧能力，在脫硫過程中起著載氧的作用。堿性栲膠脫硫液是由栲膠，碳酸鈉及偏 釩酸鈉等主要成分構(gòu)成的水溶液。栲膠水溶液在空氣中易被氧化，即丹寧中較活潑的羥 基易被空氣中的氧氧化，生成醌態(tài)化合物。特別是當(dāng)溶液的PH值大于9的時候，丹寧的 氧化特別顯著。由于栲膠水溶液在較高濃度時成為典型的膠體溶液，并且在較低溫度時 容易出現(xiàn)NaVO3及NaHCO3沉淀，因此在配制脫硫液前必須對栲膠水溶液進(jìn)行熟化預(yù)處 理。即將含栲膠2033g/l ,NqCO380133g/l的栲膠誰溶液直接通蒸汽與空氣，在80 90 C的條件下氧化1024h，破壞其膠性。然后加NaVO 3及軟水或稀氨水，配制成含 栲膠l

7、, NaCOl , NaHCO3 g/l, NaVO 3 2I脫硫液，送入脫硫液儲存槽，稀釋后 使用。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 氧化成高價釩，進(jìn)而使吸收在溶液中的硫氫根氧化、析出單質(zhì)硫。同時丹寧能與多種金 屬離子（如釩、鉻、鋁等）形成水溶性絡(luò)合物；在堿性溶液中丹寧能用與鐵、銅反應(yīng)并 在其材料表面形成丹寧酸性薄膜，因而具有防腐蝕作用。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(jìn)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。 在栲膠溶液氧化過程中，伴隨著吸光性能的變化。當(dāng)溶液充分氧化后，

8、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。通常制備栲膠溶液的預(yù)處理條件列舉 在表1中：表1制備栲膠溶液的與處理條件方法項目.用Na2CO配制溶液栲膠濃度/ (g L-1)1030堿度/N氧化溫度/c70 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8090C,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(dá)到預(yù)處理 目的。栲膠法脫硫工藝，將堿性栲膠溶液打入溶液循環(huán)槽，自循環(huán)槽出來，經(jīng)過濾加壓后 進(jìn)入系統(tǒng)的裂脫塔，吸收氣體中的H2S，由裂脫塔出來的溶液進(jìn)入裂脫再生塔， 再生好的 溶液由塔底流到溶液循環(huán)槽

9、，經(jīng)過濾加壓循環(huán)使用。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HS，由變脫塔出來的溶液進(jìn)入變脫溶液再生塔， 再生好的 溶液由變脫再生塔出來，進(jìn)入變脫溶液循環(huán)槽，再經(jīng)過濾加壓，如此循環(huán)使用。栲膠法脫硫的優(yōu)缺點優(yōu)點栲膠法脫硫是目前工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用較多的濕式脫硫方法， 它本身有許多優(yōu)越之處， 但是與此同時，也存在著許多的不足栲膠是聚酚類（丹寧）物質(zhì)，可替代 ADA乍為載氧體，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。此法的吸收效果與ADA相近，且具有不容易堵塞脫硫塔填料，栲膠資源豐富，價格便宜以及脫硫液活性好，性能穩(wěn)定，腐蝕性 小等優(yōu)點。此外，脫硫效率大于

10、98%，所析出的硫容易浮選和分離。栲膠法脫硫整個脫 硫和再生過程為連續(xù)在線過程，脫硫與再生同時進(jìn)行，不需要設(shè)置備用脫硫塔。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。（ 1）栲膠資源豐富、價格低廉、無毒性、脫硫溶液成本低，因而操乍費用要改良ADA法低。（ 2）脫硫溶液的活性好、 性能穩(wěn)定、腐蝕性小。 栲膠本身既是氧化劑， 又是釩的絡(luò)合劑， 脫硫溶液的組成比改良ADA法簡單，且脫硫過程沒有硫磺堵塔問題。（ 3）脫硫效率大于 98%，所析出的硫容易浮選和分離。（ 4）栲膠法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(jìn)行， 不需

11、要設(shè) 置備用脫硫塔。（ 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。缺點（ 1）配制脫硫液和往系統(tǒng)中補(bǔ)加時都要經(jīng)過加熱溶化制備過程。（ 2）設(shè)備較多，工藝操乍也較復(fù)雜，設(shè)備投資較大。硫化物對乍為原料氣生產(chǎn)工藝過程有何危害（ 1）對催化劑的危害 硫使甲烷化催化劑，高（中）溫變換催化劑，甲醇合成催化劑何 氨合成催化劑的主要毒物之一，能使它們的活性和壽命降低；（ 2）對產(chǎn)品質(zhì)量的危害 碳銨生產(chǎn)過程中， 當(dāng)變換氣中硫化氫含量高時， 在碳化母液中 積累增高。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

