栲膠脫硫工藝的綜述.doc

畢 業(yè) 論 文 設(shè)計(jì)題目： 栲膠脫硫工藝的綜述 系 別: 生物化學(xué)工程系 專 業(yè)： 應(yīng) 用 化 工 技 術(shù) 班 級(jí): 2010 級(jí) 班 指導(dǎo)老師： 王 XX 姓 名： X XX 2013年 5月18日目 錄一、緒論11.1 概述11.2 焦?fàn)t煤氣凈化的現(xiàn)狀11.3 栲膠的認(rèn)識(shí)11.4 栲膠法脫硫的優(yōu)缺點(diǎn)21.5 設(shè)計(jì)任務(wù)的依據(jù)5二、生產(chǎn)流程及方案的確定5三、生產(chǎn)流程說(shuō)明63.1 反應(yīng)機(jī)理63.2 主要操作條件63.3 工藝流程73.4 主要設(shè)備介紹8四、結(jié)束語(yǔ)12五、致謝13參考文獻(xiàn)14一、緒論1.1概述焦?fàn)t煤氣粗煤氣中硫化物按其化合態(tài)可分為兩類：無(wú)機(jī)硫化物，主要是硫化氫（H2S），有機(jī)硫化物，如二硫化碳（），硫氧化碳（COS），硫醇（）和噻吩（）等。有機(jī)硫化物在溫度下進(jìn)行變換時(shí)，幾乎全部轉(zhuǎn)化為硫化氫。所以煤氣中硫化氫所含的硫約占煤氣中硫總量的90%以上，因此，煤氣脫硫主要是指脫除煤氣中的硫化氫，焦?fàn)t煤氣中含硫化氫815g/m3，此外還含0.51.5g/m3氰化氫。硫化氫在常溫下是一種帶刺鼻臭味的無(wú)色氣體，其密度為1.539kg/nm3。硫化氫及其燃燒產(chǎn)物二氧化硫（）對(duì)人體均有毒性，在空氣中含有0.1%的硫化氫就能致命。煤氣中硫化氫的存在會(huì)嚴(yán)重腐蝕輸氣管道和設(shè)備，如果將煤氣用做各種化工原料氣，如合成氨原料氣時(shí)，往往硫化物會(huì)使催化劑中毒，增加液態(tài)溶劑的黏度，影響產(chǎn)品的質(zhì)量等1。因此，必須進(jìn)行煤氣的脫硫。1.2焦?fàn)t煤氣凈化的現(xiàn)狀煤氣的脫硫方法從總體上來(lái)分有兩種：熱煤氣脫硫和冷煤氣脫硫。在我國(guó)，熱煤氣脫硫現(xiàn)在仍處于試驗(yàn)研究階段，還有待于進(jìn)一步完善，而冷煤氣脫硫是比較成熟的技術(shù)，其脫硫方法也很多。冷煤氣脫硫大體上可分為干法脫硫和濕法脫硫兩種方法，干法脫硫以氧化鐵法和活性炭法應(yīng)用較廣，而濕法脫硫以砷堿法、A.D.A、改良A.D.A和栲膠法頗具代表性。濕法脫硫可以處理含硫量高的煤氣，脫硫劑是便于輸送的液體物料，可以再生，且可以回收有價(jià)值的元素硫，從而構(gòu)成一個(gè)連續(xù)脫硫循環(huán)系統(tǒng)?，F(xiàn)在工藝上應(yīng)用較多的濕法脫硫有氨水催化法、改良蒽醌二磺酸法（A.D.A法）及有機(jī)胺法。其中改良蒽醌二磺酸法的脫除效率高，應(yīng)用更為廣泛。但此法在操作中易發(fā)生堵塞，而且藥品價(jià)格昂貴，近幾年來(lái)，在改良A.D.A的基礎(chǔ)上開發(fā)的栲膠法克服了這兩項(xiàng)缺點(diǎn)。它是以純堿作為吸收劑，以栲膠為載氧體，以為氧化劑。基于此，在焦?fàn)t煤氣脫硫工藝的設(shè)計(jì)中我采用濕式栲膠法脫硫工藝。1.3栲膠的認(rèn)識(shí)栲膠是由植物的皮，果，莖及葉的萃取液熬制而成的。其主要成分為丹寧，約占66%，以栲膠來(lái)配制脫硫液效果最佳。栲膠的主要成分為多種水解丹寧，是有許多結(jié)構(gòu)相似的酚類衍生物所組成的多酚基化合物，由于其含有許多活潑的烴基，所以具有很強(qiáng)的吸氧能力，在脫硫過(guò)程中起著載氧的作用2。堿性栲膠脫硫液是由栲膠，碳酸鈉及偏釩酸鈉等主要成分構(gòu)成的水溶液。栲膠水溶液在空氣中易被氧化，即丹寧中較活潑的羥基易被空氣中的氧氧化，生成醌態(tài)化合物。特別是當(dāng)溶液的pH值大于9的時(shí)候，丹寧的氧化特別顯著。