毕业设计王丽娟

毕业设计王丽娟内容摘要：

比表面（ a） m2/ m3 空隙率（ ε ） m2/ m3 个数（ n） 1/ m3 堆积密度（ ρ ） Kg/m3 干填料因子 （ a． ε 3） ／m1 填料因子（ θ ） 1/ m3 塑 25 228 81500 245 河南城建学院毕业设计 9 料 38191 27200 5025 10740 120① 金 属 25 220 97160 439 3819 31890 50281 11600 400 （ 2） 氧化槽 世界上使用最多的是有空气分布板的垂直槽，圆形多孔板安装于氧化槽的底部，孔径一般为 2mm，空气压力必须克服氧化槽内溶液的压头与分布板的阻力，空气在氧化器的截面均匀的鼓泡，液体与空气并流向上流动，硫泡沫在槽顶部的溢流堰分离，分离硫后的清液在氧化槽顶部下面一点引出。 这种形式的氧化槽需要鼓风机将空气压入。 中国很多工厂使用一种自吸空气喷射型的氧化槽，不需要空气鼓风机。 液体加压从喷嘴进入，空气从文丘里的喉管吸 入。 氧化槽是一大直径的圆槽，槽内放置多支喷射器。 氧化槽目前使用最佳的是双套筒二级扩大式，脱硫液通过喷射再生管道反应，氧化再生后，经过尾管流进浮选筒，在浮选筒进一步氧化再生，并起到硫的浮选作用。 由于再生槽采用双套筒，内筒的吹风强度较大，不仅有利于氧化再生，而且有利于浮选。 内筒上下各有一块筛板，板上有正方形排列的筛孔，直径 15mm，孔间距 20mm，开孔率 44%。 内筒吹风强度大，气液混合物的重度小，而内外筒的环形区基本上无空气泡，因此液体重度大。 在内筒和环形空间由于重度不同形成循环。 氧化槽的设计有如下 三个基本参数： ① 要求的空气流量； ② 氧化器的直径； ③ 有效的液体容积。 空气流量正比于硫的产量、反比于液体在氧化器内的有效高度，比值可按氧化器内每米有效液面高度氧利用率为 %～ %来计算。 氧化器直径正比于空气流量与空气比重的平方，为了得到良好的硫浮选，空气流速一般选 25～30m3/(min m2)截面。 液体在氧化器的停留时间正比于液体流量，要求的停留时间与氧化器数量有关，当用一个氧化器时，停留时间约 45min，用两个氧化器停留时间不超过 30min，多级氧化器有较高的气液传质效率，第一个氧化器出来的河南城建学院毕业设计 10 液体供给第二个氧化器，硫泡沫从第二个氧化器顶部分离，第一个氧化器的空气流量大，增大湍流使传质加快。 第二个氧化器空气流量较小，使硫浮选。 （ 3） 硫泡沫槽 硫泡沫槽是一锥形底的钢制圆筒，槽顶设有 15～ 25 转 /min 的搅拌机一个，以保持槽内硫泡沫经常呈悬浮状态。 此槽容积可按存放 3～ 6h 的硫泡沫存量计算。 （ 4） 再生塔 再生塔有立式和卧式两种。 立式再生塔为以钢板焊制成的圆柱形的塔设备，其中不放置填料。 再生塔的有效容积，系根据溶液循环量及 在塔内的停留时间来选定。 一般设计取 30min 左右，其截面积可按吹风强度 60~80m3/()算出。 再生所需的压缩空气经底部的空气分配管进入塔内，并使其在溶液中均匀分配。 由于立式再生塔高大、操作不便，所以选择卧式再生槽进行脱硫。 卧式再生槽是一大直径的圆槽设备，槽内设置多支喷射器。 它包括再生器和喷射器两部分。 目前使用最好的是以双套筒自吸喷射式再生槽。 脱硫富液通过喷射再生管道反应氧化再生后，经其尾管流进浮选筒，在其中进一步氧化再生，并起到硫磺的浮选作用。 由于再生槽适应二套筒，内筒的吹风强度比较大，对氧化 再生和硫的浮选均有利。 内筒上下各有一块筛板，板上正方排列的筛孔，空直径 15mm，孔间距 20mm，开孔率为 44%。 内筒吹风强度大，气液混合物的重度小，而内外筒之间的环形区内基本上无空气泡，因此液体重度大，在内筒和环形空间由于液体的重度不同，而形成了循环的流动。 （ 5） 过滤设备 工业上常用连续作业的鼓形真空过滤机，所需过滤面积可按每 1m2过滤面积于 1h 内能滤过干燥硫磺 60～ 80kg 计算。 