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1、1. 设计任务书 2设计题目 2设计内容 2主要设计参数 32. 脱硫工艺的选择与工艺流程简介 3脱硫工艺的选择 3工艺流程简介 43. 工艺流程中主要发生的化学反应 54. 脱硫塔设计 6物料衡算 6入塔的煤气质量 6出塔煤气的变化量 8m3的计算12m的计算124脱硫塔的液气比 12热量衡算 12入塔脱硫煤气带入的热量 12出脱硫塔的煤气带走的热量13脱硫过程中发生的熔解热和反应热 14总的热量衡算 15设备计算15选择填料 15塔径的计算16传质面积和填料高度 175. 脱硫塔工艺设计结果表18总表 18煤气入塔物质汇总表 19出塔物质汇总表 20其他数据 206. 设计小结 207.
2、参考文献 231. 设计任务书设计题目干煤气量为40000Nm3 /h的炼焦煤气的脱硫的工艺计算。入口煤气出口煤气温度/C3436压力（表压）/Pa1700015000煤气中H2S含量/g/Nm35.990.1入口煤气中杂质的含量：组分焦油苯H2SHCNNH3奈水汽含量/g/Nm3微量剩余氨水：12470Kg/h, t=75C, P=,氨的质量分数10%。NH3H S2CO2HCN挥发氨24Kg/h97% NH3LLL固定氨18Kg/h90% nh3设计内容1）脱硫工艺的选择与工艺流程介绍2）脱硫塔的物料衡算；3）脱硫塔的工艺尺寸计算；4) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。主要设计参数 P0
3、 96400KPa 脱硫塔空塔气速 脱硫效率：98 脱硫液硫容量： ( HS)/m32 脱硫塔传质系数K： 1520kg/ (m?h atm) 脱硫塔液气比：16L/m3 脱硫塔溶液喷淋密度：3/(h) H S 转化为盐的转化率：342 HCN吸收率：90% 干煤气组成：煤气成分H2CH4CON2CO2C Hm nO2摩尔质量/g/mol2162828443032V%286532. 脱硫工艺的选择与工艺流程简介脱硫工艺的选择HPF法脱硫属液相催化氧化法脱硫，HPF催化剂在脱硫和再生全过程中均由催化作用，是利用焦炉煤气中的氨做吸收剂，以HPF为催化剂的湿式氧化脱硫，煤气中的h2s等酸性组分由气相
4、进入液相与氨2反应，转化为硫氢化铵等酸性铵盐，再在空气中氧的氧化下转化为元 素硫。HPF法脱硫选择使用HPF （醌钻铁类）复合型催化剂，可使焦 炉煤气的脱硫效率达到 99%左右。HPF 法脱硫工艺特点： 以氨为碱源、HPF为催化剂的焦炉煤气脱硫脱氰新工艺，具有 较高的脱硫脱氰效率（脱硫率99%，脱氰效率80%），而且流程短，不 需外加碱，催化剂用量少，脱硫废液处理简单，操作费用低。一次性 投资省。 脱硫塔中可填充聚丙烯填料（或波纹钢板网填料），不易堵塞， 脱硫塔操作阻力较小。 脱硫塔、再生塔、反应槽、泡沫槽、废液槽、事故槽等易腐蚀 设备材质可用碳钢，内壁涂防腐涂料；输送脱硫液的泵类、管道、管
5、件及阀门为耐腐蚀不锈钢。 脱硫废液送往配煤，工艺简单，对周边环境无污染。 再生塔采用空气与脱硫液预混再生，节省压缩空气，从而使再 生过程排放的尾气量少，排放的尾气含氮量远远低于国家有关标准。工艺流程简介焦炉煤气经捕除焦油雾后，先进入中间煤气冷却器由约50C冷却 到36C。中间煤气冷却器由预冷段、洗气由约50C被冷却到不析出 萘的温度。即约38C。在塔中部的洗萘段，用含萘约5%的洗油喷洒， 使煤气中萘段，终冷段三段空喷塔组成。在塔下部的预冷段，煤的含 萘量降至约m3，这一含量可保证煤气在终冷段无奈析出。洗萘富油 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36C，然后进入脱硫塔。因
6、中间煤气冷却器循环喷洒的氨水中含有萘、焦油雾及渣子等， 所以需将其中一部分送至氨水澄清槽，再从氨水储槽送来补充氨水。脱硫塔为填料塔，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 H S、HCN、NH 即被吸收液吸收。出塔的焦 23 炉煤气送往硫酸铵工序。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生成前述的各种铵盐和硫磺。经过氧化再生的溶液具有吸收H S的能力，使之从再生塔顶部自2 流返回脱硫塔顶部循环使用。为了保持各种铵盐及硫磺在吸收液中不 大于一定的浓度，部分吸收液需自再生塔顶部自流至希罗哈克斯
