脱硫塔设计2

目录

1.设计任务书 (2)

设计题目 (2)

设计内容 (2)

主要设计参数 (3)

2.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 (4)

3. 工艺流程中主要发生的化学反应 (5)

4. 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 (8)

m3的计算 (12)

m4的计算 (12)

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 (17)

5.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 (20)

6.设计小结 (20)

7.参考文献 (23)

1. 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。

入口煤气中杂质的含量：

剩余氨水：12470Kg/h，t=75℃，P=，氨的质量分数10%。

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

①KPa

P

96400

②脱硫塔空塔气速

③脱硫效率：98％

）/m³

④脱硫液硫容量：~（S

H

2

⑤脱硫塔传质系数K：15~20kg/（㎡·h·atm）

⑥脱硫塔液气比：＞16L/m³

⑦脱硫塔溶液喷淋密度：＞³/（㎡·h）

⑧S

转化为盐的转化率：3~4％

H

2

⑨ HCN吸收率：90％

⑩干煤气组成：

2.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等酸性组分由气相进入液相与氨反应，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（醌钴铁类）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：

①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。

②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。

③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、管件及阀门为耐腐蚀不锈钢。

④脱硫废液送往配煤，工艺简单，对周边环境无污染。

⑤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50℃冷却到36℃。中间煤气冷却器由预冷段、洗气由约50℃被冷却到不析出萘的温度。即约38℃。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

36℃，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32NH HCN S H 、、即被吸收液吸收。出塔的焦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S H 2的能力，使之从再生塔顶部自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 OH NH O H NH 423→+ O H HS NH S H OH NH 2424+→+ O H CN NH HCN OH NH 244+→+

在再生塔内的主要反应 S +→+OH NH O 2

1

HS NH 424 CNS NH S CN NH 44→+

O

H SO NH OH NH O 2

5

HS NH O

H O S NH O 2HS NH 224244242322424+→+++→+）（）（ 4. 脱硫塔设计 物料衡算

入塔的煤气质量

（1）干煤气量

其中因为煤气中烃类的分子量一般都比较小，所以把C m H n 当成C 2H 6来计算。

干煤气的平均分子质量为：

mol

g M /98.10008.032025.03003.044050.2806.02828.016547.02=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=干煤气入口干煤气量为h Nm /400003，其质量流量为

h kg /1.196071098.104

.22104000033

=⨯⨯⨯-

（2）煤气中杂质的质量 ○1焦油：微量，忽略不计。