由于栲膠水溶液在較高濃度時(shí)成為典型的膠體溶液，并且在較低溫度時(shí)容易出現(xiàn)及沉淀，因此在配制脫硫液前必須對(duì)栲膠水溶液進(jìn)行熟化預(yù)處理。即將含栲膠2033g/L，Na2CO3380133g/L的栲膠誰(shuí)溶液直接通蒸汽與空氣，在8090C的條件下氧化1024h，破壞其膠性。然后加及軟水或稀氨水，配制成含栲膠1.02.6g/L，Na2CO3 22.3g/L，3.24 g/L, 22.5g/L 脫硫液，送入脫硫液儲(chǔ)存槽，稀釋后使用。脫硫過(guò)程中，酚類物質(zhì)經(jīng)空氣再生氧化成醌態(tài)，因其具有較高電位，故能將低價(jià)釩氧化成高價(jià)釩，進(jìn)而使吸收在溶液中的硫氫根氧化、析出單質(zhì)硫。同時(shí)丹寧能與多種金屬離子（如釩、鉻、鋁等）形成水溶性絡(luò)合物；在堿性溶液中丹寧能用與鐵、銅反應(yīng)并在其材料表面形成丹寧酸性薄膜，因而具有防腐蝕作用。由于栲膠水溶液是膠體溶液，在將其配制成脫硫液之前，必須對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，以消除共膠體性和發(fā)泡性，并使其由酚態(tài)結(jié)構(gòu)氧化成醌態(tài)結(jié)構(gòu)，這樣脫硫溶液才具有活性。在栲膠溶液氧化過(guò)程中，伴隨著吸光性能的變化3。當(dāng)溶液充分氧化后，其消光值則會(huì)穩(wěn)定在某一數(shù)值附近，這種溶液就能滿足脫硫要求。通常制備栲膠溶液的預(yù)處理?xiàng)l件列舉在表1中：表1 制備栲膠溶液的與處理?xiàng)l件方法項(xiàng)目用Na2CO3配制溶液栲膠濃度(gL-1)1030堿度N1.02.5氧化溫度7090空氣量溶液不翻出器外消光值穩(wěn)定在0.45將純堿溶液用蒸汽加熱，通入空氣氧化，并維持溫度8090，恒溫10h以上，讓丹寧物質(zhì)發(fā)生降解反應(yīng)，大分子變小，表面活性物質(zhì)變成非表面活性物質(zhì)，達(dá)到預(yù)處理目的。栲膠法脫硫工藝，將堿性栲膠溶液打入溶液循環(huán)槽，自循環(huán)槽出來(lái)，經(jīng)過(guò)濾加壓后進(jìn)入系統(tǒng)的裂脫塔，吸收氣體中的H2S，由裂脫塔出來(lái)的溶液進(jìn)入裂脫再生塔，再生好的溶液由塔底流到溶液循環(huán)槽，經(jīng)過(guò)濾加壓循環(huán)使用。脫硫溶液從循環(huán)槽出來(lái)后經(jīng)過(guò)濾加壓送到變脫塔，吸收氣體中的H2S，由變脫塔出來(lái)的溶液進(jìn)入變脫溶液再生塔，再生好的溶液由變脫再生塔出來(lái)，進(jìn)入變脫溶液循環(huán)槽，再經(jīng)過(guò)濾加壓，如此循環(huán)使用。1.4 栲膠法脫硫的優(yōu)缺點(diǎn) 1.4.1優(yōu)點(diǎn)栲膠法脫硫是目前工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用較多的濕式脫硫方法，它本身有許多優(yōu)越之處，但是與此同時(shí)，也存在著許多的不足。栲膠是聚酚類（丹寧）物質(zhì)，可替代A.D.A作為載氧體，價(jià)格低廉，栲膠本身還是良好的絡(luò)合劑，不需要添加酒石酸鉀鈉的絡(luò)合劑。此法的吸收效果與A.D.A相近，且具有不容易堵塞脫硫塔填料，栲膠資源豐富，價(jià)格便宜以及脫硫液活性好，性能穩(wěn)定，腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn)。此外，脫硫效率大于98，所析出的硫容易浮選和分離。栲膠法脫硫整個(gè)脫硫和再生過(guò)程為連續(xù)在線過(guò)程，脫硫與再生同時(shí)進(jìn)行，不需要設(shè)置備用脫硫塔4。