焦炉煤气脱硫主要设备的工艺计算

焦炉煤气脱硫主要设备的工艺计算

山西科技　SHANXISCIENCEANDTECHNOLOGY2006年第5期　9月20日出版

●应用技术

焦炉煤气脱硫主要设备的工艺计算

张新利

(太化化工股份有限公司氯碱分公司)

摘　要:文章简单介绍了焦炉煤气中H2S的脱除工艺,重点对其主要设备的工艺计算作了详细

的论述。

关键词:焦炉煤气;脱硫;湍球塔;脱硫塔;再生塔中图分类号:TK436　　　　文献标识码:A文章编号:1004-6429(2006)05-0124-03

在煤炼焦制气过程中,原料配合煤中所含硫在高温作用

下,主要形成无机氯化物H2S和少量有机物。H2S是一种无色带刺激臭味,有毒有害的气体,对钢铁设备还有严重腐蚀性。煤气中含硫量对后续化学产品的回收及储存、运输设备、管道有重大影响。所以说H2S的脱除是炼焦生产过程中必不可少的一道工序。1　脱硫工艺

脱除煤气中的硫化氢工艺已相当成熟,方法众多。湿法脱硫一般以碱性碳酸钠、氨水溶液等吸收煤气中的硫化氢,处理能力大,脱硫和再生均能连续进行,,脱除硫化氢同时也能脱除氰化氢,栲胶法是在改良ADA,氨水为吸收剂,,更突出的优点是其运行费用低、原料成本低、不存在硫磺堵塔问题。在近期设计的煤焦化工程项目脱硫工序中,基本上都采用的是该工艺。以下就以某一焦化项目设计中采用的PDS+栲胶法湿法前脱硫为例做详细论述。1.1　主要反应原理及流程

来自前工序冷鼓工段的粗煤气先进入湍球塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触,而后依次串联进入两级填料脱硫塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流吸收后,煤气中H2S含量达到0.05g/Nm3以下,送至下工序硫铵工段。

在脱硫塔内发生的主要反应如下:NH3+H2O=NH4OH

H2S+NH4OH=NH4HS+H2ONH4OH+HCN=NH4CN+H2O

NH4HS+NH4HCO3+(X-1)S=(NH4)2Sx+CO2+H2O

在再生塔内发生的主要反应如下:

(1)NH4HS+1/2O2=S↓+NH4OH

(NH4)2Sx+1/2O2=Sx↓+2NH4OH(2)再生塔内产生的硫泡沫则由再生塔顶部扩大部分自流入硫泡沫槽,经硫处理,。1.2　2(干):46380Nm3/h;其它组分量:2484.5Nm3/h;

温度:34℃;压力:2000mmH2O。

2)煤气中H2S含量:脱硫前:6.2g/Nm3,脱硫后:50mg/Nm3。3)当地大气压:99000Pa2.2　湍球塔计算

塔径计算:

已知条件:煤气处理量:46380Nm3/h;入塔气温:34℃;压力:2000mmH2O出塔气温:36℃;压力:1700mmH2O煤气中H2S含量从6.2g/Nm3降至2g/Nm3工况下煤气体积:

V=(46380+2484.5)×(273+35)/273×101325/(99000+20000)=46940m3/h

式中:当地大气压为:99000Pa,平均温度:(34+36)/2=35℃

取空塔气速为:2.5m/s

则塔径为:D=[46940/(3600×0.785×2.5)]1/2=2.6m填料高度计算:

填料采用Φ38聚丙烯小球,比表面积101m2/m3

进口推动力:%P1=(20000/101325+1)×6.2×(22.4/34)×10-3=0.00489atm

出口推动力:%P1=(17000/101325+1)×2×(22.4/36)×10-3=0.00145atm

平均推动力:%P=(%P1-%P2)/ln(%P1/%P2)=(0100489-0.00145/ln(0.00489/0.00145)=0.00284atm

H2S的吸收量:%G=(46380+2484.5)×(6.2-2)×10-3

=205.2kg/h

取脱硫塔传质系数:K=350kgH2S/m2.h.atm

则需填料的传质面积为:F=%G/(K×%P)=205.2/(350×2.620.00284)=206.4m2填料高度:H=206.4/(0.785×

(1)(2)(3)(4)