12、銨顏色變黑；（ 3）在尿素生產(chǎn)過程中， 硫化氫進(jìn)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(xì)，懸浮在溶液中導(dǎo)致溶液粘度增大， 發(fā)泡性增強(qiáng)，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(qiáng)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。硫化氫經(jīng)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入血液中來不及氧化時就會引起會全身中毒反應(yīng)，隨硫化 氫濃度的增加會造

13、成呼吸麻痹，窒息以致停止呼吸而死亡。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(jìn)行脫硫是非常必要的。粗煤氣脫硫系統(tǒng)的正常開車操作要點( 1)檢查各設(shè)備，管道，閥門，分析取樣及電器，儀表等，必須正常完好。( 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(jìn)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(jìn)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(jìn)水閥，并調(diào)節(jié)好水量及各塔液位；( 8)

14、開啟貧液泵進(jìn)口閥，啟動貧液泵，向脫硫塔打入脫硫液，并調(diào)節(jié)好液位；( 9)開啟富液泵進(jìn)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(jī)，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。適當(dāng)開啟清洗塔，放空閥，焦?fàn)t煤氣脫硫合格后，與壓縮工段聯(lián)系，并關(guān)閉放空閥，向壓縮機(jī)一段送氣；（13）根據(jù)再生槽的硫泡沫形成情況，調(diào)節(jié)液位調(diào)節(jié)器，保持硫泡沫的正常溢流；（14）分析粗煤氣中氧含量合格后，開啟靜電除焦油塔。脫硫后硫化氫含量高的主要原因（1）進(jìn)入系統(tǒng)的粗煤氣中硫化氫含量過高，或

15、進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jìn)系統(tǒng)粗煤氣溫度；6）檢查

16、清理脫硫塔噴頭及填料，確定氣液分布均勻。設(shè)計任務(wù)的依據(jù)工藝參數(shù)：粗煤氣入吸收塔時H2S的含量，Ci=10 g/m3凈化氣中 H2S 的含量， C2= g/m 3入吸收塔焦?fàn)t煤氣量， G0 = 24000m3/h入冷卻塔焦?fàn)t煤氣溫度，ti=50 C出冷卻塔入吸收塔焦?fàn)t煤氣溫度，t2=35 C入吸收塔焦?fàn)t煤氣壓力， （ 表）設(shè)計目標(biāo)：凈化煤氣中HS濃度w g/m32 生產(chǎn)流程及方案的確定焦?fàn)t煤氣的凈化主要是要脫除煤氣中的 HS,脫硫的方法有兩種：干法脫硫、濕法脫 硫。干法脫硫既可以脫除無機(jī)硫，又可以脫除有機(jī)硫，而且能脫至極精細(xì)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

17、煤氣，一般與濕法脫 硫相配合，作為第二級脫硫使用。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(gòu)成一個連續(xù)脫硫循環(huán)系統(tǒng)?，F(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(jī)胺法。其中改良蒽醌二磺酸法的 脫除效率高，應(yīng)用更為廣泛。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。3 生產(chǎn)流程說明反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)機(jī)理是脫硫的根本，也是整個脫硫過程中的核心部分。以下是栲膠法脫硫的反應(yīng)機(jī)理。堿性水溶液吸收 H2SNaCG+HS NaHS+NaHCO五價釩絡(luò)合物離子氧化HS折出硫磺

18、，五價釩被還原成四價釩2V5+HS1-2V4+S+H1+醌態(tài)栲膠氧化四價釩成五價釩，空氣中的氧氧化酚態(tài)栲膠使其再生，同時 生成 H2O2TQ （醌態(tài)）+f+2HOTHQ（酚態(tài)）+V+2OH2THQ+2O2TQ+H2O2H2O2氧化四價釩和HS-H2O2+V4+V5+2OH-H2O2+HSH2O+S+OH當(dāng)被處理氣體中有CO2 HCN 02時產(chǎn)生如下副反應(yīng)：NaCO3+CO2+H2O2NaHC3ONa2CO3+2HCN2NaCN+2HO+CO2NaCN+SNaCNS2NaCNS+52ONa2SO4+CO2+SO2+N2 2NaHS+22ONa2S2O3+H2O主要操作條件溶液組分溶液的主要組分是