煤氣脫硫凈化程度可以根據(jù)企業(yè)需要，通過(guò)調(diào)整溶液配比調(diào)整，適時(shí)加以控制，凈化后煤氣中H2S含量穩(wěn)定。（1）栲膠資源豐富、價(jià)格低廉、無(wú)毒性、脫硫溶液成本低，因而操作費(fèi)用要改良A.D.A法低。（2）脫硫溶液的活性好、性能穩(wěn)定、腐蝕性小。栲膠本身既是氧化劑，又是釩的絡(luò)合劑，脫硫溶液的組成比改良A.D.A法簡(jiǎn)單，且脫硫過(guò)程沒有硫磺堵塔問(wèn)題。（3）脫硫效率大于98，所析出的硫容易浮選和分離。（4）栲膠法脫硫整個(gè)脫硫和再生過(guò)程為連續(xù)在線過(guò)程，脫硫與再生同時(shí)進(jìn)行，不需要設(shè)置備用脫硫塔。（5）煤氣脫硫凈化程度可以根據(jù)企業(yè)需要，通過(guò)調(diào)整溶液配比調(diào)整，適時(shí)加以控制，凈化后煤氣中H2S含量穩(wěn)定。1.4.2缺點(diǎn)（1）配制脫硫液和往系統(tǒng)中補(bǔ)加時(shí)都要經(jīng)過(guò)加熱溶化制備過(guò)程。（2）設(shè)備較多，工藝操作也較復(fù)雜，設(shè)備投資較大。1.4.3硫化物對(duì)作為原料氣生產(chǎn)工藝過(guò)程有何危害 （1）對(duì)催化劑的危害 硫使甲烷化催化劑，高（中）溫變換催化劑，甲醇合成催化劑何氨合成催化劑的主要毒物之一，能使它們的活性和壽命降低；（2）對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的危害 碳銨生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)變換氣中硫化氫含量高時(shí)，在碳化母液中積累增高。使母液粘度增大，碳銨結(jié)晶變油，不僅造成分離困難，同時(shí)，由于生成FeS沉淀致使碳銨顏色變黑；（3）在尿素生產(chǎn)過(guò)程中，硫化氫進(jìn)入尿素合成塔時(shí)會(huì)生成硫脲，污染尿素產(chǎn)品，降低產(chǎn)品質(zhì)量；（4）對(duì)銅洗操作的危害 銅氨液吸收硫化氫生成CuS沉淀，這種沉淀物顆粒很細(xì)，懸浮在溶液中導(dǎo)致溶液粘度增大，發(fā)泡性增強(qiáng)，銅耗上升，破壞銅洗系統(tǒng)的正常運(yùn)行；（5）對(duì)金屬腐蝕 硫化氫能使碳鋼設(shè)備及管線發(fā)生失重腐蝕，應(yīng)力腐蝕，氫脆和氫鼓泡，使設(shè)備及管線壽命減短；（6）對(duì)人體的毒害 硫化氫是強(qiáng)烈的神經(jīng)毒物，接觸人的呼吸道粘膜后，即分解成Na2S，加之本身的酸性對(duì)人體的呼吸道粘膜有明顯的刺激作用。硫化氫經(jīng)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入血液中來(lái)不及氧化時(shí)就會(huì)引起會(huì)全身中毒反應(yīng)，隨硫化氫濃度的增加會(huì)造成呼吸麻痹，窒息以致停止呼吸而死亡5。因此，為了提高企業(yè)最終產(chǎn)品質(zhì)量和保持人們優(yōu)良的生存環(huán)境，對(duì)粗煤氣進(jìn)行脫硫是非常必要的。1.4.4粗煤氣脫硫系統(tǒng)的正常開車操作要點(diǎn)（1）檢查各設(shè)備，管道，閥門，分析取樣及電器，儀表等，必須正常完好。