毕业论文 - 150万吨焦化厂焦炉煤气脱硫工段设计 - 本科毕业设计论文 - 图文

中 国 矿 业 大 学

本科生毕业设计

姓 名：学 院：专 业：设计题目：指导教师：

学 号：

化工学院 化学工程与工业 150万吨/a焦化厂焦炉煤气脱硫工段设计 职 称： 讲师

2012年 6 月 徐州

中国矿业大学毕业设计任务书

学院 化工学院 专业年级 学生姓名

任务下达日期：2012年4月12日

毕业设计日期：2012年4月12日至2012年6月13日

毕业设计题目：150万吨/a焦化厂煤气脱硫工段生产工艺设计

毕业设计主要内容和要求：

1、按照给定焦化厂设计规模计算煤气处理量并根据焦化设计规范的要求，对焦化厂煤气脱硫工段进行工艺论证；

2、确定脱硫工艺流程，进行物料平衡、热量衡算，计算和设计煤气脱硫塔和再生塔，根据计算进行主要设备的选型，绘制一张非标设备图；

3、进行脱硫工段的设备和工艺管道布置，绘制煤气脱硫工段的工艺流程图、总平面布置图、和设备与工艺管道平面图和立面图；

4、根据煤气脱硫工段的生产要求，对脱硫工段设计的非工艺技术部分提出要求，根据岗位设置与岗位操作编制岗位人员编制；

5、进行脱硫工段的投资估算和煤气脱硫生产成本的技术经济分析； 6、编制设计说明书。

院长签字： 指导教师签字：

中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书

指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内

容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：

成 绩： 指导教师签字： 年 月

日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书

评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解

决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：

成 绩： 评阅教师签字： 年 月

日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩 答 辩 情 况 回 答 问 题 提 出 问 题 正 确 基本 正确 有一般性错误 有原则性错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日

Na2CO3 + H2S →Na HS + NaHCO3

② 偏钒酸钠与硫氢化钠反应，生成焦钒酸钠并析出元素硫：

4NaVO3+ 2 Na HS + H2O →Na2V4O9 + 2S↓+ 4NaOH

③ 焦钒酸钠在碱性脱硫液中为A.D.A.（氧化态）氧化再生成为偏钒酸钠：

Na2V4O9 + 2A.D.A.(氧化态) + 2 NaOH + H2O →

4 NaVO3 + 2A.D.A.(还原态)

④ 还原态的A.D.A.于再生塔内，用通入空气的方法使之氧化再生成氧化态：

2A.D.A.（还原态）+ 2O2 → 2A.D.A.（氧化态）+ 2NaOH ⑤ 碱液再生：

NaHCO3 + NaOH→Na2CO3 + H2O

这样，从理论上看，在整个脱硫反应过程中，偏钒酸钠、A.D.A.和碳酸钠都可获得再生，供脱硫过程中循环使用。

一般由于焦炉煤气中含有一定量的二氧化碳和少量的氰化氢及氧，所以在脱硫过程中还发生下列副反应：

⑥ 煤气中二氧化碳与碱液反应：

Na2CO3 + CO2 + H2O→2NaHCO3 ⑦ 煤气中的氰化氢和氧参与反应：

Na2CO3 + 2HCN→2NaCN + H2O + CO2↑ NaCN + S→NaCNS

2NaHS + 2O2→Na2S2O3 + H2O ⑧ 部分Na2S2O3被氧化为Na2SO4 ： 2Na2S2O3 + O2→2Na2SO4 + 2S↓

在反应过程中还产生钒-氧-硫的黑色络合物沉淀。为了防止沉淀生成，在溶液要添加少量的酒石酸钾钠，酒石酸钾钠能与多数金属离子结合成络离子，形成可溶性的络合物，从而防止金属离子从碱性溶液中沉淀出来，以减少钒的消耗。

改良A.D.A.法脱除硫化氢系统的主要设备为脱硫塔和再生塔。脱硫塔可采用填料塔（木格填料或聚丙烯特拉雷特填料）或空喷塔。再生塔为钢板焊制，从中段至塔底装有3块筛板，使硫泡沫和空气均匀分布。其顶部设有扩大部分，塔壁与扩大圈间形成环隙。这种再生它具有效率高、操作稳定的优点，但设备高大且空气鼓风的动力消耗大是其缺点。近年来已开始改用喷射再生槽及立式氧化槽。

目前，改良A.D.A.脱硫工艺又有所改进，如英国霍姆公司推荐的改进A.D.A.法，其流程包括四个工序：

a.脱除硫化氢，用硫化钠和硫组成的溶液洗涤煤气，使HCN转为NaCNS，然后经此溶液送往下一工序处理，脱HCN效率可达95%。

b.用改良A.D.A.溶液洗涤煤气，脱硫效率可达99.9%。 c.将硫泡沫制成纯度高达99.8%的硫磺。

d.将固定盐类回收加工，生成含有H2S的气体和钠盐，前者用于制取硫酸，后者钠 盐重新利用。

(三) 栲胶法

所谓栲胶是从植物中含有丹宁丰富的皮、果、叶及它们的干等原料中提取的浆状或粉

状物。丹宁结构复杂，含有大量的羟基(可作氧化剂)和镄基(可作络台剂)，且资源丰富，价格便宜。栲胶法已被一些工厂采用。其脱硫原理如下：栲胶溶液在碱性条件下通入空气使丹宁降解，然后按下式进行脱硫和再生。

① 脱硫：用碱液吸收硫化氢

Na2CO3+H2S→ NaHCO3+ NaHS

硫化氢在液相中与偏钒酸钠反应，生成焦钒酸钠，并析出硫。

2NaHS+ 4NaVO3+H2O→Na2V4O9 + 4NaOH + 2S↓

也有人认为按下式进行；

NaHS+ 2NaVO3+ NaHCO3→Na2V2O5 + Na2CO3+ H2O + S↓

② 再生

氧化态醌式栲胶将焦钒酸钠氧化为偏钒酸钠，而氧化态的醒式栲胶变成还原态的酚式栲胶：

Na2V4O9 + 2R(OH)O2+ 2NaOH +O2→4NaVO3+2R(OH)3

而还原态酚式栲胶被空气氧化再生成醌式：

2R(OH)3+ O2→2R(OH)O2+2H2O

其中R代表芳基

大量的试验和生产实践表明，栲胶法具有脱硫效率高，活性比ADA大，塔压稳定，不堵塔的优点，但硫容较低。

(四) APS法

APS法亦称苦味酸法，该法以煤气中的氨为碱源，苦味酸作催化剂，具有脱硫效率高，操作简便，不污染大气，脱硫液无毒性，易再生等特点。 其脱硫机理如下：

① 硫化氢的吸收：

NH3+H2S→NH4HS

② 硫氢化物的氧化：

NH4HS +RNO +H2O→NH4OH + S + RNHOH

③ 苦味酸再生：

1RNHOH+02→RNO+H2O

2其中RNO代表苦味酸

试验结果表明，APS法脱硫，能较彻底地消除硫对大气和水源的污染，减轻对回收设备的腐蚀。但废液处理工艺复杂，腐蚀性强。

(五) 塔卡哈克斯法

塔卡哈克斯法系由日本东京煤气公司所发明，脱硫效率可达99%。因所使用的吸收剂不同分为氨型塔卡哈克斯法和钠型塔卡哈克斯法。氨型塔卡哈克斯法所使用的吸收剂为煤气本身所含的NH3，·钠型塔卡哈克斯法用的吸收剂是Na2CO3和NH4OH,两种方法分别使用1.4-萘醌-2-磺酸铵和1.4-萘醌-2-磺酸钠为触媒。下面主要讨论氨型塔卡哈克斯法脱硫。该法由湿法脱硫（氨型塔卡哈克斯法）及脱硫废液处理（希罗哈克斯HIROHAX湿式氧化法）两部分组成，经处理后的脱硫液送往硫铵母液系统制取硫铵。

