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脱硫技术方案 一、 项目概述 二、 脱硫工艺的选择 由于原料气中含硫化氢高达18.21g/NM3,而变压吸附进口要求硫化氢低于300mg/NM3,考虑脱硫溶液循环量太大、脱硫过程堵塔的因素及干法脱硫费用与劳动强度较大,本工艺选择喷旋塔→填料塔→填料塔三级脱硫工艺,以确保脱硫效果。 三、 脱硫的原理 该技术方案以碳酸钠水溶液为吸收剂,PDS为脱硫催化剂进行脱硫。 ⑴、 吸收过程反应 Na2CO3+H2S=2NaHS+NaHCO3 ⑵、 再生反应 4HS-+O2=2H2O +4S↓ 四、 工艺流程简述 原料气来自气柜,由罗茨风机加压至39.2KPa,进入罗茨风机出口冷却塔,降温后进入一级喷旋脱硫塔,与此同时,由一级脱硫泵1#贪液槽中的碱液经1#贪液冷却器后送入塔中,气体中的H2S被脱除到6 g/NM3左右后,进入二级旋流板脱硫塔,与此同时,由二级脱硫泵将2#贪液槽中贪液经2#冷却器后送入二级脱硫塔中,气体中的H2S被脱除到2 g/NM3左右后,进入三级脱硫塔, 与此同时,由三级脱硫泵将3#贪液槽中贪液送入三级脱硫塔中, 气体中的H2S被脱除到小于300mg/NM3后,进入洗涤塔洗涤后, 送至压缩机入口。 一级脱硫塔出口富液,经一级再生泵送至一级双吸氧化再生槽,经两级自吸喷射器后,将液体中的HS-氧化为单质硫,使得脱硫液得到再生并循环利用,并获得副产品硫磺。 二级脱硫塔出口富液,经二级再生泵送至二级双吸氧化再生槽,经两级自吸喷射器后,将液体中的HS-氧化为单质硫,使得脱硫液得到再生并循环利用,并获得副产品硫磺。 三级脱硫塔出口富液,经三级再生泵送至三级氧化再生槽,经自吸喷射器后,将液体中的HS-氧化为单质硫,使得脱硫液得到再生并循环利用,并获得副产品硫磺。 本工段设置有安全水封,当压缩机突然仃车时,罗茨风机出口气体可直接回气柜出口,以防罗茨风机打坏。 五、 主要设备选型 ㈠、 原料气组成 名称
| 单位
| 组分
| H2
| N2
| CH4
| CO2
| C2
| C3
| C4
| C5
| H2S
| 合计
| 原料气
| V%
| 41.39
| 21.58
| 12.45
| 0.83
| 4.66
| 11.79
| 4.10
| 2.00
| 1.20
| 100
| NM3/h
| 8278
| 4316
| 2490
| 166
| 932
| 2358
| 820
| 400
| 240
| 20000
|
㈡、 工艺条件 ①、 原料气流量:20000NM3/h ②、 罗茨风机入口压力:-5kPa ③、 罗茨风机出口压力:39.2 kPa ④、 罗茨风机入口温度:35℃ ⑤、 一级喷旋脱硫塔进口H2S:18.21g/NM3 ⑥、 二级脱硫塔进口H2S: 6 g/NM3 ⑦、 三级脱硫塔进口H2S: 2 g/NM3 ⑧、 三级脱硫塔出口H2S: 300mg/NM3 2、罗茨风机 原料气流量:Qs= × × =358.38m3/min 查章丘风机样本:型号:RRG—500、流量:430.9 m3/min;升压:39.2 kPa; 转速:730;电机:Y450—8,355KW,6000V。 选两台,一开一备。 3、冷却塔 ①、实际工作压缩比 ε= =1.322 ②、气体绝热指数 r=1.322 ③、冷却塔入口温度 T2=T1( ) =308×1.322 =328K T2=328-273=55℃ ④、冷却塔入口气量 查表55℃时,水的饱和蒸汽压为:0.1605kg/cm2 Vo= × × ×(1+ )=5.44m3 ⑤、冷却塔径 空塔气速取1.5m/s,则 D= (5.44/0.785×1.5) =2.149m 园整后取Do=2200mm ⑥冷却塔塔高 按H/D≥6,则H=6D=6×2200=13200mm 选取冷却塔为:Φ2200×13200×8 4、一级脱硫泵 脱硫液循环量:硫容取0.5g/L,则 Q= ×(18.21-6)=488.4M3/h 查泵样本,型号为:12Sh—9A,流量:530M3/h,扬程:55m,电机:Y315—4/132。 选取12Sh—9A泵两台,一开一备。 5、一级再生泵 型号:12Sh—6B,流量:540M3/h, 扬程:72m,电机:Y355—4/250/6KV。 选取12Sh—6B泵两台,一开一备。 6、一级脱硫塔 ①、喷射段 ⅰ、喷嘴数 喷旋脱硫塔因70%--80% H2S在喷射段脱除,所以喷射段流量为:488×O.7=341 M3/h,每个喷嘴取流量:35 M3/h,则 L=341/35=9.7(个),实取10个。 