从湍球塔中吸收了H2S和HCN的脱硫液流入溶液循环

槽,经补充浓氨水和催化剂溶液后用溶液循环泵送至再生塔(A)底部与空压站送来的压缩空气并流进入进行再生,再生液从再生塔上部返回湍球塔顶喷洒循环使用;来自再生塔(B)的脱硫贫液先入脱硫塔(B),在此吸收H2S和HCN后流至半贫液槽同样补充浓氨水和催化剂溶液,经半贫液泵加压后入脱硫塔(A),在脱硫塔(A)内吸收了H2S和HCN后成为富液流至富液槽由富液泵抽送至再生塔(B)与压缩空气并流进行再生,再生后的贫液从塔上部返回脱硫塔(B)顶循环使用。

作者简介:张新利,女,1968年11月出生,1991年毕业于太原理工大学,化工工程师,030021,山西省太原市

收稿日期:2006-05-08

焦炉煤气脱硫主要设备的工艺计算

张新利:焦炉煤气脱硫主要设备的工艺计算

×101)=0.385m

分四段设置:0.385/4=96mm,按经验取300mm,生产能力按4计

设计高度:H=300×4×1.25=1500mm=1.5m

实际采用湍球塔Φ2600mm,H=24210mm,四段填料300mm×4mm

该塔选用填料为Φ38的聚丙烯小球,其特点是:气速高,处理能力大,塔的重量轻,气液分布比较均匀,不易堵塞,特别是由于塔内湍动强烈,故质量及能量传递得以强化,因而能够较大地缩小塔径及降低塔高。2.3　填料塔计算

塔径计算:

已知条件:煤气处理量:46380Nm3/h;入塔气温:35℃;压力:1700mmH2O出塔气温:37℃;压力:1500mmH2O煤气中H2S含量从2.0g/Nm3,至50mg/Nm3,

脱硫量(46380+2484.5)×(2-0.05)=95.3kg/h工况下煤气体积:

V=(46380+2484.5)×(273+36)/273×101325/(99000+20000)=47093m3/h

式中:(35+37)/2=36℃取空塔气速为:0.6m/s

则塔径为:D=[47093/(36002=塔高计算:

1=101325+1)×2.0×(22.4/35)×10-3=0.脱硫塔出口推动力为:%P2=(15000/101325+1)×0.05×(22.4/37)×10-3=0.000035atm

平均推动力为:%P=(%P1-%P2)/ln%P1/%P2

=(0.0015-0.000035)/ln0.0015/01000035=0.0004atm

取脱硫塔传质系数:K=16kg/m2.h.atm则需填料的传质面积为:F=95.3/(16×0.0004)=1489016m2

2006年第5期　9月20日出版

填料高度:H=14890.6/(0.785×5.272×124)=5.51m

(124———填料的比表面积m2/m3)

H=5.51×1.4=7.7m

实际采用填料塔Φ5600mm,H=37000mm,三段填料350×3,捕雾段1500mm,填料塔内采用轻瓷填料,轻瓷填料在传质过程中,填料表面始终保持一层液膜,形成良好的气液接触,比其它填料具有更高的传质效率。2.4　再生塔计算

压缩空气量为:46380×(6.2-0.05)×10-3×12=3423m3/h(1kg硫磺用12m3空气)

塔径:D=[3423/(0.785×130×2)]1/2=4.095m,(再生塔鼓风强度:130m3/m2.h)

取4.2m的塔两台。扩大部分的塔径:1.2D～1.4D　D′=113×4.2=5.46m,取D′=5.6m

取脱硫液在再生塔中停留30min,湍球塔内溶液循环量:46380×(6.2-2)×10-3/0.2=974m3/h(0.2kg/m3)

则再生塔的有效容积为:

V=×(30/=V实0.:(7854.22)=46.9m扩大部分高度3m,Φ4200mm,H=49470mm,再生塔为有四层筛,操作稳定,气液分布均匀,不易堵塞。塔内做防腐处理,塔顶部为扩大部分。3　结尾

该脱硫工艺装置,使用范围广(可脱低硫和高硫气体)、脱硫效率高,不仅具有投资省,处理能力大,运行稳定连续化的特点,而且具有良好的环保效果。目前在全国500多家企业中得到广泛应用,大都取得了良好的技术效益和社会经济效益。