(1)氨型塔卡哈克斯法脱硫

脱硫原理：该法以煤气中铵作为碱源，以1，4-萘醌-2-磺酸铵（以符号NQ表示）作氧化催化剂。氧化催化剂子吸收液中呈离子状态存在。其主要反应如下：

① 吸收反应

NH3 + H2O→NH4OH

NH4OH + H2S→NH4HS + H2O NH4OH + HCN→NH4CN + H2O

在吸收塔中，当焦炉煤气与吸收液接触时，煤气中的氨水首先生成氨水，然后，氨水吸收煤气中的氰化氢和硫化氢，生成氰化铵和硫氢化铵。

② 氧化反应

硫氢化铵在氧化催化剂的作用下析出硫

NH4HS＋NQ(氧化态) + H2O →NH4OH + S↓+ NQ(还原态)

氧化态NQ的分子式为：

OSO3NH4

O

还原态NQ的分子式为：

OHSO3NH4

OH

③ 再生反应

在再生塔，向吸收液吹入空气，催化剂即从还原态再生为氧化态。 另外硫氢化铵、氰化铵在萘醌催化剂的作用下进行如下再生反应：

1 NH4SH + O2→NH4OH + S↓

2 NH4CN + S→NH4CNS NH4HS+ 2O2→(NH4)2S2O3

NH4HS + 2O2 + NH4OH→(NH4)2SO4 + H2O

经过再生的吸收液返回吸收塔循环使用。但是，在循环过程中，吸收液里逐渐积累了硫、硫氰酸铵、硫代硫酸铵和硫酸安等物质。必须从循环液中提取一部分吸收液进一步处理。

(2) 希罗哈克斯（HIROHAX）湿式氧化法处理废液

为了保持脱硫吸收液中的各种铵盐及硫磺不大于一定的浓度，必须从吸收液中提取一部分进行废液处理，将硫磺及含硫铵盐湿式氧化为硫铵。先简单介绍由日本新日铁公司开

发的希罗哈克斯（HIROHAX）法。 希罗哈克斯处理废液反应原理:

3S + O2 + H2O→H2SO4

2(NH4)2S2O3 + 2O2 + H2O→(NH4)2SO4 + H2SO4 NH4CNS + 2O2 + 2H2O→(NH4)2SO4 + CO2↑ NH3 + H2SO4→(NH4)2SO4

从塔卡哈克斯装置来的吸收液，在反应塔内被氧化生成硫铵和硫酸，硫氰酸铵中的碳转化为二氧化碳气体。反应是在一定压力、一定温度下与空气鼓泡接触进行，这些反应都是放热反应。

氨型塔卡哈克斯法的工艺流程特点（TAKAHAX与HIROHAX）

a.属于脱硫效率高的流程之一，脱硫效率高达99%，在脱除硫化氢的同时可以脱出氰化氢，氢化氢的脱除率为85%～90%。

b.该法以煤气中的氨为碱源，可节省大量碳酸钠碱液。并且在整个过程中，氨还可以回收利用。

c.采用湿式氧化处理废液，使废液中的硫氢化铵和硫代硫酸铵及元素硫氧化成硫铵和硫酸，其转化分解率高达99.5%～100%，无二次污染。

d.在湿式氧化过程中，相当于将煤气中100%的硫化氢转化为硫酸可替代硫铵耗酸量的50%～60%。大大降低了硫铵成本。

e.脱硫装置放置在硫铵饱和器之前，可以消除终冷气对大气对水体的污染。 f.该法的缺点，与其他脱硫方法比较具有： A.耗电量较高，

B.要求吸收液喷淋密度大（比一般脱硫方法搭10倍以上） C.废液处理装置带有高温、高压及腐蚀性介质。

2.3生产工艺流程的选择

从上面的论述中我们可以看出虽然干法脱硫效果好，不过仅适用于硫化氢含量较低，脱除要求比较高的场合。焦化厂的情况不属于此类，故一般采用湿法脱硫。湿法脱硫工艺中，改良A.D.A法是湿法脱硫中一种比较成熟的方法，它是在A.D.A法的基础上开发出来的。目前，改良A.D.A法在我国已经得到了广泛的应用，是焦化厂常采用的一种脱硫方法。

通过结合焦化厂自身的实际情况，综合考虑各方面因素，如技术的先进性与生产的实用性，工程投资与生产费用，产品方案与市场需求，经济、社会效益等，在认真分析比较后，本设计即采用改良A.D.A法脱硫工艺。这种方法有如下一些优点：

1.脱硫效率高，可达99%以上。

2.脱硫溶液的硫容量较高，故此进行吸收操作时对溶液中硫化氢的含量限制不是很严格。

3.由于偏钒酸钠和硫氢化钠的反应很快，溶液的碱度不需要太高，pH值可取8.5~9.0.这样的话就降低硫氢化物形成硫代硫酸钠的速度。并且整个化学反应在脱硫塔内，传质系数较大，有利于反应。

4.催化剂容易再生，反应比较稳定，脱硫效率高，且硫回收效率高，副反应少，运行费用较少。

它的不足之处在于：在运行过程中由于钒的存在，会形成一种黑色络合物（钒—氧—硫化合物）的沉淀。为了消除所生成的沉淀，一种方法是延长吹空气的时间，使其复原成为可溶的钒酸盐；另一种方法是向溶液中添加少量的酒石酸钾钠，因为多数金属离子能与酒石酸根结合成络离子，形成可溶性络合物，可防止金属离子从碱性溶液中沉淀出来。另外，析出的元素硫容易使脱硫塔的木格堵塞，并且所需的溶液循环量大。

本设计的再生系统采用再生塔，效率高、操作稳定，但是再生塔很高大，还需压力较高的空气压缩机。

本设计硫的回收不采用真空过滤机，这样可以省电、水和减少维修。现在，工艺的优化可以考虑以下几点：

1.流程尽可能成熟

成熟的工艺运行可靠，工艺简单，维护方便，保持较高的效率。如石灰石石膏法， 以其优越性得到了广泛的应用。但有些方法如活性炭吸收法，流程复杂，稳定性差，活性炭再生困难，成本较大，在选择时应该慎重。

2.投资节省，运转费用低，保证较好的经济效益

从目前中国的经济情况看，制约脱硫推广的不是技术问题，是经济问题。由于高额的投资和运转费用，使许多企业望而却步，所以选择经济效益好的装备将具有更好的竞争力。

3.可以以废制废，实现综合利用

脱硫工艺的运行需要消耗大量的吸收剂，给企业造成巨大的经济负担，如果能利用工业废物替代常用的脱硫剂，则会降低成本，实现经济效益和环境效益的有机统一。如果用电石渣、钢渣代替石灰石，以及高炉煤气洗涤水代替碱液脱硫等。