（2）檢查系統(tǒng)內(nèi)所有閥門的開關(guān)位置，應(yīng)符合開車要求；（3）與供水，供電，供氣部門及造氣，壓縮工段聯(lián)系，作好開車準(zhǔn)備；（4）將脫硫液成分調(diào)整在工藝指標(biāo)范圍內(nèi)；（5）氨規(guī)程進(jìn)行系統(tǒng)吹凈，清洗，試漏和置換工作（系統(tǒng)未經(jīng)檢修處于保壓狀況下對(duì)的開車，不進(jìn)行該項(xiàng)工作）；（6）調(diào)凈氣柜出口水封積水；（7）開啟各氣體冷卻塔和清洗塔進(jìn)水閥，并調(diào)節(jié)好水量及各塔液位；（8）開啟貧液泵進(jìn)口閥，啟動(dòng)貧液泵，向脫硫塔打入脫硫液，并調(diào)節(jié)好液位；（9）開啟富液泵進(jìn)口閥，啟動(dòng)富液泵，向再生槽送液；（10）根據(jù)脫硫液循環(huán)量和再生液槽液位，調(diào)節(jié)好貧液泵，富液泵的打液量，并控制好貧液槽，富液槽液位計(jì)流量；（11）開啟羅茨鼓風(fēng)機(jī)，并調(diào)節(jié)好粗煤氣流量；（12）根據(jù)粗煤氣流量大小，調(diào)節(jié)好液氣比。適當(dāng)開啟清洗塔，放空閥，焦?fàn)t煤氣脫硫合格后，與壓縮工段聯(lián)系，并關(guān)閉放空閥，向壓縮機(jī)一段送氣；（13）根據(jù)再生槽的硫泡沫形成情況，調(diào)節(jié)液位調(diào)節(jié)器，保持硫泡沫的正常溢流；（14）分析粗煤氣中氧含量合格后，開啟靜電除焦油塔。1.4.5脫硫后硫化氫含量高的主要原因（1）進(jìn)入系統(tǒng)的粗煤氣中硫化氫含量過(guò)高，或進(jìn)塔粗煤氣氣量過(guò)大；（2）脫硫液循環(huán)量小；（3）脫硫液成分不當(dāng)；（4）脫硫液再生效率低或懸浮硫含量高；（5）進(jìn)脫硫塔的粗煤氣或貧液溫度高；（6）脫硫塔內(nèi)氣液偏流，影響脫硫效率；1.4.6脫硫后硫化氫含量高的處理方法（1）聯(lián)系造氣工段更換含硫量低的煤炭，降低進(jìn)脫硫系統(tǒng)粗煤氣中的硫化氫含量或適當(dāng)減少粗煤氣氣量；（2）適當(dāng)加大脫硫液循環(huán)量；（3）把脫硫液成分調(diào)整掃工藝指標(biāo)要求范圍內(nèi)；（4）檢修噴射再生器或適當(dāng)提高溶液進(jìn)再生器的壓力，增加自吸空氣量，提高溶液的再生兇案綠；檢修離心機(jī)濾網(wǎng)，減少漏泡沫量，增加再生槽硫泡沫的溢流量，減少溶液中懸浮硫含量；（5）加大氣體冷卻器的冷卻水，降低進(jìn)系統(tǒng)粗煤氣溫度；（6）檢查清理脫硫塔噴頭及填料，確定氣液分布均勻。1.5 設(shè)計(jì)任務(wù)的依據(jù)工藝參數(shù)：粗煤氣入吸收塔時(shí)H2S的含量，C1=10 g/m3凈化氣中H2S的含量，C2=0.15 g/m3入吸收塔焦?fàn)t煤氣量，G0 = 24000m3/h入冷卻塔焦?fàn)t煤氣溫度，t1=50 出冷卻塔入吸收塔焦?fàn)t煤氣溫度，t2=35 入吸收塔焦?fàn)t煤氣壓力，1.39atm(表)設(shè)計(jì)目標(biāo)：凈化煤氣中H2S濃度0.15 g/m3二、生產(chǎn)流程及方案的確定焦?fàn)t煤氣的凈化主要是要脫除煤氣中的H2S，脫硫的方法有兩種：干法脫硫、濕法脫硫。干法脫硫既可以脫除無(wú)機(jī)硫，又可以脫除有機(jī)硫，而且能脫至極精細(xì)的程度，但脫硫劑再生較困難，需周期性生產(chǎn)，設(shè)備龐大，不宜用于含硫較高的煤氣，一般與濕法脫硫相配合，作為第二級(jí)脫硫使用。濕法脫硫可以處理含硫量高的煤氣，脫硫劑是便于輸送的液體物料，可以再生，且可以回收有價(jià)值的元素硫，從而構(gòu)成一個(gè)連續(xù)脫硫循環(huán)系統(tǒng)6?，F(xiàn)在工藝上應(yīng)用較多的濕法脫硫有氨水催化法、改良蒽醌二磺酸法（A.D.A法）及有機(jī)胺法。其中改良蒽醌二磺酸法的脫除效率高，應(yīng)用更為廣泛。但此法在操作中易發(fā)生堵塞，而且藥品價(jià)格昂貴，近幾年來(lái)，在改良A.D.A的基礎(chǔ)上開發(fā)的栲膠法克服了這兩項(xiàng)缺點(diǎn)。三、生產(chǎn)流程說(shuō)明3.1反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)機(jī)理是脫硫的根本，也是整個(gè)脫硫過(guò)程中的核心部分。