19、堿度、NaVO栲膠。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。 PH值再。堿度過高，副反應(yīng)加劇。NaV 03含量NaVO的含量取決于脫硫液的操作硫容，即與富液中的 HS濃度符合化學(xué)計量關(guān)系。 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。栲膠濃度作為氧載體，栲膠濃度應(yīng)與溶液中釩含量存在著化學(xué)反應(yīng)的計量關(guān)系。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。目前還無法有化學(xué)反應(yīng)方程計算

20、所需的栲膠濃度，根據(jù)實踐經(jīng)驗，比較適 宜的栲膠與釩的比例為左右。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/NNqCO/ (g L-1)栲膠 / (g L-1)NaVO/ (g L-1)稀溶液34濃溶液68溫度操作溫度低，再生效果差；溫度過高，副反應(yīng)加劇，生成大量硫代硫酸鈉燈鹽類， 常溫范圍內(nèi)，HS CO脫除率及NaSO生成率與溫度關(guān)系不敏感。再生溫度在45C以下， NSO的生成率很低，超過45C時則急劇升高。通常吸收與再生在同一溫度下進(jìn)行，約 為3040C。C02的影響栲膠脫硫液具有相當(dāng)高的選擇性。在適宜的操作條件下，它能從含 99%的CO原料 氣中將2

21、00mg/m （標(biāo)）的HjS脫除至45mg/nn （標(biāo)）以下。但由于溶液吸收 CO后會使溶 液的PH值下降，使脫硫效率稍有降低。工藝流程來自煤氣鼓風(fēng)機(jī)后的煤氣首先進(jìn)入預(yù)冷塔，與塔頂噴灑的循環(huán)冷卻液逆向接觸，被 冷卻至25C30C；循環(huán)冷卻液從塔下部用泵抽出送至循環(huán)液冷卻器，用低溫水冷卻至 23C28C后進(jìn)入塔頂循環(huán)噴灑。來自冷凝工段的部分剩余氨水進(jìn)行補(bǔ)充更新循環(huán)液。 多余的循環(huán)液返回冷凝工段。預(yù)冷塔后煤氣并聯(lián)進(jìn)入脫硫塔 A、脫硫塔B,與塔頂噴淋下來的脫硫液逆流接觸， 以 吸收煤氣中的硫化氫(同時吸收煤氣中的氨，以補(bǔ)充脫硫液中的堿源)。脫硫后煤氣進(jìn)入 下道工序進(jìn)行脫氨脫苯。脫硫基本反應(yīng)如下：H2

22、S+NH4OWH4HS+H2O2NH4O+H2S (NH4)2S+2H2ONH4OH+HCNNH4CN+H2ONH4OH+CO2JH4HCO3NH4OH+NH4HCO(NH4)2CO3+ H2O吸收了 H2S HCN的脫硫液從脫硫塔A、B下部自流至反應(yīng)槽，然后用脫硫液循環(huán)泵 抽送進(jìn)入再生塔再生。來自空壓機(jī)站壓縮空氣與脫硫富液由再生塔下部并流進(jìn)入再生塔 A、B,對脫硫液進(jìn)行氧化再生，再生后的溶液從塔頂經(jīng)液位調(diào)節(jié)器自流回脫硫塔循環(huán)使 用。再生塔內(nèi)的基本反應(yīng)如下：NH4HS+1/2ONH4OH+S(NH4 2S+1/2O2+ H2S 2NH4OH+S(NH4 2SX+1/2O2+ H2S2NH4OH

23、+Sx除上述反應(yīng)外，還進(jìn)行以下副反應(yīng)：2NH4HS+2O2 ( NH4 2S2O3+ H2O2 (NH4 2S2O3+O2 ( NH4 2SO4+2S從再生塔A、B頂部浮選出的硫泡沫，自流入硫泡沫槽，在此經(jīng)攪拌，沉降分離，排 出清液返回反應(yīng)槽，硫泡沫經(jīng)泡沫泵加壓后送壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，形成硫膏成品。為了達(dá)到脫硫效果及硫泡沫易分離，必須在循環(huán)液中加入催化劑，在生產(chǎn)中由于各 種消耗，也需定期補(bǔ)充催化劑。將 HPF催化劑及新鮮水加入反應(yīng)槽上部催化劑槽人工攪 拌，使催化劑溶解，再均勻滴加到反應(yīng)槽 A、B中。一但出現(xiàn)事故或停產(chǎn)時，反應(yīng)槽內(nèi)脫硫液經(jīng)脫硫循環(huán)泵送入事故槽，或直接進(jìn)入脫 硫液放空槽，待檢修完畢或停

