湿法脱硫设备计算1

1、一、工艺流程二、设计计算定额1.煤气处理量7000Nm3/h2.脱硫塔前煤气硫化氢含量0.8g/Nm33.脱硫塔后煤气硫化氢含量20mg/Nm34.脱硫效率985.脱硫塔煤气进口温度356.脱硫塔煤气进口压力11000Pa7.脱硫塔煤气出口压力10000Pa三、设备计算1.脱硫塔：(见图一)进脱硫塔湿煤气体积为V=7000×(273+35)/273×(1.01325×105)/(1.01325×105+11000-5720)=7506m3/h(式中5720为35时饱和水蒸气压力Pa) 脱硫塔进口吸收推动力为p1=11000/101325+1×0

2、.8×(22.4/34)×(1/1000)×101325=59.2P H2S物质的量脱硫塔出口吸收推动力为p2=10000/101325+1×0.02×(22.4/34)×(1/1000)×101325=1.5P硫化氢的吸收量为G=7000×(800-20)/(1000×1000)=5.46kg/h脱硫塔的传质系数K取为17×10-5kg/(m2·h·Pa)，则需用传质面积为F=5.46/(17×10-5×15.7)=2046m2选用多孔组合洗涤环ZH24

3、0，比表面90m2/m3，空隙率0.75m3/m3，需填料体积V1=2046/90=22.73m3。取每层填料层高1.8m，则共需N=22.73/(1.8×0.785×22)=4.02，共设四层。取脱硫吸收液的硫容量为0.20kg/m3，则溶液循环量(即脱硫塔顶的喷淋量)为L=5.46/0.20=27.3m3/h喷淋密度校核：脱硫塔的喷淋密度为l=27.3/(0.785×22)=8.69m3/(m2·h)；按喷淋密度27.5m3/(m2·h)计算得到的喷淋量为27.5×0.785×22=86.4m3；脱硫塔的液气比为(86.

4、4×1000)/7506=11.5L/m3，符合脱硫塔的液气比要求。2.喷射再生槽(见图二)设备计算a.再生槽直径取空气用量为溶液量的4倍，取空气鼓风强度为80(m3/m2·h)，则：空气量A=4×86.4=346m3/h；1.4倍，选为3.4m。b.再生槽的高度再生槽内溶液停留时间为8分钟，则再生槽的有效容积为V1=86.4×(8/60)=11.5m3。再生槽的充满率取为90，故再生槽的实际有效容积为V=11.5/0.90=12.8m3。再生槽有效高为H=12.8/(0.785×2.42)=2.83m。3.喷射器(见图三)的设备计算a.喷嘴：

5、选用4个喷射器，每个喷射器的液体流量为Q1=86.4/4=21.6m3/h。=20.6mm，取d=21mm。喷嘴出口截面积为Fz=0.785×212=346mm2。喷嘴喉管长度根据经验L1=2.5d=53mm，喷嘴入口(即溶液入口)直径d1=3d=21×3=63mm，入口管选用73x4无缝钢管。喷嘴总长度为L=L1+L2=53+179=232mm。b.喷射器溶液入口压力喷射器的压力降P按下式计算p=(L/)(Q/3600Fz)2式中：Q-喷射器液体流量(m3/h)；L-液体重度，取L=1170kg/m3-流速系数，单孔喷嘴取为0.95； FZ-喷嘴出口截面积m2p=1170

6、/221.6/(3.46×10-4×0.95×3600)2=195kp。c.混合管计算混合管断面积FH=AFZ式中：A一传质型喷射器形状系数，取为8.5；FZ一喷嘴出口截面积mm2FH=8.5×346=2940m2。混合管直径为取混合管长度为混合管直径的20倍，则混合管长度L=20DH=1300mm。d.吸气室的计算式中：VK-自吸空气在管道内流速，取为5m/s；GK一单管空气量，为86.4m3/h式中：VY一溶液流速，取为2m/s；GY一单管溶液量，为21.6m3/h吸气室面积的计算：喷射器的吸气室应有足够的容积，使气体畅通无阻，以免影响抽吸效率，它的

7、截面积以吸气室的截面积等于或略小于空气进口管内截面积为宜。空气进口管为89×4，则FK=0.785×812=5150mm2。选吸气室为159×4.5，内半径R=75mm，溶液进口管外半径r=36.5mm，求圆心角：cos/2=r/R=36.5/75=0.487，/2=60.9o，=121.8o。求弦长b：b=2Rsin/2=2×75×sin60.9o=131mm。FS略小于PK，故选用合适。取吸气室高度H=300mm入口120mm。e.扩散管及尾管汁算尾管直径计算：用108×4无缝钢管为尾管。扩散管长度：用3.5m。4.富液槽的计算选

8、用富液槽内溶液停留时间为15分钟，则富液槽的容积为V=86.4/60X15=21.6m3，选用富液槽3500，H=3500一台。5.贫液槽的计算贫液槽用于开工时制备溶液和事故时储存溶液，因此贫液槽的有效容积不应小于一台再生槽的总容积，选用贫液槽3500，H=3500一台。6.溶液加热器的计算a.热平衡1)空气带走热量q1空气量为346m3/h，再生槽出口温度为40，进口空气温度按冬季最冷月平均温度计算，取为-3，最冷月平均相对湿度取73，40饱和蒸汽分压为750mmH2O，-3饱和蒸汽分压为47mmH2O，则空气带入溶液中的水分为：346×(47×0.73)/(10332-

9、47×0.73)(8/22.4)=0.93kg/h空气40时应带出的水分为346×75/(10332-750)×(18/22.4)=21.8kg/h，扣除带入溶液中的水分，则空气中实际带走的水分为21.8-0.9kg/h，在40时水蒸汽的汽化热为2408.7kJ/kg，则空气带走的热量为：q1=20.9×2408.7=50342kJ/h空气升温带走显热较小，可忽略不计2)粗气带走热量q2进塔粗气温度为35，出塔粗气温度为40，则q2=7506×1.34×(40-35)=50290kJ/h。式中：1.34×-粗气比热(kJ/m

10、3·)3)粗气含水所带走的热量q3粗气含水量为：7506×(51.2-39.7)/1000=86.3Kg/h式中：51.2-40为1m3饱和粗气中水蒸汽含量(g)；39.7-35为1m3饱和粗气中水蒸汽含量(g)在40时水蒸汽的汽化热为2408.7kJ/kg，则q3=86.3×2408.7=207871kJ/h。4)设备热损失q4脱硫塔、再生槽、富液槽及管道的外表面积总和约400m2，取k=50kJ/m2·h，则q4=400×50×(40+3)=860000kJ/h5)化学反应热q5考虑硫代硫酸钠生成率为H2S的4，则上述两项反应热为

11、265.0×0.96+155.6×0.04=260.6千焦/克分子H2S所以q5=7000×(0.8-0.02)/34×260.6=41849kJ/h据以上计算需要补充热量Q=q1+q2+q3+q4-q5=50340+50290+207871+860000-41849=1126652kJ/hb.蒸汽量为补充以上所需热量，所需蒸汽量为G=1126652/2129=529kg/h；式中2129-0.3MPa饱和蒸汽的气化潜热(kJ/kg)。c.加热器加热面积蒸汽压力0.3MPa，温度为144，溶液出口温度为45，取传质系数K=840kJ/m2·h·， 加热器所