山西科技SHANXISCIENCEANDTECHNOLOGY●应用技术2006年第5期9月20日出版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HS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:TK436文献标识码:A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HS和少量有机物。HS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。:1004-6429(2006)05-0124-03在再生塔内发生的主要反应如下:NHHS+1/2O=S↓+NHOH(NH)Sx+1/2O=Sx↓+2NHOH(1)(2)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HS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,具有处理能力大,脱硫和再生均能连续进行,劳动强度小等优点,在脱除硫化氢同时也能脱除氰化氢,被国内外焦化厂普遍采用。栲胶法是在改良ADA法的基础上进行改进、研究发展起来的一种更先进的湿法煤气脱硫技术。它采用栲胶为催化剂,氨水为吸收剂,气体净化度高、硫回收率高,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HS含量达到0.05g/Nm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: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,生产硫磺外售。1.2工艺流程工艺流程简图见图1。2主要设备计算2.1主要工艺条件:1)进装置煤气量(干):46380Nm/h;其它组分量:2484.5Nm/h;温度:34℃;压力:2000mmHO。2)煤气中HS含量:脱硫前:6.2g/Nm,脱硫后:50mg/Nm。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:46380Nm/h;入塔气温:34℃;压力:2000mmHO出塔气温:36℃;压力:1700mmHO煤气中HS含量从6.2g/Nm降至2g/Nm工况下煤气体积:V=(46380+2484.5)×(273+35)/273×101325/(99000+20000)=46940m/hNH+HO=NHOHHS+NHOH=NHHS+HONHOH+HCN=NHCN+HO(1)(2)(3)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/sNHHS+NHHCO+(X-1)S=(NH)2Sx+CO+HO(4)从湍球塔中吸收了HS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HS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HS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・124・则塔径为:D=[46940/(3600×0.785×2.5)]=2.6m填料高度计算:填料采用Φ38聚丙烯小球,比表面积101m/m进口推动力:%P=(20000/101325+1)×6.2×(22.4/34)×10=0.00489atm出口推动力:%P=(17000/101325+1)×2×(22.4/36)×10=0.00145atm平均推动力:%P=(%P-%P)/ln(%P/%P)=(0100489-0.00145/ln(0.00489/0.00145)=0.00284atmHS的吸收量:%G=(46380+2484.5)×(6.2-2)×10=205.2kg/h取脱硫塔传质系数:K=350kgHS/m.h.atm则需填料的传质面积为:F=%G/(K×%P)=205.2/(350×0.00284)=206.4m填料高度:H=206.4/(0.785×2.6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...