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1、冃录1设计任务书22工艺流程简介43工艺流程中主要发生的化学反应54脱硫塔的设计54.1物料衡算54.1.1入塔的煤气质量54.1.2出塔煤气的变化量74.1.3 m3的计算94.4 m4的计算104.2热量衡算104.2.1入塔脱硫煤气带入的热量104.2.2出脱硫塔的煤气带走的热量114.2.3脱硫过程中发生的溶解热和反应热134.2.4总的热量衡算134.3设备计算14431选择填料144.3.2塔径计算144.3.3传质面积和填料高度155脱硫塔工艺设计结果表175.1 总表1752煤气入塔物质汇总表175.3 出塔物质汇总表185.4 其他数据18致谢信19参考文献：201设计任务书
2、1.1设计题目干煤气量为28325Xm7h的炼焦煤气的脱硫的工艺流程设计。入口煤气出口煤气温度/c3436压力（表压）/Pa1700015000煤气中ILS含量/g/W5. 99W0. 02入口煤气中杂质的含量：组分焦油苯H2SHCNnh3蔡水汽含量/g/Nm微量28. 455. 991.578. 370.423. 97剩余氨水：12470Kg/h, t=75C,卩二0. 45MPa,氨的质量分数10%。h2sC02HCN挥发氨24Kg/h97% 变 NH30. 18g/L1. 3g/L0. 04g/L固定氨18Kg/h90% 变 NH31.2设计内容（1）脱硫工艺的选择与工艺流程介绍；（2）
3、脱硫塔的物料衡算；（3）脱硫塔的工艺尺寸计算；（4）绘制脱硫塔装配图和工艺流程图；（5）对设计过程的评述和有关问题的讨论。1. 3主要设计参数 太原地区大气压Po=964OOkPa 脱硫塔空塔气速：0.50. 7m/s 脱硫效率：99% 脱硫液硫容量：0.180. 22（H2S）/m3 脱硫塔传质系数K： 1520kg/ （m2 h atm） 脱硫塔液气比：16L/m 脱硫塔溶液喷淋密度：27. 5m3/ (m2 - h) ILS转化为盐的转化率：34% HCN吸收率:90%干煤气组成：煤气成分h2ch4COC02CnHnO2摩尔质量/g/mol2162S283()32V%56.7266532
4、.50.82工艺流程简介吸收塔结构焦炉煤气经捕除焦油雾后，先进入小间煤气冷却器 由约500C冷却到360C。中间煤气冷却器由预冷段、洗 气由约500C被直接冷却到不析出蔡的温度，即约380C. 在塔中部的洗蔡段，用含蔡约5%的洗油喷洒，使煤气中 蔡段，终冷段三段空喷塔组成。在塔下部的预冷段，煤 的含荼量降至约0. 36g/m3,这一含量可保证煤气在终冷 段无蔡析出。洗蔡富油的一部分送往粗苯工序处理。煤 气最后在塔上部的终冷段被冷却至360C,然后进入脱硫 塔。因中间煤气冷却器循环喷洒的氨水中含有蔡、焦油雾 及渣子等，所以需将其中一部分送至氨水澄清槽，再从 氨水储槽送來补充氨水。脱硫塔为填料塔，
5、焦炉煤气从塔的下部进入，与从塔顶 喷洒的吸收液对流接触,煤气中的H2S、HCN、NH3即被 吸收液吸收。出塔的焦炉煤气送往硫酸鞍工序。从塔底 排出的吸收液用循环泵送入再生塔底部。再生塔为鼓泡 塔、吸收液与空气并流流动，液中的硫氢根离子在催化 剂作用下氧化而牛成前述的各种鞍盐和硫黃。经过氧化再生的溶液具有吸收H2S的能力，使之从再牛塔顶部自流返回脱硫塔顶部循环使用。为了保持各种钱盐及硫黄在吸收液中不大于一定的浓度，部分吸收液需再生塔顶部流至希罗哈克斯装置，将硫黄及含硫鞍盐湿式氧化为硫酸鞍。从再生塔顶部排出的空气送入第一洗净塔，用硫鞍工序來的硫酸钱母液洗涤以吸收废气中的氨，吸氨后的母液再送回硫酸鞍
6、工序。自第一洗净塔出来的废气再进入第 二洗净塔，以此用过滤水喷洒除去母液酸雾后，放入大气中。洗涤水自塔底排出送往 活性污泥製置进行处理。3工艺流程中主要发生的化学反应在脱硫塔内的主要反应NH.+H.O NH4OHNHQH + H2S t NH4HS + H20NH4OH + HCN - NH&CN + H20在再生塔内的主要反应NH.HS + -O. NH4OH + SNHCN + SfNH&NS2NH JiS + 2O2 t (NH4)2S20. + H20NH4HS + -0.+ NH4OH CNH4SO4 + H204脱硫塔的设计4.1物料衡算4.1.1入塔的煤气质量(1) 干煤气量T煤
7、气组成表煤气成分也ch4COC02CHo_-摩尔质量/g/mol2162828343032V%56.7266532.50.8其中因为煤气中坯类的分子量般都比较小，所以把CmHn当成C2H6來算干煤气的平均分子质量为:M干煤气二=2 x 0.567 + 16x 0.26 + 28x 0.06 + 28 x 0.05 + 34x 0.03 + 30x 0.025 + 32 x 0.00810.4g / mol(2) 煤气中杂质的质量 焦油：微量，忽略不计。 苯： 叫=28325 Nm 3 / /? x 28.45 x 10 _3 kg / Nm3 = 805.846/?查表得。苯=3.49檢/?血