24、產(chǎn)開工再打回系統(tǒng)中，嚴(yán)禁將脫硫液直接排入下水道。擬設(shè)計栲膠法脫硫及再生反應(yīng)過程如下：(1) 吸收：在吸收塔內(nèi)原料氣與脫硫液逆流接觸硫化氫與溶液中堿作用被吸收；(2) 析硫：在反應(yīng)槽內(nèi)硫氫根被高價金屬離子氧化生成單質(zhì)硫；(3) 再生氧化：在噴射再生槽內(nèi)空氣將酚態(tài)物氧化為醌態(tài)；以上過程按順序連續(xù)進(jìn)行從而完成氣體脫硫凈化， 濕法脫硫和再生工藝流程如下(見 圖):111分離器；2脫硫塔；3水圭寸；4循環(huán)槽；5溶液泵；6液位調(diào)節(jié)器;7 再生槽；8硫泡沫槽；9 真空過濾機(jī)；10熔硫釜；11 空氣壓縮機(jī);圖1濕法栲膠脫硫工藝流程簡圖主要設(shè)備介紹填料塔填料塔用于要求高的H2S脫除效率。用作脫硫的填料塔每段填料

25、間設(shè)有人孔，以供 檢查用。填料塔結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，制造方便。這種塔體，噴淋裝置，填料再分布器， 柵板以及氣，液的進(jìn)出口等部件組成。而填料是填料塔的核心部作分，填料塔操作性能 的好壞與所選的填料有很大的關(guān)系，選擇填料應(yīng)當(dāng)遵循一下原則：單位體積填料的表面 積大，氣液相接觸的自由體積大；填料空隙率要大，氣相阻力??；重量輕，機(jī)械強(qiáng)度高； 耐介質(zhì)腐蝕，經(jīng)久耐用，價格低廉。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)。氣液流量的大小和允許的壓力降。本次設(shè)計，我選用的是聚丙烯階梯環(huán)( 50mrK 25 mm 10 所以填料選擇正確。查得：液體的噴淋密度I = 22m 3/m 2 h填料的潤濕率

26、LW323Lv=l/ a = 22/114= m /m h m /m所以填料選擇合適。式中 a 填料的比表面積， m2/m3 ；塔截面積A=x= m2式中 A 塔截面積， m2D 塔徑，m ;填料個數(shù) N =ad-3 = x() -3= 6160 個/m3 式中 N 單位體積內(nèi)填料的個數(shù)，個 /m3 ; d 填料尺寸， m ;a 常數(shù)，a =；持液量的計算：Ht = (L/d e) = (591/ = m 3 液體 /m3 填料式中Ht 總持液量，m液體/m3填料;L 液相流率，nVm2 h ;de 填料直徑 ,m ；噴射再生槽的計算 5槽體再生槽直徑D的計算D1 =Ga0.785A2 591

27、 2.40.785 120圓整：D1 = m式中D i 槽體直徑，mA 吹風(fēng)強(qiáng)度，m /(h m2) , A = 120 m3 /(h m2)G 空氣量，nVh , G =LtC = 2 x 591 x m3/hC i 噴射器抽吸系數(shù)，nVm2，設(shè)C=m再生槽擴(kuò)大部分直徑D2的計算D2 = + D i = + =6 m再生槽高度計算Hi = 匚 =2 x 591 x 8/ xx 60 = m20.785D1圓整：Hi = m式中H 1 再生槽有效高度，mt溶液在再生槽內(nèi)的停留時間，min，T取8min ；Hr = H 1 + H 2 + H 3 = + + = m式中Ht 再生槽高度，mH2噴

28、射器出口到槽底距離，mH取mHb擴(kuò)大部分高度，m Hb??；噴射器(1)噴嘴的計算噴嘴個數(shù)，n個n = Lt/L i式中L i 每個噴射器溶液量，nVh，取Li =40 m3/h ;則:n = L r/Li = 1182/40=個/ m2圓整：n = 30個/ m2噴嘴孔徑，d , mdi0.785 360CW；403600 25式中 Wi 噴射處溶液流速，m/s, W = 25 m/s 溶液入口管直徑，di , md i =3di = 3 x =噴嘴入口收縮段長度，L5, mmdL di0.072 0.024 ccc10 20m5_U U III2ta n-1142tan22式中a 1 噴嘴入