以下是栲膠法脫硫的反應(yīng)機(jī)理。(1) 堿性水溶液吸收H2SNa2CO3+H2SNaHS+NaHCO3(2) 五價(jià)釩絡(luò)合物離子氧化HS-析出硫磺，五價(jià)釩被還原成四價(jià)釩2V5+HS1-2V4+S+H1+ (3) 醌態(tài)栲膠氧化四價(jià)釩成五價(jià)釩，空氣中的氧氧化酚態(tài)栲膠使其再生，同時(shí)生成H2O2TQ（醌態(tài)）+V4+2H2OTHQ（酚態(tài)）+V5+2OH-2THQ+O22TQ+H2O2(4) H2O2氧化四價(jià)釩和HS-H2O2+V4+V5+2OH-H2O2+HS-H2O+S+OH-(5) 當(dāng)被處理氣體中有CO2、HCN、O2時(shí)產(chǎn)生如下副反應(yīng)：NaCO3+CO2+H2O2NaHCO3Na2CO3+2HCN2NaCN+H2O+CO2NaCN+SNaCNS2NaCNS+5O2Na2SO4+CO2+SO2+N22NaHS+2O2Na2S2O3+H2O3.2主要操作條件 3.2.1溶液組分溶液的主要組分是堿度、NaVO3、栲膠。(1) 堿度溶液的總堿度與其硫容量成線性關(guān)系，因而提高總堿度是提高硫容量的有效途徑，一般處理低硫原料氣時(shí)，采用的溶液總堿度為0.4N，而對(duì)高硫含量的原料氣則采用0.8N的總堿度。pH值為8.59.0。堿度過(guò)高，副反應(yīng)加劇。(2) NaVO3含量NaVO3的含量取決于脫硫液的操作硫容，即與富液中的HS-濃度符合化學(xué)計(jì)量關(guān)系。應(yīng)添加的理論濃度可與液相中HS-的摩爾濃度相當(dāng)，但在配制溶液時(shí)往往要過(guò)量，控制過(guò)量系數(shù)在1.31.5左右。(3)栲膠濃度作為氧載體，栲膠濃度應(yīng)與溶液中釩含量存在著化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系。從絡(luò)合作用考慮，要求栲膠濃度與釩濃度保持一定的比例，同時(shí)還應(yīng)滿足栲膠對(duì)碳鋼表面緩蝕作用的含量要求。目前還無(wú)法有化學(xué)反應(yīng)方程計(jì)算所需的栲膠濃度，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，比較適宜的栲膠與釩的比例為1.11.3左右7。工業(yè)生產(chǎn)中使用的溶液組成見下表2：表2 工業(yè)生產(chǎn)使用的栲膠溶液組成溶液類別總堿度NNa2CO3(gL-1)栲膠(gL-1)NaVO3(gL-1)稀溶液0.4341.81.5濃溶液0.8688.47.03.2.2溫度操作溫度低，再生效果差；溫度過(guò)高，副反應(yīng)加劇，生成大量硫代硫酸鈉燈鹽類，常溫范圍內(nèi)，H2S、CO2脫除率及Na2S2O3生成率與溫度關(guān)系不敏感。再生溫度在45以下，Na2S2O3的生成率很低，超過(guò)45時(shí)則急劇升高。通常吸收與再生在同一溫度下進(jìn)行，約為3040。3.2.3 CO2的影響栲膠脫硫液具有相當(dāng)高的選擇性。在適宜的操作條件下，它能從含99的CO2原料氣中將200mg/m3（標(biāo)）的H2S脫除至45mg/m3（標(biāo)）以下。但由于溶液吸收CO2后會(huì)使溶液的pH值下降，使脫硫效率稍有降低。3.3 工藝流程來(lái)自除塵工段的焦?fàn)t煤氣從脫硫塔底部進(jìn)入，與塔頂上噴淋下來(lái)的栲膠脫硫液逆流接觸，在極短時(shí)間內(nèi)完成吸收硫化氫的反應(yīng)。脫除硫化氫的煤氣由塔頂出來(lái)，經(jīng)旋流板，分離器分離掉所夾帶的液滴后去壓縮工段。