参考文献

[1]　煤气手册编写组.煤气设计手册(中册)[M].北京:中国

建筑工业出版社,1986.552-599.[2]　何建平等.炼焦化学产品回收与加工[M].北京:化学工

(校对:刘　业出版社,2005.103-134.芳

)

图1　工艺流程简图

(英文摘要下转第127页)

焦炉煤气脱硫主要设备的工艺计算

韦海玲等:用AFS-230E原子荧光光度计测定地表水中的砷合溶液,用去离子水定容,此时砷标准系列的含量分别为0100、

μ1100、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00g L-1。标准曲线线性回归

方程为If=270.693×C+29.243,相关系数为0.9998。2　结果与讨论2.1　检出限测定

连续测定空白溶液荧光值11次,求得空白溶液荧光值的标准偏差SD。再对在测量条件中输入的标准溶液系列做一工作曲线,根据曲线斜率K=If/C和检出限DL=3×SD/K公式

μ计算,求得砷的检出限为0.087g L-1。

2.2　精密度测定和精密度偏性检验

1)精密度测定。以最低检出限100倍浓度的标准溶液进行连续11次测定的荧光值的标准偏差除以测量平均值,得相对标准偏差为0.5%。

2)精密度偏性检验。用实验室自配的标准溶液取0.1C、0.9C(C为标准曲线的测定上限),通过标准水样、天然水样及加标水样,以随机次序每天测定一批,每次2份,共6批。计算下列参数:①批内变异MS批内;②批间变异MS批间;③批内、批间变异分析计算F值,F=

MS批间

,若F<F0.05,可评价变异MS批内

2006年第5期　9月20日出版

别加入不同量的砷标准使用溶液,测定砷的加标回收率,结果

如表1所示,加标回收率范围为95.0%～104%,符合水质分析规范要求,说明本法是可靠的。

表1　加标回收率实验结果(n=6)

水样名称

本底值/μg L

-1

加入量/μg L

-1

均值/μg L

-1平均回

收率/%

96.095.010296.010396.596.095.0104

加标回收率范围/%

0.500.911.382.470.991.542.440.831.302.43

冬训楼0.431.002.000.50

深冲0.511.002.000.50

95.0～104

一桥0.351.002.00

“不显著”;若F>F0.01,可评价变异“显著”,实验结果可能受到环境、条件的影响;若F0.05<F<F0.01,将批内变异作总变异的估计值,若F>F0.05,并予以纠正;④批内标准差SWMS批间-MS批内/n);;2

+。

3　结语

用AFS-230E,方法灵敏度高,检出限低,,准确度高;试剂用量少,减;,特别适合大批量。

5,当5%浓度低于方法给定的检测限时,。2.3　准确度测定

对浔江冬训楼、西江深冲、桂江一桥三个断面地表水样分

参考文献

.水和废水监测分析方法编委会编.水

和废水监测分析方法(第四版)[M].北京:中国环境科学出版社,2002.[2]　奚旦立,孙裕生,刘秀英编.环境监测(修订版)[M].北

京:高等教育出版社,1996.[3]　北京海光仪器公司.AFS-230E原子荧光光度计使用手

册[R].北京海光仪器公司,2005.

(校对:刘　芳)

DeterminationofArsenicinSurfaceWaterwiththe

AFS-230EAtomFluorescencePhotometer

WeiHailing,LiangChaoyu

ABSTRACT:ArsenicisoneoftheindexescontrollingdischargesinChina.AccordingtotheprincipleandmethodsoftheAFS-230E

atomfluorescencephotometer,arsenicinsurfacewaterhasbeendetermined,andtheresultshowedagoodlinearrelation,with0.9998ofcorrela2

μtioncoefficient,0.087g L-1ofpick-outlimit,0.5%ofrelativestandarddeviationand95.0%～104%ofindexedrecyclingrate,whichis

verysatisfying.

KEYWORDS:atomfluorescencephotometer;arsenic;determine

(上接第125页)

CraftCalculationofMainDesulphurizationEquipmentofCokeGas

ZhangXinli

ABSTRACT:Thisarticlehasintroducedthedesulphurizationcraftofcokegas,andmainlydiscussedthecraftcalculationofitsmaine2

quipment.

KEYWORDS:cokegas;desulphurization;desulphurizingtower,regeneratingtower

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/lpbe.html