ⅱ、喉管部分 喉管直径:d=( × × × ) =0.7m 喉管长度:L1=0.5d=0.350m ⅲ、尾管部分 尾管直径:尾管流速一般取2—6m/s,现取6m/s,则 d=( × × × ) =1.01m 实取d=1000mm。 尾管长度: ⅰ、尾管吸收容积 Va=2.303× × ㏒18.21/6×1/2.457=2.51m3 ⅱ、尾管长度 L2=2.51/0.785=3.2M 实取L=2L2=6.4M ②、旋流板吸收塔 ⅰ、操作状态下原料气的分子量 M=17/22.4× × =0.93 ⅱ、操作状态下原料气的负荷 V=20000× × =16292.95M3/h ⅲ、旋流板直径 Do=10 =1253.5mm 园整Do=1250mm ⅳ、塔径 D=1.2Do=1500mm 选取Φ1500×16000×10喷旋脱硫塔一台。 7、二级旋流板塔 选取Φ1500×16000×10喷旋脱硫塔一台。 8、二级脱硫泵 脱硫液循环量:硫容取0.3g/L,则 L= ×(6-2)=266.67M3/h 查泵样本,型号为:8Sh—13,流量:288M3/h,扬程:41.3m电机:225M—2/45。 选取8Sh—13泵两台,一开一备。 9、二级再生泵 型号:8Sh—9,流量:288M3/h, 扬程:62.5m,电机:280S—2/75。 选取8Sh—9泵两台,一开一备。 10、三级脱硫塔 空塔气速取0.7m/h,则 D= =2.87m 园整取D=3000mm。 选取脱硫塔为Φ3000×27000×10。 11、三级脱硫泵 脱硫液循环量:硫容取0.1g/L,则 L= ×(2-0.3)=340M3/h 查泵样本,型号为:10Sh—9,流量:360M3/h,扬程:42.5m电机:280S—4/75。 选取10Sh—9泵两台,一开一备。 12、三级再生泵 型号:10Sh—6,流量:360M3/h, 扬程:71m,电机:Y315M—4/132。 选取10Sh—6泵两台,一开一备。 13、一级再生槽 氧化1KgH2S理论需空气1.57M3,实际需空气量是理论的8—15倍,则需空气量为:20000×(18.21-6) ×1.57×8/1000=3067M3/h。 再生吹风强度一般为:45—80m3/m2.h,故再生槽直径为: D= =6.98M 实际取再生槽直径:7000mm。 再生槽有效高度:富液在再生槽中仃留时间一般为15—20min, H1= =4.59m 选取再生槽为:Φ7000/7800/8600×6900(9200)。 14、二级再生槽 选取再生槽为:Φ5800/6400/7200×5900(7900)。 15、三级再生槽 选取再生槽为:Φ4500/5300/6100×5900(7900)。 六、 设备一览表 序号
| 设备名称
| 规格及型号
| 数量
| 1
| 冷却塔
| Φ2200×13200×8
| 1
| 2
| 喷旋脱硫塔
| Φ1500×16000×10
| 1
| 3
| 旋流板脱硫塔
| Φ1500×16000×10
| 1
| 4
| 填料脱硫塔
| Φ3000×27000×10
| 1
| 5
| 一级再生槽
| Φ7000/7800/8600×6900(9200)
| 1
| 6
| 二级再生槽
| Φ5800/6400/7200×5900(7900)
| 1
| 7
| 三级再生槽
| Φ4500/5300/6100×5900(7900)
| 1
| 8
| 一级贫液冷却器
| Φ1000、F=350M2
| 1
| 9
| 二级贫液冷却器
| Φ800、F=220M2
| 1
| 10
| 洗涤塔
| Φ2200×13200×8
| 1
| 11
| 一级贫液槽
| Φ5000×5000×8
| 1
| 12
| 二级贫液槽
| Φ4000×5000×8
| 1
| 13
| 三级贫液槽
| Φ4500×5000×8
| 1
| 14
| 一级富液槽
| Φ5000×5000×8
| 1
| 15
| 二级富液槽
| Φ4000×5000×8
| 1
| 16
| 三级富液槽
| Φ4500×5000×8
| 1
| 17
| 化碱槽
| Φ1500×2000×8
| 1
| 18
| 一级脱硫泵
| 12Sh—9A
| 2
| 19
| 二级脱硫泵
| 8Sh—13
| 2
| 20
| 三级脱硫泵
| 10Sh—9
| 2
| 21
| 一级再生泵
| 12Sh—6B
| 2
| 22
| 二级再生泵
| 8Sh—9
| 2
| 23
| 三级再生泵
| 10Sh—6
| 2
| 24
| 化碱泵
| IS50—32--125
| 2
| 25
| 罗茨鼓风机
| RRG—500
| 2
|
|