脫硫后的富液由塔底出來(lái)去脫硫塔液封槽，液封槽出來(lái)進(jìn)入富液槽，然后又再生泵加壓送到噴射器，在噴射器內(nèi)自吸空氣并在喉管及擴(kuò)散管內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，然后液氣一起進(jìn)入在再生槽，由底部經(jīng)篩板上翻，進(jìn)行栲膠溶液的氧化再生和硫泡沫浮選，再生后的貧液流入貧液槽，再生脫硫泵分別送往脫硫塔，循環(huán)使用8。 噴射再生槽頂浮選出來(lái)的硫泡沫自動(dòng)溢流入中間泡沫槽，再由泡沫泵抽硫泡沫到上泡沫槽，經(jīng)加溫，攪拌，靜止分層后，排去上清液，該上清液流入富液槽內(nèi)，硫泡沫經(jīng)真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，濾液流入地下槽，硫膏進(jìn)入熔硫釜進(jìn)行熔硫，熔融硫流入鑄模，待冷卻成型后即成為副產(chǎn)品，硫膏。擬設(shè)計(jì)栲膠法脫硫及再生反應(yīng)過(guò)程如下：（1） 吸收：在吸收塔內(nèi)原料氣與脫硫液逆流接觸硫化氫與溶液中堿作用被吸收；（2） 析硫：在反應(yīng)槽內(nèi)硫氫根被高價(jià)金屬離子氧化生成單質(zhì)硫；（3）再生氧化：在噴射再生槽內(nèi)空氣將酚態(tài)物氧化為醌態(tài)；以上過(guò)程按順序連續(xù)進(jìn)行從而完成氣體脫硫凈化，濕法脫硫和再生工藝流程如下(見圖)：圖1 濕法栲膠脫硫工藝流程簡(jiǎn)圖1分離器；2脫硫塔；3水封；4循環(huán)槽；5溶液泵；6液位調(diào)節(jié)器； 7再生槽；8硫泡沫槽；9真空過(guò)濾機(jī)；10熔硫釜；11空氣壓縮機(jī)；3.4主要設(shè)備介紹 3.4.1填料塔填料塔用于要求高的H2S脫除效率。用作脫硫的填料塔每段填料間設(shè)有人孔，以供檢查用。填料塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，制造方便。這種塔體，噴淋裝置，填料再分布器，柵板以及氣，液的進(jìn)出口等部件組成。而填料是填料塔的核心部作分，填料塔操作性能的好壞與所選的填料有很大的關(guān)系，選擇填料應(yīng)當(dāng)遵循一下原則：?jiǎn)挝惑w積填料的表面積大，氣液相接觸的自由體積大；填料空隙率要大，氣相阻力小；重量輕，機(jī)械強(qiáng)度高；耐介質(zhì)腐蝕，經(jīng)久耐用，價(jià)格低廉。而填料的類型，尺寸和堆積方式?jīng)Q定于所處理的介質(zhì)的性質(zhì)。氣液流量的大小和允許的壓力降。本次設(shè)計(jì)，我選用的是聚丙烯階梯環(huán)（50mm25 mm1.5mm）的亂堆填料，這種填料塑料的表面較光滑，所以不易被硫堵塞，用這種填料同時(shí)有很高的脫硫效率。填料的作用是完成對(duì)脫硫液及氣體的再分布，同時(shí)為氣液分布提供較大的相界面。脫硫液從塔頂經(jīng)分布器均勻噴淋在填料上，再填料表面形成液膜，并向下流動(dòng)，與經(jīng)填料空隙上升的氣體接觸，完成對(duì)H2S的吸收。3.4.2氧化槽 世界上使用最多的是有空氣分布板的垂直槽，圓形多孔板安裝于氧化槽的底部，孔徑一般為2mm，空氣壓力必須克服氧化槽內(nèi)溶液的壓頭與分布板的阻力，空氣在氧化器的截面均勻的鼓泡，液體與空氣并流向上流動(dòng)，硫泡沫在槽頂部的溢流堰分離，分離硫后的清液在氧化槽頂部下面一點(diǎn)引出。這種形式的氧化槽需要鼓風(fēng)機(jī)將空氣壓入。中國(guó)很多工廠使用一種自吸空氣噴射型的氧化槽，不需要空氣鼓風(fēng)機(jī)。液體加壓從噴嘴進(jìn)入，空氣從文丘里的喉管吸入。氧化槽是一大直徑的圓槽，槽內(nèi)放置多支噴射器。氧化槽目前使用最佳的是雙套筒二級(jí)擴(kuò)大式，脫硫液通過(guò)噴射再生管道反應(yīng)，氧化再生后，經(jīng)過(guò)尾管流進(jìn)浮選筒，在浮選筒進(jìn)一步氧化再生，并起到硫的浮選作用。