湿法脱硫设备计算[1]

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1、一、工艺流程　　二、设计计算定额　　1.煤气处理量7000Nm3/h　　2.脱硫塔前煤气硫化氢含量0.8g/Nm3　　3.脱硫塔后煤气硫化氢含量20mg/Nm3　　4.脱硫效率98％　　5.脱硫塔煤气进口温度35℃　　6.脱硫塔煤气进口压力11000Pa　　7.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△p

2、1=[11000/101325+1]×0.8×(22.4/34)×(1/1000)×101325=59.2PαH2S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=1.5Pα　　　　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ZHΦ240，比表面90m2/m3，空隙率0.75m3/m3

3、，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(86.4×1000)/7506=11.5L/m3，符合脱硫塔的液气比要求。　　　　　2.喷

4、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：　　选用4个喷射器，每个喷射器的液体流量为Q1=86.4/4=

5、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Φ73x4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=(γL/α)(Q/3600Fzα)2　　式中：　　Q-喷射器液体流量(m3/h)；　　　　　　γL-液体重度，取γL=1170kg/m3　　α-流速系数，单孔喷嘴取为0.95；　　FZ-喷嘴出口截面积m

6、2　　△p=1170/2[21.6/(3.46×10-4×0.95×3600)]2=195kpα。　　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mm2　　FH=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

7、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Φ89×4，则FK=0.785×812=5150mm2。　　选吸气室为Φ159×4.5，内半径R=75mm，溶液进口管外半径r=36.5mm，求圆心角α：cosα/2=r/R=36.5/75=0.487，α/2=60.9o，α=121.8o。　　求弦长b：　　b=2Rsinα/2=2×75×sin60.9o=131mm。　　　　FS略小于PK