4.充分考虑综合利用和副产品回收

一般脱硫系统产生的副产品如石膏等，没有销售市场，造成副产品的积压，经济效益较差。因此在选择脱硫方法时，应该把副产品销路和再利用作为考虑的一个问题。如磷酸铵肥法PAFP流程，由于副产品可以作为复合肥料，发展前景看好。

本设计中脱硫液的再生采用再生塔，再生塔虽然高大且还需压力较高的空气压缩机，但效率高，操作稳定。

5.计中硫的回收采用戈尔膜

本设计中硫的回收采用戈尔膜，具有以下优点： （1）运行工况良好；

（2）系统碱耗降低； （3）实际过程全自动控制 （4）节能降耗 （5）环保效益好。

总之戈尔膜过滤器好处为结构简单，操作方便，应用于过滤处理可大大减轻设备检修工作量，改善工人工作环境，可每年节约大量中压蒸汽，脱硫液中悬浮硫含量大大降低，脱硫液变得清澈透明，硫回收率，脱硫效率明显提高，脱硫液中富盐增长速度明显降低，脱硫液使用寿命大大延长。同时戈尔膜过滤器应用在脱硫回收系统，具有自动化程度高、运行成本低、操作简单的特点.

3 改良A.D.A脱硫的生产原理及操作制度

3.1改良A.D.A法生产原理、原料和产品

3.1.1生产原理

焦炉煤气进入吸收塔，与从塔顶下来的吸收液逆流接触，煤气中的硫化氢被脱硫液吸收后，从塔顶排出。由塔底排出的饱和溶液经循环槽用泵送入再生塔，经空气氧化再生并析出元素硫后，又自流到脱硫塔顶部循环使用。

脱硫液是在等比例的2，6-蒽醌二磺酸（A.D.A）和2，7-蒽醌二磺酸（A.D.A.）的钠盐溶液配制而成的。通过将溶液的总碱度控制在0.4~0.6mol/L之间来维持溶液的pH值在8.5~9.1之间。pH值若小于8.5会导致反应速度太慢，如太高则会增加副反应，使碱耗增加，同时还会增快硫的析出而导致堵塔。

改良A.D.A.法过程的反应过程如前所述。

3.1.2原料和产品

原料：

Na2CO3 纯度98% 蒽醌二磺酸 纯度≥80% 酒石酸钾钠 纯度≥98% NaVO3 纯度≥98% 产品：

熔融硫 纯度＞98%

3.2工艺流程

3.2.1焦化厂煤气脱硫工段工艺流程图

3.2.1流程说明

1、煤气系统

洗苯后的焦炉煤气进入脱硫工段的脱硫塔，从塔顶喷淋脱硫液以吸收硫化氢，脱硫后的煤气经分离，筛出的泡沫后，离开进入输送管道。

2、脱硫液系统 本系统很关键，吸收了硫化氢的溶液从塔底排出，经脱硫塔液封进入反应槽，从捕沫槽分离出来的溶液经捕沫槽进入地下槽，后经地下泵进入反应槽，然后溶液经循环泵进入加热器，加热后进入再生塔，同时空气经压缩机进入再生塔底部，溶液在再生塔中再生后经液位调节器，返回脱硫塔循环使用。

3、硫泡沫系统

大量的硫泡沫是在再生塔中生成的，泡沫被空气流推至塔顶扩大部分。故而利用液位差进入硫泡沫槽，通过搅拌、加热、澄清后进入戈尔膜，而溶液进入反应槽，继续循环。

3.3操作制度和工艺要点

3.3.1操作制度

煤气入脱硫塔温度 30～40 oC 脱硫塔压力 ＜100mm水柱 脱硫塔pH值 8.5~9.1 加热器出口溶液温度 35～40 oC 脱硫塔溶液温度高于煤气温度 3～5 oC 硫泡沫槽内溶液温度 65～80 oC 熔硫釜内压力 不大于6kg/cm2 熔硫釜夹套蒸汽压力 不小于4kg/cm2 熔硫釜内温度 130～150 oC 溶液中硫代硫酸钠及硫氰酸钠含量之和 ＜250g/L 总碱度 0.4N 其中 Na2CO3 0.1N NaHCO3 0.3N A.D.A. 2～5 g/L NaKC4H4O6 1g/L 3.3.2工艺要点

1.如果煤气入塔时温度较低，则反应速度较慢，反之若是温度过高，则会增加副反应的速度，经过验证，30～40 oC的温度最为合适。

2.脱硫液中的pH值要是小于8.5 则反应速度会变慢，而要是pH值太高，则会增加副反应的反应速度，并且碱的消耗亦会增多，而使脱硫在塔内的析出速度增快，这样容易导致堵塔，故此pH为8.5～9.1最为合适。

3.脱硫塔溶液温度高于煤气温度3～5 oC，这是系统水平衡的需要，尤其是在不提取硫氰酸钠时更为必要。

4.溶液中的硫代硫酸钠及硫氰酸钠含量总和大于 250 g/L 时，会导致脱硫反应速度降低，恶化操作，因此需要时时检测控制它们的含量，即将之提取出来。

5.再生塔硫泡沫的溢流量是通过液位调节器和空气量来调节的。 6.开工用的溶液量应可以满足在生产状态下充满再生塔、反应槽、溶液管线及脱硫塔滞留的液量，一般以装满整个事故槽作为考虑标准。

7.若是工业级五氧化二钒及偏钒酸盐溶液无法供应，偏钒酸钠则可用废钒催化剂通过碱液萃取法制备。

4 主要设备的计算和选型

4.1主要设计计算

脱硫塔空塔气速 0.5～0.7 m/s 脱硫效率 ≥99%

A.D.A溶液硫容量 0.2～0.25 kg H2S/m3 脱硫塔传质系数 15～20 kg/(m2?h?atm) 脱硫塔液气比 >16 L/m3

脱硫塔溶液喷淋密度 >27.5 m3/(m2?h) 再生塔溶液停留时间 25～30 min

再生塔空气鼓风强度 100～300 m3/(m2?h) 再生塔空气用量 9～13 (m3空气)/kg硫 反应槽内溶液停留时间 8～10 min 硫化氢转化为硫代硫酸钠的转化率 3～4% 4.1.1原材料的消耗

表4-1原材料的消耗

名称 Na2CO3 NaVO3 规格 纯度按100%计 纯度按100%计 纯度按100%计 纯度按100%计 指标 （kg/kg硫） 0.5 0.0015 0.003 0.0006

A.D.A 酒石酸钾钠 4.1.2主要设计参数

脱硫前煤气含H2S量 10 g/Nm3 脱硫后煤气含H2S量 20 mg/Nm3 脱硫前煤气含HCN量 600 mg/Nm3 脱硫后煤气含HCN量 60 mg/Nm3 脱硫塔煤气的进口压力 800 mmH2O 脱硫塔煤气的出口压力 750 mmH2O 4.1.3物料平衡计算

由150万吨/a焦炭生产量计算焦炉加煤(干)量：

W=1.5/0.76=1.974Mt/a=225.31t/h

W：焦炉的加煤量

实际干煤气量:

V0?k?W?a?32m0?225.31?1.07?77146.144Nm3h W：装炉的干煤量

k：煤气发生量 Nm3/t干煤 ?：1.07 焦炉紧张操作系数 进入脱硫工段的煤气量（40%回炉）

V?77146.144?0.6?46287.6864Nm3/h

H2S的脱除效率:

H2S的吸收量:

N?46287.6864?10?0.02?461.951 kg/h

100010?0.02?100%?99.8 10 转化为Na2S2O3的H2S含量（设转化率为4%):

461.951?4%?18.478 kg/h

Na2S2O3的产量: 18.478?NaS2O3·5H2O的产量: 42.934?HCN的脱除效率: HCN的吸收量:

158?42.934kg/h 2?34248?67.39 kg/h 158600?60?100%?90% 60046287.6864 ?600?60?24.995 kg/h

1000?1000NaCNS生成量: 24.995?NaCNS转化为H2S量: 74.985?81kg/h ?74.9852734kg/h ?31.47581生成硫磺的H2S量:

?411.998 461.951?18.478?31.475kg/h 硫磺产量: 411.998?32?387.7628kg/h 34

综上原料消耗为（纯度按100%计算）

Na2CO3 387.7628?0.5?193.881 kg/h NaNO3 387.7628?0.0015?0.5816 kg/h A.D.A 387.7628?0.003?1.1633 kg/h

.762?80.0006?0.232 7kg/h 酒石酸钾钠 3874.2脱硫塔的计算

4.2.1参数

1. 进塔煤气温度30℃

2. 进塔煤气压力取800mmH2O

800即 ?760?58.82mmHg

103363. 30℃水蒸气的蒸汽压力为

Ps=31.82mmHg(注760mmHg=1.013×105Pa) 4.2.2计算过程

进塔的湿煤气体积为V2?V1?.6864? ?46287(273?t)?760

273?(P?P1?Ps)(273?30)?760?4961.7155Nm3/h

273?(760?58.82?31.82)其中：t─煤气操作温度 P─实际大气压 P1─煤气的操作压力

Ps─操作温度下水的蒸汽压

取空塔的速度为0.5m/s,采用两塔操作，一开一备，则塔顶

D?4V2???Q49610.971??5.925 m

3600?0.785??3600?0.785?0.5其中：Q―湿煤气处理量 Nm3/h

μ―空塔气速 m/s 取塔径为6.2m,即6200mm 脱硫塔进口的推动力：

80022.41?P1?(?1)?10???7.098?10?3 atm

10336341000脱硫塔出口的推动力： 75022.41?P2?(?1)?0.02???0.014?10?3 atm

10336341000平均推动力：

?P1??P27.098?10?3?0.014?10?3?P???0.00114 atm

?P17.098?10?32.31?lg2.31?lg?P20.014?10?3取传质系数K为15kg/(cm2·h·atm)，则需要用木格填料的传质面积（单塔）

N461.951F???27014.67836 m2

K??P15?0.00114其中： N―H2S的吸收量kg/h K―传质系数kg/(cm2·h·atm) P―传质推动力atm

由于脱硫塔下段易堵，因此上部选用100×10×20(σ=66.6m2/m3)规格，下部选用100×10×30(σ=50m2/m3)规格 上部填料高度：

F27014.67836??13.443m H上?0.785?D2??0.785?6.22?66.6下部填料高度： H下?F27014.67836??17.90m5

0.785?D2??下0.785?6.22?50填料塔高度：H=13.443+17.905=31.348 4.2.3塔顶喷淋装置

喷淋装置的结构设计要求：使整个塔截面的填料表面得到很好的润湿，且结构简单，制造和维修方便等。

选宝塔式喷淋装置。理由：液体流量大，喷淋范围大，结构简单，不易堵塞。但它的缺点是：在改变液体流量和压力时会影响喷淋范围。 （1）设溶液硫容量为0.25kg/m3,则溶液循环量L为

461.951L??1847.804m3/h

0.25 （2）吸收塔（单塔）喷淋密度为 1847.80432

m/m·h ?408.661520.785?2.4（3）吸收塔液气比

溶液循环量1847.804??0.03992 m3/m2=39.92 L/m3＞16L/m3

进塔湿煤气量46287.6864故喷淋量满足要求

（4）喷淋装置离球面中心到填料表面距离计算

宝塔式喷淋装置安装离填料表面的距离一般为（0.5~1）D，本次设计去h?0.5D, 则，h?0.5D?0.5?6.2?3.1m

（5）莲蓬头直径范围为d莲~15D，取1D=1.24m

5 （6）喷夹弯曲半径R的确定

取R=0.3D

则R=0.3D=0.5?6.2=1.86m 4.2.4液体再分布器

液体在乱堆填料层内向下流动时，有偏向塔壁流动现象，偏流往往造成塔中心的填料不被润湿。为将流动塔壁处的液体重新汇集饼引向塔中央区域，可在填料层内每隔一定高度设置液体再分配器。在液体再分配器中，分配锥最简单。本设计采用分配锥分配器。 （1） 截锥小头直径一般为D’（0.7～0.8）D，取D’=0.7D=4.34m （2） 液体再分配器高度h h?(D?D')(6.2?4.34)??1.1083m

2tan?2?tan40?（3） 再分配器间距H计算

对于小直径的塔（塔径在1m以下），一般H≦6D，对于直径较大的塔（塔径大于1m），可取H≦（2～3）D。本设计取H=2D’=8.68m 再分配器个数为n=31.348÷8.68=3.612，取n=4 4.2.5填料支撑板的选择

本次设计选用分块式开孔波形板。

这种支撑板的波形结构承载能力好，空隙率大。在波形内增设加强板，可提高支撑板

的刚度。

表4-2 支撑架尺寸（采用不锈钢）

塔径/（mm） 圈外径/（mm） 圈内径/（mm） 6200 6180 6155 厚度/（mm） 6 4.2.6 塔底设计

溶液在釜内停留15min，装料充满系数取0.5 塔底高（h）：塔径（d）=3:1 塔底料液量

LW=LT=1847.804m3/h=0.5133m3/s 塔底体积

VW?LW?0.5?15?60?923.94m3

因为 VW=πd2h/4， h=3d 所以 VW?9?d3?4

d=（VW/π）1/3=（923.94÷3.14）1/3=5.2m

h=3×5.2=15.6m

4.2.7塔顶空间高度

塔的顶部空间高度是指塔顶第一层塔盘到塔顶封头切线的距离。为了减少塔顶出口气体中夹带的液体量，顶部空间一般取1.2～1.5m，本设计取1.5m。

4.2.8全塔高度计算

表4-3填料塔各部分高度列表 单位：mm

封头高度 1500 再分配器高度 1100x4 塔顶 600 塔釜 15600 喷头弯曲半径 1860 支座 200 喷淋高度 3100 其他高度 3440 填料层高度 32000 总的塔高为H=1.5+0.6+1.86+3.1+32+4.4+15.6+0.6+3.44=62.7m 所以，在本设计中，脱硫塔的规格为6200mm×62700mm，本工段脱硫液有一定的腐蚀作用，材质选用A3，并且用环氧树脂或防腐材料为内壁作防腐处理。脱硫塔的操作温度在30-40之间，这样的温度太低就不需要考虑散热损失，也不必加上保温材料。

喷头的设计采用宝塔型，如此可以使脱硫液分布均匀。并且在脱硫塔的底部、中部及下部都开有人孔以方便定期检修和在出现事故后维修。

填料为木格子，这种木格子的木质一般可选用杉木，结构以栅板来支撑填料。并且填料应满足以下要求：即填料的比表面积大而且液体容易润湿填料的表面，另外填料对气体的阻力要小，孔隙率要大，重量要轻，强度要大，价格要低。