由于再生槽采用雙套筒，內(nèi)筒的吹風(fēng)強(qiáng)度較大，不僅有利于氧化再生，而且有利于浮選。內(nèi)筒上下各有一塊篩板，板上有正方形排列的篩孔，直徑15mm，孔間距20mm，開孔率44%。內(nèi)筒吹風(fēng)強(qiáng)度大，氣液混合物的重度小，而內(nèi)外筒的環(huán)形區(qū)基本上無(wú)空氣泡，因此液體重度大。在內(nèi)筒和環(huán)形空間由于重度不同形成循環(huán)。氧化槽的設(shè)計(jì)有如下三個(gè)基本參數(shù)要求的空氣流量；氧化器的直徑；有效的液體容積?？諝饬髁空扔诹虻漠a(chǎn)量、反比于液體在氧化器內(nèi)的有效高度，比值可按氧化器內(nèi)每米有效液面高度氧利用率為0.6%0.7%來(lái)計(jì)算。氧化器直徑正比于空氣流量與空氣比重的平方，為了得到良好的硫浮選，空氣流速一般選2530m3/(minm2)截面。液體在氧化器的停留時(shí)間正比于液體流量，要求的停留時(shí)間與氧化器數(shù)量有關(guān)，當(dāng)用一個(gè)氧化器時(shí)，停留時(shí)間約45min，用兩個(gè)氧化器停留時(shí)間不超過(guò)30min，多級(jí)氧化器有較高的氣液傳質(zhì)效率，第一個(gè)氧化器出來(lái)的液體供給第二個(gè)氧化器，硫泡沫從第二個(gè)氧化器頂部分離，第一個(gè)氧化器的空氣流量大，增大湍流使傳質(zhì)加快。第二個(gè)氧化器空氣流量較小，使硫浮選。3.4.3反應(yīng)槽內(nèi)有隔板以塊。主要作用是增加脫硫液的反應(yīng)時(shí)間。3.4.4貧液泵完成對(duì)貧液的升壓與輸送任務(wù)。3.4.5硫泡沫槽硫泡沫槽是一錐形底的鋼制圓筒，槽頂設(shè)有1525r/min的攪拌機(jī)一個(gè)，以保持槽內(nèi)硫泡沫經(jīng)常呈懸浮狀態(tài)。此槽容積可按存放36h的硫泡沫存量計(jì)算。3.4.6 過(guò)濾器工業(yè)上常用連續(xù)作業(yè)的鼓形真空過(guò)濾機(jī)，所需過(guò)濾面積可按每1m2過(guò)濾面積于1h內(nèi)能濾過(guò)干燥硫磺6080kg計(jì)算9。通常采用的真空過(guò)濾機(jī)，當(dāng)過(guò)濾面積為10m2時(shí)，其直徑為2.6m，長(zhǎng)為1.3m。中國(guó)最近使用戈?duì)柲み^(guò)濾器來(lái)過(guò)濾硫泡沫。該過(guò)濾元件是由多振過(guò)濾薄膜袋組成，多孔膜的材料是聚四氟乙烯薄膜，可根據(jù)工作負(fù)荷的大小調(diào)整過(guò)濾薄膜袋的數(shù)量和膜的孔徑，以達(dá)到良好的過(guò)濾效果，單臺(tái)過(guò)濾器的膜面積為22.550m2。戈?duì)柋∧V料由于表面有一層致密而多孔的薄膜，不需要傳統(tǒng)濾料的初始濾餅層，一開始過(guò)濾就是有效過(guò)濾，當(dāng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后濾餅層積累到一定厚度，同樣也影響過(guò)濾流量，這時(shí)可以給濾料一個(gè)以秒計(jì)的反向推動(dòng)力，將濾料表面全部的濾餅迅速而輕松地從濾料表面推卸下來(lái)，稱為反清洗。由于聚四氟乙烯自身的化學(xué)特性，它與任何物質(zhì)均不粘連，因而所有的濾餅均可被清洗下來(lái)，濾料又恢復(fù)新濾料的過(guò)濾能力，這樣過(guò)濾，反清洗，再過(guò)濾，再反清洗，一次又一次循環(huán)。這一工藝可在同樣的時(shí)間內(nèi)達(dá)到傳統(tǒng)過(guò)濾器520倍的過(guò)濾流量，而用傳統(tǒng)的過(guò)濾材料是無(wú)法實(shí)現(xiàn)這種頻繁的反清洗工藝的。