29、口收縮角，a 1 = 14噴嘴喉管長度Lb ，mL6 =3mm噴嘴總長度L7，mL7 =L 5 + L 6 =+ =(2)混合管的計算混合管直徑dm，mx . 0.785 8.5 0.0242 = mdm=. 0.785mdi2式中m 噴射器形狀系數(shù)，取m =混合管長度L3 ，mL3 = 25d m = 25 x =圓整：L3 = m(3)吸氣室的計算空氣入口管直徑da，mmf GA,l182 2.43.5 30d a =.：a= x .； 97.72mmWA n取 108mm 4.0mm管7WA 管內(nèi)空氣流速，m/s,取 W= m/s ;吸氣室直徑dM , mmdm =3.1da2 =. 3

30、.1 97.722 172.05mm取 219mm 6.0mm管吸氣室高度，Li，取Li=330mm吸氣室收縮長度L2L2dM dm =172.05 702叫2聞弓188.98mm式中 a 2 吸氣室收縮角，取a 2 = 30式中d e 尾管直徑，mm；W 尾管中流體速度，m/s,取 W = 1 m/s擴(kuò)張管長度的計算L4de dm2 tan2118.90 702tan407.5mm式中L 4擴(kuò)張管長度，mm；a 3 擴(kuò)張角，取a 3 = 7 輔助設(shè)備的選型液體分布裝置采用溢流槽式布液器，具體尺寸如下表：表溢流分布器尺寸塔徑(mm)噴淋槽分配槽液體負(fù)荷范圍夕卜徑（mm數(shù)量中心距（mr）數(shù)量中心

31、距（mm3(m/h )27002900D-258300295023 640槽寬140mm高度340mm液體再分布器采用梁型再分布器，具體尺寸如下:表梁型再分布器尺寸塔徑（mi）盤外徑（mr）螺栓圓直徑（mr）分塊數(shù)升氣管數(shù)液體負(fù)荷范圍（m/h）28002762263525819 720填料支承板采用梁型氣體噴射式支承板，具體尺寸如下：表梁型氣體噴射式支承板尺寸塔徑（mr）板外徑（mr）梁的條數(shù)承載能力（Pa）近似重量（N）200029627235203050支承板采用塑料材料，板厚 6mm最大液體負(fù)荷200m/m2 h,最大跨度1200mm填料壓板采用床層限制板，限制板外徑比塔徑小 30mm用

32、塑料制品封頭選用橢圓型封頭，具體尺寸如下:表橢圓型封頭尺寸橢圓型封頭內(nèi)徑（mm曲面高度（mm）直邊高度（mm）內(nèi)表面積（mi）容積（用）280070050裙座選4m則填料吸收塔總高度為：H H裙 +2H封 +H P 4000 2 700 5000 10400mm人孔，手孔人孔選用 600mm手孔選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸DN250mm加強(qiáng)圈加強(qiáng)圈選用4個，每3 m 一個6設(shè)備穩(wěn)定性及機(jī)械強(qiáng)度校核計算壁厚的計算9塔體壁厚dtC22Pc選用Q235 C查表得 七125MPFC 0.139MPC2雙面腐蝕取41.00.139 28004 1.56 4 5.56mmFTDi0.9lC鋼板作筒體。C鋼板作封頭,2 1

33、25 1 0.139考慮鋼板厚度負(fù)偏差及沖壓減薄量，圓整后取n 12mm厚的Q235封頭壁厚采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，雙面對接焊縫 100%探傷1.0設(shè)計壁厚d按下式計算Pc Di,dtQ20.5 巳0.139 2800,42 125 1 0.5 0.1391.56 45.56mm考慮鋼板厚度負(fù)偏差及沖壓減薄量，圓整后取n 12mm厚的Q235所以塔體壁厚和封頭壁厚均取n 12mm。校核罐體與封頭水壓試驗強(qiáng)度的計算由下式 式中 Pt1.25 p 1.25 0.1390.17375 MPac & q 0.8 4 4.8124.87.2mm徑向應(yīng)力s 235MP2e0.仃3752800 7.22 7.233.87MPa0.9 s 0.9 1 235 211.5MPT 0.9 s式中一焊接接頭系數(shù)，1所以水壓試驗滿足強(qiáng)度要求。機(jī)械強(qiáng)度的校核10質(zhì)量載何塔設(shè)備的質(zhì)