通常采用的真空过滤机，当过滤面积为10m2时，其直径为 ，长为。 传统的硫回收装置，是将硫泡沫经真空过滤机过滤成硫膏， 硫膏再送入熔硫釜中熔融。 中国最近使用戈尔膜过滤器来过滤硫泡沫。 该过滤元件是由多振过滤薄膜袋组成，多孔膜的材料是聚四氟乙烯薄膜，可根据工作负荷的大小调整过滤薄膜袋的数量和膜的孔径，以达到良好的过滤效果，单台过滤器的膜面积为 ～ 50m2。 河南城建学院毕业设计 11 戈尔薄膜滤料由于表面有一层致密而多孔的薄膜，不需要传统滤料的初始滤饼层，一开始过滤就是有效过滤，当经过一段时间后滤饼层积累到一定厚度，同样也影响过滤流量，这时可以给滤料一个以秒计的反向推动力，将滤料表面全部的滤饼迅速而轻松地从滤料表面推卸下来，称为反清 洗。 由于聚四氟乙烯自身的化学特性，它与任何物质均不粘连，因而所有的滤饼均可被清洗下来，滤料又恢复新滤料的过滤能力，这样过滤，反清洗，再过滤，再反清洗，一次又一次循环。 这一工艺可在同样的时间内达到传统过滤器 5～ 20 倍的过滤流量，而用传统的过滤材料是无法实现这种频繁的反清洗工艺的。 戈尔过滤器是由罐体、管路、花板、滤芯、气动挠性阀、自动控制系统等组成。 戈尔膜过滤器一般安装在硫泡沫槽后。 泡沫液经 1阀进入过滤器，空气经 3阀排放后关闭 3阀，溶液经上腔进入贮槽。 过滤一段时间后滤饼达到定值时，控制系统进入反冲状态 ， 4阀自动切换，反冲清膜，滤饼脱离袋沉降到锥底部，系统重新进入过滤状态。 滤饼达到一定量时，开 6阀排硫膏，去熔硫釜熔成硫磺或脱水生成硫膏出售。 使用戈尔膜过滤器，可将硫泡沫高度净化，如进过滤器前悬浮硫含量为 8g/L，出膜过滤器清液悬浮硫含量 8mg/L，取出的硫是硫膏，水分含量低，缩短了熔硫釜的熔硫时间，并节省蒸汽。 （ 6） 熔硫釜 熔硫釜是一个装有直接蒸汽和间接蒸汽加热的设备，其操作压力通常为。 其容积按能充满 70%～ 75%计算，而放入的硫泡沫含有 40%～ 50%的水分。 对于直径 ，有效 高度 的熔硫釜，每次熔化所需的时间约为 3～ 4h。 湿式氧化法脱硫过程的主要设备都用碳钢制作，为了防腐蚀，在吸收塔和再生器的内表面可用适当的涂料涂刷。 国内常用大漆、环氧树脂作涂料。 国外介绍有用玻璃纤维加强的聚酯涂料，对液体能侵蚀到的部位涂刷 ~ 的厚度。 溶液循环槽、硫泡沫槽及化学药品混合罐等设备，则可用玻璃纤维制作。 溶液泵的主要部分需用不锈钢制作，卧式再生槽的喷射器也要用不锈钢。 泵的密封用机械密封，以减少溶液的漏损。 河南城建学院毕业设计 12 工艺特征及工厂操作数据 （ 1） 工艺特征 第一，改良 ADA 法是一种工艺技术成 熟，过程规范化程度高，技术经济指标比较先进的脱硫方法。 第二，吸收溶液性能稳定，对温度、压力及处理气体中 H2S 的含量等操作条件适应范围广。 在 H2S和 CO2共存时，能选择性脱出 H2S，且能达到很高的净化度。 第三，该法硫磺回收率搞，回收的硫磺产品纯净。 第四，溶液无毒害作用，对设备腐蚀作用较小。 第五，国内改良 ADA 发脱硫遇到的问题，主要是析出的硫磺容易堵塞脱硫塔填料，已提出一些解决措施。 （ 2） 工厂操作数据 改良 ADA 法用于合成氨厂重油裂解气、半水煤气、加压变换气及天然气等工艺气体脱硫的工厂实际操作数据和消耗指标 ，列举于表 5 和表 6。 