8、苯H2S： mHS = 28325 Nm3 / h x 5.99 x 10 _3/ TVm3 = 169.667/?查表得。咛IICX：/?ZIICNQhcn1.52kg/m3 V,H?S28325 Nm3/Axl.57 xlO3/3 = 44 Al kg/h鈿厂“2剧/,1.2忌/屛-Nm3/? = 36.894 Nm3/?Pu2s 121mw2sXH3：mNH； = 28325 Nm3/? x8.37 x 10_3Z:g/TVm3 = 237.08/?Pg17g/mol22.4L/mol0.76 g/L = 0.76kg /m3加晋宀“2.388N宀nh3蔡:叫=28325 Nm 彳 /
9、方 x 0.4 x 10.叹g / Nw 彳=11.33畑 / h水汽 水汽：加水汽=28325 Nm3 / /? x 23.97 x 1033 = 678.95kg / h%厂瓷需曲心44.9EM列农如下:组分g/Nm3Nm3/hKg/h焦汕微竝00苯2&45231.422805.864h2s7.99111.78169.667HCN1.5736.89444.47nh38.37312.388237.08蔡0.41.93511.33水蒸气23.97844.916678.95(3)入塔煤气的总质量gm =加干煤气+血苯+ ,nH2S +加HCN + ,nNH3 +尬蔡+加水汽= 15098.236
10、/?体积 = 煤气+ V苯+ V归+ VI1CN + vNHj + J + V水汽= 29864.335 N/n3/?在34C,压力Pl(96. 4+17)kPa二113. 4kPd得实际煤气体积:V煤气实际进入嘈铲产將X黠X 29864.33512心mv 煤气实际进入15098.23631125.132= 0.485/Vm34.1.2出塔煤气的变化量(1) 干煤气量保持不变，m干煤气=13150. 893kg/hV干煤气二28325Nn?/h(2) 煤气中杂质的质量 焦油：微量，忽略不计。 苯：保持不变叭=805 .846 kg /h ,=231 A22Nm3 /h ILS心=169.667
11、 焙/力 一 28325 Nm3/? x 0.02 x 10-3 / Nm3 =169.101/? 脱硫效率：切，s 169.10177 = 99.67% 99%169.667乞 s =巴塑-=l6(-1()1 x 22.4N加彳 /力=111.4082/ /h234 HCN： HCN的吸收率为90%,所以m Ln = m hcn x 90 % = 40.023 kg I hm o 40023qqV； s = x 22.4N m3 lh = 33.204 Nm3 /h2 %s 27 S产率及耗氨量a. S产率反应方程式：NH3 + H?S = NHS 2NH4HS + 2O2 =(NH4)2S
12、2O3 +H2O设H2S消耗量为吸收量的3. 5%叫、s = 陰,、X3.5% = 169.101x3.5%畑/h = 5.99kg/hJNH? + HCN = NH4CNNH4CN+S = NH4CNSNHQ完全参加反应x J厂響x 34S / 7 50 399如力1V1 HCN3实际生成sfnmm =空 xM5M%sS169.1015.919 50.39934x 32 = 106.149檢106.149 (CC小 一 *=-x 100% = 66.7%M h?s32I69J01X 34b. 耗氨量：每成产1吨S耗氨0. 5I%, = x 1 /2 = 106/149 x 1 /2 = 53
13、.015kg !hm(VH53 0757=X 22.4 =二X 22.4 = 69.934N” !h M阿17c. 补氨量：m；化=24 x 0.97 + 18x0.9 = 39.48kg/?m39 487VH = x 22.4 = x 22.4 = 52.02l?/n3 /h3Mn比17 蔡：保持不变= 5.0Skg/h ,=2.64Nm3/? 水汽：出塔时煤气中的水达到饱和，查表得30C时水的饱和蒸汽p = 4.2474 kPa40C吋水的饱和蒸汽压p2 = 7.2766。36 C 吋p 水=4.2474 +6/10x(7.2766 4.2474) = 6.12492 kPa出塔后除水蒸汽外气体总体积VV=V.-仏S - % -+ % - 5=29864 .335 - 111 .408 - 33 .204 - 69.934 + 52.021 一 8440916 =28856 ,894Mn3/?=28856.894x6.12492= 1746.381Nm3/?1746.381 - 844.916224x 18 = 724.392 焙/?(96.400 + 15) 6.12492(3) 出塔煤气的总质量业m2 =+ mH2O _ ,W