4．3再生塔的计算

4.3.1再生塔计算要求

再生的设备一般都采用较高的再生塔，优点为效率高，操作稳定。缺点则为设备高大，需用空压机压送空气，能耗大。硫泡沫的溢流方式一般分为：单边溢流和周边溢流。周边溢流的优点是硫泡沫流出均匀。但其硫泡沫浓度要比单边溢流低。

为使空气分布均匀再生塔内设有多层筛板。塔内的溶液流向一般为顺流，也就是说：溶液和空气都由塔下部进入向上流动。与之相对应的逆流则是溶液由塔上部进入底部流出，空气则由塔底部进入上部流出。很明显逆流的优点是：硫泡沫浮选效率高，溶液中硫泡沫含量少，但其泡泡层不够稳定。故而本设计选用顺流操作。 4.3.2再生塔计算

取每千克硫用空气13m3,则空气量为 387.756×13=5040.828m3/h 再生塔鼓风强度取130 m3/（m2·h）

Q5040.828??7.0283m

0.785?1300.785?130其中：Q——空气量

取塔径D=7.4m=7400mm 再生塔扩大部分的设计

再生塔扩大部分一般为塔径D的1.2-1.4倍，取1.3

则1.3×7.4=9.62m=9620mm 塔高的计算

①设脱硫塔在塔内的停留时间为25min 则塔径 D?

②再生塔的有效容积（单塔）为1847.804?③再生塔容积

253

?769.918m 60769.918?1099.883m3 0.7设再生塔的溶液充满率为70%，则再生塔的容积为

1099.883?25.59m

0.785?7.42 计算再生槽高度H，m

再生塔有效高度H1? H= H1 + H2 + H3

H1 ——再生塔有效高度， H1取26m；

H2 ——其他高度，取H2 =30.5m;

H3 ——扩大部分高度，取H3=15m 再生塔高度H= 26+ 30.5 +15=71.5m

所以，在本设计中，再生塔的塔高为71500mm,塔径为7400mm，扩大部分的塔径为9620mm。由于脱硫液的腐蚀性，材质可选A3，也要用环氧树脂或大漆等材料涂抹内壁以防腐。值得一提的是化工设备中防腐是个经常需要注意的地方。

在再生塔内部有三块空气分布板，它们的作用是保证气液的充分接触，并在塔内均匀分布，再生塔的操作温度约在40-45的范围内，这种温度比较低。可忽略其热量损失，不必做相关的措施。另外，人孔也是必须要有的，理由如上。 4.3.3反应槽的计算

反应槽内停留时间为5～10分钟，则选用停留时间为7min ，需要的体积

1847.804V=m37??215.577

60选用两个反应槽，一开一备，反应槽规格为 Dg6000mm、H=8245mm、 3SV=233m,材料Q235,重量8001公斤, D=6160mm、Smin=4.5mm、max=4.5mm 的拱顶常压立式贮槽。

【参考《焦化设计参考资料》·冶金工业出版社·1980839页表】 4.3.4事故槽的计算

1.计算原则

为开工制备脱硫溶液和事故中贮存溶液需要，事故槽的有效容积应不小于再生塔的总容积。

2.再生塔容积计算

再生塔的容积由两部分组成，塔身和扩大部分

3

.66 m 塔身：0.785?7.42?26?11173

.72 m 扩大部分：0.785?9.622?15?1089则总的容积：1117.66+1089.72=2207.4m3

考虑到空气占30%的体积，所以实际体积为2207.4×0.7=1545.18m3，故选用事故槽

31个，规格为 Dg10500mm、H=9611mm、 V=1630m、材料Q235、重量22228公斤、D=10750mm、Smin=5mm、Smax=7mm 的拱顶常压立式贮槽。

【参考《焦化设计参考资料》·冶金工业出版社·1980】 4.3.5加热器计算

1.L=1847.776m3/h，采用两台加热器，一开一备，则通过一台加热器的体积流量1847.776m3/h，即0.5133 m3/s

2.流量为逆流，热流体为4kg/cm3的冲压蒸汽，走管外，冷流体为循环液，走管内，壳程：

循环液 40℃←35℃

蒸汽 142.9℃→100℃

温差 △t1 102.9℃

△t2 65℃ 102.9?65?82.5℃, 则 ?t,m?102.9ln6535?40定性温度 t??37.5℃=310.5K

240?35P??0.046,

142.9?35T1?T2142.9?100R???8.58

t2?t140?35查图得Ψ△t=0.98，则平均推动力

△tm=Ψ△t×△t,m=0.98×82.5=80.85℃

3.查表得知：循环液的比热CP0=1.02×103 J/(kg·℃) 循环液的比重：993 kg/m3

Q?0.5133?993?1.02?103??40?35??2.59951?106w

传质系数K为130 w/m2·℃,由Q=K?S??tm得

2.59951?106QS???247.3251m2

K??tm130?80.85所以加热器面积为247.3251m2，型号为采用型号为 JB81-59的立式贮槽加热器。 注：参考文献[2] 4.3.6空压机的计算

1.空压机的选择

再生塔中的脱硫溶液需要再生，所用的空气量为5040.825 m3/h，即84.01375m3/min,选用100m3min 2.配套装置

空压机的出油及冷却装置应在定货时随同空压机成套供应

空压机的型号：3L-10/8型 排气压力：0.8MPa

排气量:100m3/min 配套电机:

型号: J92-6型

形式: 交流小型鼠笼型电动机

重量: 680Kg 电压: 220/380V 配套储气罐:

容积: 1.2m3 重量: 340kg

外型尺寸： φ800×2445 后冷却器：

型式： 散热片式 外型尺寸： φ330×1500 4.3.7循环泵的计算

1.主要设计参数：

循环液得温度37.5℃

循环液在泵入口的流速1.8m/s 循环液在泵出口的流速2.7m/s

由于流量太大，且达到同一扬程，所以选择4台泵并联，3开1备。 单泵的流量为：

1847.804?3?0.348m=348mm

3600?0.785?1.8故选用φ350×9长150mm管子,其规格为GB8163-87无缝钢管。 排出管：

1847.804?3?0.285m=285mm D2?3600?0.785?2.7 故选用φ290×9长100mm的管子,其规格为GB8163-87无缝钢管。 2.管道阻力.

