脱硫技术方案
2013-11-9 16:31:42 点击：
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
3 n, n* K9 F% C4 E |
|||||||||
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
|
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