戈?duì)栠^(guò)濾器是由罐體、管路、花板、濾芯、氣動(dòng)撓性閥、自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。戈?duì)柲み^(guò)濾器一般安裝在硫泡沫槽后10。泡沫液經(jīng)1#閥進(jìn)入過(guò)濾器，空氣經(jīng)3#閥排放后關(guān)閉3#閥，溶液經(jīng)上腔進(jìn)入貯槽。過(guò)濾一段時(shí)間后濾餅達(dá)到定值時(shí)，控制系統(tǒng)進(jìn)入反沖狀態(tài)，1#、2#、4#閥自動(dòng)切換，反沖清膜，濾餅脫離袋沉降到錐底部，系統(tǒng)重新進(jìn)入過(guò)濾狀態(tài)。濾餅達(dá)到一定量時(shí)，開6#閥排硫膏，去熔硫釜熔成硫磺或脫水生成硫膏出售。使用戈?duì)柲み^(guò)濾器，可將硫泡沫高度凈化，如進(jìn)過(guò)濾器前懸浮硫含量為8g/L，出膜過(guò)濾器清液懸浮硫含量8mg/L，取出的硫是硫膏，水分含量低，縮短了熔硫釜的熔硫時(shí)間，并節(jié)省蒸汽。3.4.7 熔硫釜熔硫釜是一個(gè)裝有直接蒸汽和間接蒸汽加熱的設(shè)備，其操作壓力通常為0.4MPa。其容積按能充滿70%75%計(jì)算，而放入的硫泡沫含有40%50%的水分。對(duì)于直徑1.2m，有效高度2.5m的熔硫釜，每次熔化所需的時(shí)間約為34h。脫硫主要設(shè)備都用碳鋼制作，因?yàn)槠鋬r(jià)格低廉，同時(shí)在許多的場(chǎng)合其性能可以滿足使用的要求。為了防止設(shè)備被腐蝕，除選擇適當(dāng)?shù)哪透g材料制造設(shè)備外，還可以采用防腐措施對(duì)設(shè)備進(jìn)行防腐。如在吸收塔，再生器的內(nèi)表面可適當(dāng)?shù)耐扛脖Ｗo(hù)層。或添加緩蝕劑等。而泵的密封采用機(jī)械密封，以減少溶液的漏損。機(jī)械密封是一種功耗小，泄漏率低，密封性能可靠，使用壽命長(zhǎng)的轉(zhuǎn)軸密封，被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中。以減少溶液的漏損11。機(jī)械用適當(dāng)?shù)耐苛贤克榱朔栏谖账?、再生器的表面可用適當(dāng)?shù)耐苛贤克ⅰＫ?、結(jié)束語(yǔ)隨著畢業(yè)日子的臨近，畢業(yè)論文也接近了尾聲。經(jīng)過(guò)這段日子的努力設(shè)計(jì)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是和平時(shí)所做的課題設(shè)計(jì)差不多，應(yīng)該都是自己平時(shí)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)。朦朧的想象這個(gè)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單性，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法是那么的太單純。從這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所做的過(guò)程中我越來(lái)越感受到畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，所學(xué)知識(shí)的大致縮影，而且更是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前總覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中團(tuán)結(jié)同學(xué)，互相幫助，相互討論。使我們的同學(xué)關(guān)系更近了一步，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同