共用闸阀（全开）4个，弯头15个，则局部阻力当量长度为：

Le1?15?5.3?79.5m Le2??1.2?4.8m

D1?循环液的物理特性：

t=37.5℃ ρ=993kg/m3 μ=0.68805mpa.s

则吸入管中流速：

1847.804?3u1??1.98m/s 20.785?0.332?3600则排出管中流速：

1847.804?3u2??2.95m/s 20.785?0.272?3600取管子的绝对粗糙度：ε=0.3m 相对粗糙度：?/d1?0.3

332?0.000904mm?/d2?0.3272?0.0012mm

0.332?1.98?993?9.4871?105 ?3?0.68805?10du?0.272?2.95?9936Re2???1.158?10 ?3?0.68805?10查表化工原理上册图1-27得：?1?0.0178 ?2?0.019 则 Re1?du??l1?le1u12150?79.51.982则?hf1??1?0.0178???24.1194J/Kg

d120.33222l2?le2u2100?4.82.952?hf2??2?0.019???31.854J/Kg

d220.27224.3.8换热器得阻力损失

换热器规格：

管长L:3m

管径Φ:25×2.5 管数:78 面积:0.0079m3 计算换热面积:5.7㎡

V.804u?S?1847?64.972m/s A0.0079?3600du?0.020?64.972?993Re???1.8754?106 ?3?0.68805?10管壁绝对粗糙度取为??0.25mm ?d?0.2520?0.0125 查表《化工原理》上册图1-27知：??0.015 管道出口?e取1，管口进口?e取0.5 则加热器的阻力损失为:

22l?hf'??(?2?e?2?c)u?0.0415?(30.02?2?1?2?0.5)?8.42?225.08J/Kg22d?hf?45.21?42.47?225.08?312.76J/Kg

再生塔的塔高为h=71.5m

?71.5?312.76?31.91?71.5?103.41m 扬程H?h??hf9.89.8据此及流量选用泵型号:100F-92A 泵的流量: 94.3m3/h 转数： 2960 轴功率： 31.0kw 机功率： 40kw 扬程为： 110m 许吸上真空度： 4m

叶轮外径： 256mm 配带电机

型号： Y160M1—2 功率： 40kW 重量： 1080kg

4.3.9硫泡沫槽的计算：

硫硫泡沫槽是一钢制，内有间接蒸汽加热管以及机械搅拌或压缩空气搅拌装置。 硫磺产量：387.7628kg/h

由再生塔溢流出来的硫泡沫浓度一般为30?100kg/m3取70kgm3

则硫泡沫的量：387.7628?5.54m3/h?VF

70硫泡沫槽进料，加热，静止及放料需4h，则硫泡沫槽每操作一次可以处理的硫泡沫量为

4?5.54?22.16m3

选用两台硫泡沫槽交换操作，一备一开

33

故设计选用硫泡沫槽的规格为：Dg=2200mm、H=2200、Vg=25m、V=25.13m、???=2212?6(mm×mm)、L1=4000mm、L=7000mm、重量2742公斤的常压卧式贮槽

热量计算：

Q?VF?FCF(t3?t4)?5.54?1100?0.88?(80?40)?214508.8kcal/h 其中硫泡沫的重量?F?1100Kg/m3 硫泡沫槽的比热CF?0.88kcal/kg.℃ 硫泡沫槽内加热后的温度t3?80℃

进入硫泡沫槽泡沫温度t4?80℃

所需的蒸汽量为：

.8?420.611kg/h 214508510式中510―蒸汽热焓 KJ/Kg

考虑热量损失为5%，则需用的蒸汽量：

kg/h 420.61?(1?5%)?441.64054.3.10 通风机的选取

放硫时，环境恶化所以必须配置通风机

选用：BT40-11-3A型的通风机 风量：975-1960m3/h 重量：0.01t

电机型号：AIB型 功率：0.25kw 转速：1450r/min

全风压：45-75mmH2O 4.3.11戈尔膜选取

戈尔薄膜过滤技术与传统的硫回收技术比较，具有设备精良，结构简单，操作方便，分离效果好，管理维修方便，公用工程消耗低，运行费用低，占地面积小，土建费用低等明显优势。

根据生产实测数据，选用型号为AUTO-10NBP-CSP-HA（带挤干装置）的戈尔膜液体过滤器，一开一备，过滤器直径为1000mm，过滤面积为10m2。

1.设备参考：

过滤面积：10m2

过滤压力: ≤0.15MPa 最高工作温度: ≤50℃ 设备容积: 2.0m3 设备自重: 2500Kg

直径×高度: φ1.0×4.4m 2.运行参数：

过滤时间： 300s - 400s

排渣频率：反冲洗，20次排一次渣； 排渣时间：4s - 5s

过滤压力：0.05Mpa - 0.15Mpa 反冲洗压力：0.020Mpa – 0.025Mpa 沉降时间：50s -80s

5 工段布置及总平面布局图

5.1车间布置

5.1.1车间布置依据

1.应遵守的设计规范和规定

在进行车间布置设计时，应遵循有关的设计规定和规范，如《建筑设计防火规范》GB50160-1999、《石油化工企业防火规定》GB50160-1999、《化工企业安全卫生设计标准》HG20571-1995、《工业企业厂房噪声标准》GB2348-1990、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规定》GB50058-92、《中华人民共和国爆炸危险场所安全规程》等。 2.基础资料

（1）初步设计需要带控制点的工艺流程图。

（2）物料衡算数据及物料性质（包括原料、中间体、副产品、成品的数量及性质。三废的处理及要求）。

（3）设备一览表。 （4）车间定员。

（5）厂区总平面布置图。 5.1.2车间平面布置方案

布局图

槽区 泵房区 塔区 硫回收区 车间的平面形式主要有长方形、L形、T形等，其中长方形的厂房具有结构简单、施工方便、设备布置灵活、采光和通风效果好等优点，是最常用的厂房平面形式，尤其适用于中小型企业。

当厂房较长或收工艺、地形等条件限制，也可采用其它等特殊形式 本工段的平面布置大概分为四个区： 1.槽区：包括反应槽和事故槽 2.塔区：包括脱硫塔和再生塔 3.泵房区：循环泵房，溶碱泵房

4.硫回收区：指的是硫回收系统，其中包括硫回收仓库、戈尔薄膜过滤装置，熔硫釜等。

塔区在煤气的一侧，再生塔与脱硫塔相对应，同时，反应槽与泵房相对应，使循环液能够直接进入泵房，通过加热器进入再生塔；塔区和硫回收区通过管路相连；塔区与槽区

平行排列，使循环液出塔即可进入槽区。

本设计的工艺布置着重考虑人的因素。在布置中，泵房离塔区相对较远，而离硫回收区较近，一方面可以节省硫回收区和塔区之间的管道，便于及时的控制生产，另一方面，塔区相对较为危险，而泵区的操作员工较多，故此将两者布置的较远以保障员工的安全及健康。

5.2管道布置

化工装置的管道布置设计应符合《化工装置管道布置设计规定》HG/T20549-1998和《石油化工管道布置设计通则》SH3012-2000的规定，原则性要求：

（1）符合生产工艺流程的要求，并满足声场要求。

（2）便于操作管理，并能保证安全生产。 （3）要求整齐美观，并尽量节约材料和投资。 （4）便于管道的安装和维修。

（5）管道布置设计应符合管道设计及仪表流程图的要求。 除了符合以上要求外还要仔细考虑一下问题: （1）物料因素

（2）考虑施工操作和维修 （3）安全生产 （4）其他因素

①管道和阀门一般不宜直接支撑在设备上。

②距离较近的两设备之间的连接管道，不应直连，应用45°或90°弯接。 ③管道布置是应兼顾电缆和照明、仪表及采暖通风等其他非工艺管道布置。

5.3其它要求

1.由于相关化学工料的腐蚀性，故此，对一些主要设备应有这方面的防护措施，如涂抹环氧树脂或者大漆，需要再指出的是，硫蒸汽腐蚀性非常严重，所以这方面要加以处理。

2.设备要经常检查维修，以保证生产的正常进行。

3.脱硫厂房的通风，亦是很重要的，因为相关的物质大多有毒，考虑到员工的健康，必须制作相关的规定。

4.在生产中，塔区操作平台和脱硫厂房之间应有相同的平台，以保证生产的顺利。 5.脱硫塔是否设置备用塔与否，应该据用户对煤气质量的要求而定。另外也要看具体的生产操作的成熟程度。

