年（330天）产15000吨脱硫工艺设计

Hefei University

《化工工艺学》课程设计

题目： 年（330天）产15000吨脱硫工艺设计 系别： 化学与材料工程系 班级： 姓名： 学号： 教师:

2015-07-07

年（330天）产15000吨脱硫工艺设计

化工工艺课程设计任务书

一、设计题目：脱硫工艺设计 二、设计条件及任务

1、生产能力：15000 t/a（10000 t/a）；年工作日：330天（300天）；四人人均一题 2、进气组成（体积比）：

(1) 造气工段来半水煤气（干气%）：3277.33Nm3/tNH3 ，H2S：2.06g/Nm3

F1

F2 F 3 F 4 F 5 F 6

CO% 28.26 27.26 28.26 29.26 30.26 31.26

CO2% 9.99 10.99 10.00 8.99 9.99 10.99

H2% 38.68 38.68 38.67 37.68 36.68 34.68

N2% 21.74 21.74 21.74 22.74 21.74 21.74

CH4% 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03

O2% 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30

(2) 精炼工段再生气（干气%）：122.67Nm3/tNH3 ，H2S：2.06g/Nm3

CO% 76.51

CO2% 10.30

H2% 6.03

N2% 6.95

CH4% 0.21

3、脱硫后半水煤气中H2S 含量 ≤ 0.07g/Nm3

三、设计内容

变脱工段在合成氨生产起的作用是脱除变换气中的H2S，经过变脱工段后的气体中的

3

H2S含量降到0.07G/m以下，气体中的H2S对后工序的影响已经很小，符合工业生产要求。 1、绘制带控制点的工艺流程图； 2、系统物料、能量衡算；

3、系统主要设备能力及触媒装填量核算；

4、该工段设备多，工艺计算复杂，分变换炉能力及触媒装填量核算、系统热量核算和系统水循环设备及能力核算。

四、设计说明书概要

1. 目录（设计任务书，概述，热力计算，结构设计与说明，设计总结，附录，致谢，参考文献，附工艺流程图及主体设备图各一张（要求工艺流程图出A4图，要求主体设备用AutoCAD出A4图） 2. 概 述

3. 热力计算（包括选择结构，传热计算，压力核算等） 4. 结构设计与说明 5. 设计总结 6．附 录 7．致 谢 8. 参考文献

9. 附工艺流程图及主体设备图各一张

- 1 -

年（330天）产15000吨脱硫工艺设计

目 录

第一章 综 述 .................................................. - 1 -

1.合成氨工业在国民经济中的地位 .............................. - 1 - 2.合成氨工艺中变脱的必要性 .................................. - 1 - 3.变换气脱硫工艺路线的选择 .................................. - 1 -

3. 1 干法脱硫 ........................................... - 1 - 3.2 湿法脱硫 ............................................. - 2 -

第二章 基本原理 ............................................... - 3 -

1 改良ADA法脱硫 ............................................ - 3 - 2 基本原理 .................................................. - 3 -

2.1简介 ................................................. - 3 - 2.2改良ADA脱硫的反应原理 ............................... - 3 -

第三章 改良ADA法脱硫的计算 .................................... - 5 -

1 基础物性数据 .............................................. - 5 - 2 物料衡算 .................................................. - 5 - 3 热量衡算 .................................................. - 7 -

3.1 冷却塔热衡算 ......................................... - 7 - 3.2 硫泡沫槽热量衡算 ..................................... - 7 - 3.3熔硫釜热量衡算 ....................................... - 8 - 4 填料吸收塔计算 ............................................ - 9 -

4.1塔径 ................................................. - 9 - 4.2 填料高度计算 ........................................ - 10 - 5喷射再生槽计算 ............................................ - 11 -

5.1 槽体计算 ........................................... - 11 - 5.2喷射器计算 .......................................... - 12 -

第四章 主要设备的规格与参数 ................................... - 16 - 第五章 致 谢 .................................................. - 17 - 化工设计感想 ................................................... - 18 - 参考文献 ....................................................... - 19 -