表 5 改良 ADA 法工厂操作数据 气源 项目 重油裂解气 半水煤气 变换气 天然气 焦炉气 操作压力 /(Pa*105) 操作温度 /C0 40~50 45 45 46 35 入 塔 气 量 /（ m3(标 ).h1） 45000 27000 41000 28750 12200 溶液循环量 /（ ） 150 320 280 350 390 液气比 / 32 进口 H2S/ (标 ) 200 2020 150 3000 7000 出口 H2S/ (标 ) 15 25 10 20 脱硫效率 /% 99 脱硫直径 /mm 2600 4000 2020 2852 2600 高度 /mm 31500 34550 26670 24700 31450 河南城建学院毕业设计 13 塔 塔型 上部填料 下部空塔 上部木格 下部空塔 木格填料 塔底喷射器 中部空塔 上部填料 湍流塔 填料塔 表 6 改良 ADA 法消耗指标 项目 指标 项目 指标 Na2CO3{(H2S)} KNaC4H4O6{(H2S)} NaVO3{(H2S)} 电 {(H2S)} ADA{(H2S)} 蒸汽 {(H2S)} 因焦炉煤气 HCN 含量较高，在采用改良 ADA法脱出焦炉煤气中的 H2S时，会造成吸收液中 NaCNS 浓度增长比较快，这种场合下，必须从系统中抽出一部分溶液进行处理，以降低其中的 NaCNS 含量，并从中提取 NaCNS 副产品。 河南城建学院毕业设计 14 二、主要设备的设计计算 、 原始数据 （ 1） 焦炉煤气组分； 组分 CO CO2 H2 N2 O2 CH4 CnHm 体积 /% 6 2 55 24 （ 2） 脱硫液组分； 组分 Na2CO3 NaHCO3 ADA NaVO3 KNaC4H4O6 g/L 2. （ 3） 焦炉煤气中的 H2S； C1=10g/m3 （ 4） 净化气中的 H2S； C2= g/m3 （ 5） 入吸收塔焦炉煤气量； G0=15000m3/h （ 6） 入吸收塔焦炉煤气温度； T1=40C0 （ 7） 出吸收塔煤气温度； T2=30C0 （ 8） 入吸收塔焦炉煤气 压力； P0=（表） （ 9） 出吸收塔焦炉煤气压力 ； Pi=（表） （ 10） 氨产量； t/h 河南城建学院毕业设计 15 、物料衡算 （ 1） H2S的脱出量， G1， kg/h；   1 0 0 02101 CCGG  =15000（ 10－ ） /1000 = kg/h=（ 2）溶液循环量， LT， m3/h； SGLT 1 式中 S — 溶液硫容量， kg/m3， S取 ～ kg/m3 这里取 S = Kg（ H2S） /m3 则 LT=（ 3） 生成 Na2S2O3消耗的 H2S， G2, kg/h； 取 Na2S2O3的生成率为 H2S脱出量的 8%， 则 G2= G1 8% = 8% =（ 4） Na2S2O3的生成量， G3, kg/h； SHosNa MMGG 232223  式中322 osNaM Na2S2O3的相对分子质量， SHM2 H2S的相对分子质量。 G3= 342 =（ 5） 生成 Na2S2O3消耗的纯碱量， G4, kg/h； 3223234 OSNaCONa MMGG  式中32CONaM Na2CO3的相对分子质量， 322 osNaM Na2S2O3的相对分子质量。 G4=  河南城建学院毕业设计 16 =（ 6） 理论回收量， G5, kg/h；   SHS MMGGG 2215  式中 SM 硫的 相对分子质量 ， SHM2H2S 的相对分子质量。 G5=34 32)(  =（ 7） 理论回收率，  ； %10015  GG = %100 =% （ 8） 入熔硫釜硫膏量， G6, kg/h； 156 SGG  式中 1S 硫膏含硫量，此处取 1S 为 20%。 G6= =（ 9） 硫泡沫生成量， G7, kg/h； 257 SGG  式中 2S 硫泡沫中硫的含量，取 2S 为 30Kg/m3， G7= =、热量 衡算 1，冷却塔热负荷， 1Q ， KJ/t NH3； 河南城建学院毕业设计 17  1 0 1 2 1 1 2 2PQ G C t t W i W i    式中 0G — 入冷却塔焦炉煤气量， Kmol/(tNH3)； PC — 焦炉煤气平均等压比热容， KJ/( )； 12,tt— 入，出冷却塔焦炉煤气温度； W1， W2— 入，出冷却塔焦炉煤气含水量，。