6.仓库的大小，应按具体的产量和销售情况而定,一般可按10-15天储量考虑。

5.4总平面布置说明

本设计的工艺布置严格按照如上所述之布置要求，并且以人为本，着重考虑人的因素。在布置中，泵区离塔区相对较远，而离硫回收区较近，一方面是可以节省硫回收区和塔区之间的管道，便于及时地控制生产，另一方面，塔区相对较为危险，而泵区的操作员工较多，故此将两者布置的较远以保障员工的安全和健康。

6 非工艺部分说明

6.1公用工程

6.1.1供水

此设计的水源为长江，在本工段中用水主要是熔碱、淋浴、洗手、冲洗等用量不大，只需厂动力部供给，无需自己打井。此设计的熔碱用水要求满足以下标准

PH 6.5～8.5 悬浮物 50mg/L

水温 低温水〈18℃

地表水〈32℃

硬度 应满足稳定要求 6.1.2供电

工段的设计中自己配有配电室，主要的用途是把外来的高压电变成220/380V的电，以之来供循环泵、空压机、照明和仪表运行。

照明：这是非常灵活的，可以根据具体的情况需要，如在一些重要的、并且比较空阔的地方装置功率比较高的灯，以此类推。如仪表室采用40W的白炽灯，休息室采用60W的灯泡，室内其他场所采用一般照明，如硫磺仓库、溶碱室、碱库等。

就室外来说，应根据不同的要求和情况来确定照明的程度，如塔上采用集中照明，其他地方则可根据相应的情况采用一般照明，如采用水银灯。

电修：电修是每个单位必备的，厂里可设置电修车间来专门负责此类情况，要经常检查，一旦发现问题，要及时处理并做出相应的措施。

电讯：根据生产的需要和工人工作环境的恶劣状况。本设计在泡沫工的休息是室设有电讯信号，1.用来显示需要通风；2用来报警，一旦泡沫槽的温度超过了规定的温度上限就报警，使泡沫工停止加热。为了安全生产，在熔硫工的休息室也装设报警器（本设计没有熔硫釜故不要了）如果压力超过规定值就接通报警讯号，使熔硫工调节加热蒸汽量。为了工人的人身安全和国家的财产，在熔硫釜上应装有保险阀，一旦超出规定压力就自动启开，减小压力。

为了生产协调，在仪表室内应装有直通电话和调度电话。 6.1.3蒸汽与压缩空气

本工段的蒸汽主要用于泡沫槽加热和工人洗澡用的淋浴，还有蒸汽冲洗等。本设计不涉及锅炉房，蒸汽的供给由厂部动力部供给冲压蒸汽。

压缩空气：压缩空气用于循环夜的再生，启动仪表等。压缩空气无需动力部供给。本设计的两台4L-20/8型空气压缩机提供，就能够满足生产需要。 6.1.4采暖与通风

采暖：由于徐州地区冬季温度较低，故休息室和操作室应设集中取暖备，仪表室、浴池、泵房等采用集中取暖 ，热媒介用蒸汽，压力不小于3个大气压。

通风：由于熔硫工在放硫时环境恶劣，对人体有害。故设有轴流通风机排风，风机设在四楼，由熔硫工给信号，泡沫工负责启动和关闭（本设计不需要），一般操作室内采用

吊扇或台扇，硫磺仓库和碱库等采用自然通风。 6.1.5土建

徐州地区位于我国南方地区，夏季湿热多雨，为了获得较好的生产和工作环境，在建筑平面布置上要有简洁开敞的特点，并争取合理的朝向和自然 通风泵房和空压房布置循环泵和空压机，震动负荷大，故设计时采用钢筋混泥土框架结构，其他建筑采用砖混泥土结构。 6.1.6机修

机修的任务在于解决设备的检修和机械备件。 (1) 设备检修

焦化厂只负责设备的中、小修。对于鼓风机、换热器、脱硫塔和再生塔等大型设备的大修，应由企业级机修或基建部门承担。

(2) 机械备件

该工段的主要机械备件由企业级机修部门供给。 6.1.7环保

焦化厂是污染较严重的工业企业之一，对建设的焦炉要有一定的规模，最少要在年产60万吨以上，这对炼焦炉的装煤、推焦除尘、污水处理等要求合理规模的环保设施，另外，有利于提高企业经济效益。

6.2仪表自动化

在各种生产中，尤其是化工生产中，仪表及自动化有着非常重要的作用。 1.能够科学的控制生产过程 2.提高操作的准确性

3.能及时反应生产的进程并做出处理 4.是现代生产企业顺利进行的保障

因此，在本工段很多线路配有一定数量的控制与检测仪表。另外还有一部分

自动记录仪表，对各个生产阶段的状况做出记录，如流量、流速、水位，尤其是脱硫塔的循环量，参与经济核算的热工参数、各工段消耗的蒸汽量，进入工段的煤气温度、反应槽温度、脱硫塔的阻力、硫泡沫槽的液位等都配有自动记录仪表，这对实现生产效益的最大化有着不可估量的作用。其中主要仪表项目和检化验项目见下表：

表6-1仪表

仪表符号 T1 T2ab T3ab T4ab T5ab P1 P2ab P4ab P3ab △P1ab △P2 F3ab F1a F2 L3 L1ab L1 自动化要求 测定点 脱硫塔煤气进口 循环槽内 硫泡沫槽内 加热器出口管 空冷机出口管 入口段煤气管 蒸汽进口管 储气罐内 循环泵出口管 进出口煤气管 进出口煤气管 入再生塔管 入再生塔空气管 碱液槽出口 硫泡沫槽 再生塔塔顶 循环槽 量程 精度 盘上指示 0—50 C 0—50 C 0—100 C 0—50 C 0—50 C 0—0.4 kg/cm 0—6 kg/cm 0—10 kg/cm 0—10 kg/cm 0—20 mm 0—20 mm 0—1000 m/h 20万—100万 0—5 m 0—50 m 0—5 m 33333ooooo项目 对象 入工段煤气 循环槽 自动记录 音光讯号 △ 1 1 0.5 1 1 △ △ △ △ 温度计 硫泡沫槽 加热器出口 空气冷却器出口 入工段煤气 入工段蒸1.5 △ 压力计 汽 储气罐 循环泵出口 脱硫塔内煤气 液沫分离器内煤气 脱硫液流量 压缩空气流量 碱液流量 硫泡沫槽液位 再生塔液位 循环槽液位 1.5 1 1.5 1.5 1 1 2.5 1.5 1 1.5 △ △ △ △ △ △ △ △ △ △ △ 压差计 流量计 液位计

表6-2化验项目表 名称 化验项目 脱硫前硫化氢含量 煤气 脱硫后硫化氢含量 脱硫前氰化氢含量 脱硫h后氰化氢含量 溶液pH 碳酸钠含量 碳酸氢钠含量 溶液 A.D.A含量 偏钒酸钠含量 硫代硫酸钠含量 硫氰酸钠含量 再生塔出口悬浮液的含量 产品