7、装 置，将硫磺及含硫胺盐湿式氧化为硫酸铵。从再生塔顶部排出的空气送入第一洗净塔，用硫胺工序来的硫酸 铵母液洗涤以吸收废气中的氨，吸氨后的母液再送回硫酸铵工序。自 第一洗净塔出来的废气再进入第二洗净塔，以此用来过滤水喷洒除去 母液酸雾，放入大气中。洗涤水自塔底排出送往活性污泥装置进行处 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 T NH OH3 2 4NH OH + H S T NH HS + H O4 2 4 2NH OH + HCN T NH CN + H O4 4 2在再生塔内的主要反应NH HS + 1O T NH OH + S4 2 2 4NH CN
8、+ S T NH CNS442NH HS + 20 t(NH ) S O + HO4 2 4 2 2 3 2nh hs + 50 + NH oht(NH ) SO + h o4 2 2 4 4 2 4 24. 脱硫塔设计物料衡算入塔的煤气质量(1)干煤气量干煤气组成表煤气成分h2ch4CON2CO2C hm nO2摩尔质量/g/mol2162828443032V%28653其中因为煤气中烃类的分子量一般都比较小，所以把CH当成CH来 m n 2 6计算。干煤气的平均分子质量为：M 干煤气 2 x 0.547 +16 x 0.28 + 28 x 0.06 + 28 x 0.05 + 44 x 0
9、.03 + 30 x 0.025 + 32 x 0.008 二 10.98 g/mol入口干煤气量为 40000Nm3/h ，其质量流量为40000 x 103224x 10.98 x 10-3=19607.1kg / h2）煤气中杂质的质量5焦油：微量，忽略不计。Q 剁 40000MH3MX 28.45X10 3g、Mn3 1138g、0ml-H 383kg-m3ni 1138V hlh m、A29713m、A讳 P 300340000MH3、/zX5.99X 103疔、Nma H 239.6kg一hm 239 6H,s p , 1.52 Fsm 4OOOO2Vm3、AX1.57 Xo3、2
10、vm3162.8、A HCNQhC 弓 p H 2g - mo 一 H121g、LH1.21 疔 $3HCN 224L-molp 1.21 HCNmp H 一.52kg - m3HMTmV I ，咲花決了 p7丕山9500.8odolom3-h 1198.5m、AIt莊in00吟 in g&30质量kg/h0弟 旨(3)入塔煤气的总质量m22357.142348.19= 0.528 kg/m 3苯1138H2SHCNNH萘16水蒸气1m = m + m + m + m + m + m + m1 干煤气 苯H 2SHCNNH3萘 水汽=19607.1 +1138 + 239.6 + 62.8 +
11、 334.8 +16 + 958.8= 22357.1kg/h体积 V = V + V + V + V + V + V + V1 干煤气 苯 H 2S HCN NH3 萘 水汽=40000 + 297.13 +157.63 + 51.90 + 440.53 + 2.80 +1198.5= 42148.49Nm3/h在34C，压力P = (96.4 +17)KPa = 113.4KPa得实际煤气体积:”PT “101.325x307.15“”V= V =x 42148.49 = 42348.19m3/h煤气实际进入 PT 1113.4x273.1520m密度p =11 V 煤气实际进入出塔煤气的
12、变化量（1）干煤气量保持不变， m=19607.1kg/hV= 40000Nm3/h干煤气干煤气（2）煤气中杂质的质量 焦油：微量，忽略不计。 苯：保持不变m = 1138kg/h，V = 297.13Nm3/h苯苯 HS： m 40000Nm3 /hx0.1x103kg/Nm3 4kg/h2H 2S 脱硫效率：m二 239.6kg / h 40000Nm3 / h x 0.1 x 10-3kg / Nm3 二 235.6kg / hH2SmH S i 2mH2SVH2Sm=H-SMH2Sx 22.4 Nm3 / h 155.22Nm3 / h34a.HCN：mHCNVHCNHCN的吸收率为90%，所以=mx 90% = 62.8 x 90% = 56.52kg / hHCNm= HCNMHCN二一x 22.4Nm3 / h 二 46.89Nm3 / h27S产率及耗氨量S产率反应方程式：NH + H S二NH HS3242 NH