- 2 -

年（330天）产15000吨脱硫工艺设计

第一章 综 述

1.合成氨工业在国民经济中的地位

合成氨工业是基础化学工业之一。其产量居各种化工产品的首位。氨本身是重要的氮素肥料，除石灰氮外，其它氮素肥料都是先合成氨，然后加工成各种铵盐或尿素。将氨氧化制成硝酸，不仅可用来制造肥料(硝酸铵、硝酸磷肥等)，亦是重要的化工原料，可制成各种炸药。氨、尿素和硝酸又是氨基树脂、聚酰胺树脂、硝化纤维素等高分子化合物的原料。以其为原料可制得塑料、合成纤维、油漆、感光材料等产品。作为生产氨的原料一氧化碳、氢气合成气，可进行综合利用，以联产甲醇及羰基合成甲酸、醋酸、醋酐等一系列碳一化工产品。以做到物尽其用，减少排放物对环境的污染，提高企业生产的经济效益。已成为当今合成氨工业生产技术发展的方向。国际上对合成氨的需求，随着人口的增长而对农作物增产的需求和环境绿化面积的扩大而不断增加。

2.合成氨工艺中变脱的必要性

近年来脱硫问题日益受到以煤、焦为原料的氮肥企业的重视，特别是变换气脱硫问题也已列入各企业的议事日程！在中、小型合成氨厂中，若变换气中的H2S含量不太高，对以碳铵为主要产品的企业危害并不太大，因为氨水对H2S有很好的脱除作用，一般情况下碳化后尾气中H2S的质量浓度均能达到0.02g/m3的要求，而且少量H2S是保护碳化塔及其附属设备不受浓氨水腐蚀所必须的。但是，降低入碳化工段的变换气中H2S的含量对合成触媒的保护及保证碳铵的含水量达到国家标准都是非常有利的!对以尿素、甲醇为产品的企业，变换气中的H2S的脱除就很有必要\特别是近年耐硫低变触媒的普遍采用和全低变，中低低工艺的开发及应用，为保护耐硫低变触媒不致反硫化，各厂有意放松对半水煤气脱硫的要求，使变换气中H2S有所提高，这更加重了H2S对后工段工艺过程的破坏。因此，变换气脱硫问题就显得尤为突出，甚至非上不可\对需采取物理脱碳的厂， H2S不仅对脱碳工艺本身构成威胁，而且使CO2中H2S含量超标，需增加CO2的脱硫系统才能达到工艺要求。这从工艺的合理性以及投资和操作费用等方面来看，均不如设置变换气脱硫来得经济。因此，变换气脱硫是合成氨安全、稳定生产的必然选择！

3.变换气脱硫工艺路线的选择

脱硫工艺分为干法和湿法两种，涉及的脱硫剂品种繁多，脱硫机理也各不相同。 3. 1 干法脱硫

- - 1 - -

年（330天）产15000吨脱硫工艺设计

干法脱硫一般不需运转设备，对硫的脱净度比较高，在一些企业和变换气脱硫中有过应用，脱硫剂大多采用较为廉价的氧化铁和活性炭等，但由于硫容的限制，再生较困难，脱硫剂更换频繁，多为一次性使用。若用于含硫量较高的变换气脱硫，就会造成脱硫剂用量大，更换频繁、费用高、劳动强度大等现象。因此干法脱硫一般用于气体的精脱硫。对变换气脱硫来说，单独使用干法脱硫在经济上是不合理的。 3.2 湿法脱硫

以碱性溶液吸收酸性气体硫化氢，同时选择适当的氧化催化剂，将溶液中被吸收的硫化氢氧化成单体硫，因而是脱硫容易得到再生，并获得副产品硫磺。此后，还原态的氧化催化剂可由空气氧化成氧化态再循环使用。此法采用溶液吸收，且氧化再生是其特点，故将此脱硫方法称为湿法氧化法脱硫。

以煤、焦为原料的中、小型氮肥厂主要采用化学吸收法的液相催化法，如KCA法、MSQ法、PDS法、栲胶法等。尽管液相催化剂各不相同，但吸收剂主要为氨和Na2CO3。前些年，由于Na2CO3供应较为紧张，而氨可由本厂回收的氨水来解决，所以小氮肥厂以氨为吸收剂居多随着我国Na2CO3市场供求关系的变化，近年来采用Na2CO3作为吸收剂的厂家越来越多。

- - 2 - -

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库年（330天）产15000吨脱硫工艺设计在线全文阅读。