硫磺质量 采样地点 煤气入口管 煤气出口管 煤气入口管 煤气出口管 硫泡沫槽 脱硫塔水封 脱硫塔水封 脱硫塔水封 脱硫塔水封 脱硫塔水封 脱硫塔水封 液位调节器 成品堆 分析次数 每班一次 每班一次 每月两次 每月两次 每班一次 每班一次 每班一次 每天一次 每天一次 每天一次 每天一次 每月一次 每台一次

7 工艺设备

7.1脱硫塔

脱硫塔的塔径为6.2m,，高62.7m。由于脱硫液具有一定的腐蚀作用，故材质选用Q235钢，用环氧树脂或大漆等材料做内壁防腐涂料。脱硫塔的操作温度在30~40 oC之间，温度低，故不考虑散热损失，不加保温材料。为了能使脱硫液分布均匀，在设计喷头时，宜采用宝塔型。为了定期检修和在事故后维修，在脱硫塔的底部、中部和下部都开有人孔。

填料为木格填料，木质为杉木，支撑填料的结构采用栅板。填料应满足：单位体积填料的表面积大且填料的表面积，易被液体所润湿。填料的空隙率大，对气体的阻力小，价格低，重量轻，机械强度大。

7.2再生塔

再生塔的塔高为68m,塔径为6.4m，扩大部分塔径为9.62m。脱硫液有一定的腐蚀性，材质一般选用Q235钢，用环氧树脂或大漆等材料作为内壁防腐涂料。再生塔设备中的防腐是非常需要注意的地方，这里尤其要注意。

再生塔从中段至塔底装有三块筛板，以使硫泡沫和空气均匀分布，保证气液充分接触，再生塔的操作温度在40~45 oC，操作温度比较低。对外损失热量很少。在设计时不考虑保温措施。为了便以定期检修和维修，在每块空气分布板上都开设有人孔。

7.3循环泵

在本设计中。被输送的脱硫液的物化性质类似于水，所以选用水泵。 由于所需扬程要大于103.41m等条件（如上所述），选用100F-92A型泵。其具体的规格如下：

泵的流量:94.3m3/h 转数：2960 轴功率：31.0kw 机功率：40kw 扬程为：110m

许吸上真空度：4m 叶轮外径：256mm

配带电机

型号：Y160M1—2 功率：40kW 重量：1080kg

7.4空气压缩机

在本设计中，选用的空气压缩机型号为3L—10/8，具体情况如前所述。

8 生产操作和劳动定员

8.1生产操作

本设计的脱硫工段分为三个操作岗位，它们各自担任着生产中的不同任务，有着不同的要求。因此要求这三个岗位协调工作，现将他们各自的任务、工作内容以及对它们的要求分述如下。 8.1.1泵工正常操作

1.按技术要求控制溶液循环量，溶液温度和循环槽液面。

2.根据溶液组成变化情况及脱硫效率变化情况，往系统中适当补充Na2CO3、A.D.A、酒石酸钾钠等原料。

3.注意煤气含H2S，分析数据，如果发现脱硫效率下降，应找出原因进行处理。 4.经常检查煤气系统压力和阻力，发现有突然阻力升高，出口压力下降等情况，应找出原因及时处理。

5.按时检查循环泵、空压机、马达等主要运转设备的传动部位的温度、振动、响声等情况。每小时对各检测点的温度、压力、电流等作一次记录。如发现反常情况应及时换车和联系电工、钳工检查。

6.经常注意和保持运转设备的润滑油量和质量，及时加油。 7.空气过滤的存水，每四小时放一次。外冷却器每班放一次。

8.地下槽内溶液要及时开泵打入循环槽内。

泵工职责：

1.熟悉本工段流程和生产技术条件。熟悉本岗位的操作。经常检查仪表的分析数据，认真做好各项工作记录。及时调节适宜的脱硫和再生条件，并联系其他岗位处理生产上的不正常条件，以保证脱硫液正常循环，维持脱硫生产顺利进行，保证煤气质量，符合民用要求。

2.负责塔器、循环泵、空压机及其附属设备的正常运转，以及他们的开车正常操作和停车、调车、试车。

3.负责本岗位设备的使用和维护，及时提出所属项目的检修项目，并负责检修后的试车验收。

4.负责本岗位所属环境的清洗卫生工作。 8.1.2泡沫工正常操作

1.再生塔溢流量的调节

①经常检查再生塔的溢流情况，一般情况下应用液位调节器的高度和吸风开度来调节溢流。在个别情况下，也可以调节循环量及溶液进脱硫塔阀门来调节溢流量。

②再生塔最初进空气时可适当减少循环量或者降低液位调节器，以免造成通风后溢流太大。

③不用的再生塔的液位调节器每班摇一次。

2.泡沫槽的操作

①待泡沫槽内硫泡沫近满后，调槽收集硫泡沫，将已满泡沫槽加温到85 C左右，加温后阶段需搅拌几分钟，以免硫粉局部结块过大阻塞管道。

②加温结束，静止分层半小时以上。

③放槽内清液至循环槽（放清液时应较慢、妥当，勿将硫膏放回系统，以免造成循环槽积流）。

3.泡沫工职责：

①负责再生塔扩大部分液位调节的，应保持系统中硫泡沫正常溢流以保证脱硫效率，防止脱硫木格子堵塞。

②负责本岗位设备使用和维护的人员应负责检修后的试车验收工作。 ③负责及时处理硫泡沫槽收集起来的硫泡沫的加热、放料。

④负责本岗位所属环境的清洁卫生工作。 8.1.3戈尔膜工正常操作

操作流程：

1.戈尔膜装好后，将盖紧好，并关闭放散阀，防止漏气。

2.打开夹套蒸汽阀门加温，随时注意蒸汽压力变化情况，每小时做一次记录。 3.熔硫成熟后即可放料，放料速度不宜过快，以免带液和跑料、烫事故。 4.放料结束后将戈尔膜出口转向，然后放渣液。

5.用直接蒸汽清扫戈尔膜，打开放散。待戈尔膜内在压力回到零时即可开盖，然 后关严底阀。全面检查戈尔莫及各部件是否完好，发现毛病要及时通知钳工及管工检修。 6.负责清扫料及环境卫生，设备加油。

戈尔膜工职责：

1.负责将泡沫岗位过滤下来的硫膏过热熔融，生产合格产品硫磺，同时回收戈尔膜 放出的溶液。

2.负责本岗位所属设备的维护和修养，及时提出项目检修项目，并对检修项目进行 验收。

3.负责所属岗位的环境卫生。

8.1.4各岗位人员的共同职责

1.负责本岗位各种生产工具、防火器材的使用和保养。 2.各岗位要密切配合，互相协作，保证本工段的安全生产。

3.认真贯彻执行本岗位的操作规程与各项制度，保证各项操作指标完成。

4.发现问题要及时处理，若本工段处理不了，要马上向车间及有关部门汇报，以便妥善安排解决。

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8.2劳动定员

根据各岗位的操作及劳动强度和管理水平等，安排定员，正常定员如下表：

表8-1 劳动定员 工种及 名称 泵工 泡沫工 戈尔膜工 注 工作 班制 4 4 4 早班 2 2 3 中班 2 2 3 晚班 2 2 3 轮休 2 2 2 合计 8 8 11 工段长1个 安全员一个 技术员1个 办事员1个 合计：31人

补缺一人，所以本工段设计安排32名工人。

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