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年产十万吨煤气干法脱硫催化剂选择设计.doc

年产十万吨煤气干法脱硫催化剂选择设计

怪癖少女滴暗爱
2019-06-05 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《年产十万吨煤气干法脱硫催化剂选择设计doc》,可适用于综合领域

太原工业学院毕业设计I摘摘摘摘要要要要煤气是重要的中高热值气体燃料,既可用于钢铁生产,也可供城市居民使用,还可作为原料气用于生产合成氨、甲醇等产品,不论采用何种方式利用焦炉煤气,其硫含量都必须降低到一定程度。焦炉煤气中一般含硫化氢~gm,含氨~gm,含氰化氢~gm。硫化氢(HS)及其燃烧产物二氧化硫(SO)对人体均有毒性,氰化氢的毒性更强。氰化氢和氨在燃烧时生成氮氧化物(NOX),二氧化硫与氮氧化物都是形成酸雨的主要物质,煤气的脱硫脱氰洗氨主要是基于环境保护的需要。此外,对轧制高质量钢材所用燃气的含硫量也有较高的要求,煤气中HS的存在,不仅会腐蚀粗苯系统设备,而且还会使吸收粗苯的洗油和水形成乳化物,影响油水分离。因此,脱除硫化氢对减轻大气和水质的污染、加强环境保护以及减轻设备腐蚀均有重要意义。为了预防或减少煤燃料对环境和人体健康带来的危害,必须脱去煤气中的硫。然而从企业的角度来看,在选择煤气净化工艺时,应结合企业自身情况和煤气用途以及脱硫目的,从投资、运行费用、环境、净化指标、设备材质、控制要求和产品结构等诸多方面进行综合分析比较,选择合适的煤气脱硫催化剂。研究表明:氧化铁脱硫剂时最适合该生产工艺的催化剂。关键词关键词关键词关键词::::煤气煤气煤气煤气,,,,干法脱硫干法脱硫干法脱硫干法脱硫,,,,催化剂催化剂催化剂催化剂太原工业学院毕业设计IIThechoiceofGasDesulfurizationCatalystinTenThousandTonsAnnualAbstractGasistheimportanthighcalorificgasfuel,notonlyforironandsteelproduction,butalsoforurbanresidentsneeds,besides,itcanbeusedtoproducesyntheticammoniaasrawmatirial,methanolandothergoodsThecontentofsulfurmustbereducedtosomeextent,regardlessofusingcokeovengasinanywaysCokeovengasgenerallycontainshydrogensulfide~gm,ammonia~gm,includingHydrogenCyanide~gmHydrogenSulfide(HS)anditscombustionproducts,SulfurDioxide(SO)aretoxictohumans,lessthanHydrogenCyanideNitrogenoxidesarethecombustionproductsofHydrogenCyanideandAmmonia,whicharethemainfactorstocausetheacidrainaswellasHydrogenSulfide,cyanidegasdesulfurizationandammoniawashingismainlybasedontheneedofenvironmentalprotectionInaddition,therearehighrequirementsforthecontentofsulfurinproductionofhighqualityrolledsteelThepresenceofHSinfuelgas,notonlycauterizesbenzenesystemequipment,butalsomakeswashoilandwaterabsorbingbenzeneformemulsion,preventingoilwaterseparationTherefore,itsimportantfortheremovalofhydrogensulfidetoreducieairandwaterpollution,enhanceenvironmentalprotectionandtoreduceequipmentcorrosionInordertopreventorreducethedamageofcoalfuelontheenvironmentandharmhumanhealth,gasinthesulfurmustbetakenoffHowever,foracompany,whenmakingachoiceonthegaspurificationprocess,theyshouldcombinewiththeirownsituationandtheuseofgas,aswellasthepurposeofdesulfurization,andselecttheappropriategasdesulfurizationcatalystbycomprehensiveanalysisandcomparisonfromtheinvestment,operatingcost,theenvironment,cleaningindicator,equipmentmaterials,controlrequirements,productstructureandmanyotheraspects太原工业学院毕业设计IIITheresearchshowthatironoxidedesulfurizationisthemostsuitablecatalystintheproductionprocessKeywords:gasdrydesulfurizationcatalyst太原工业学院毕业设计IV目目目目录录录录摘要IAbstractII目录IV前言()论文的研究意义和目的()论文的研究意义()论文研究的目的()煤气脱硫工艺()脱硫方法的分类()干法脱硫技术()干法脱硫的优缺点()干法脱硫剂()铁系脱硫剂()锌系脱硫剂()其他脱硫剂()几种常用脱硫剂的作用原理及其特点()氧化铁脱硫剂()氧化锌脱硫剂()活性炭脱硫剂()计算部分()计算所需一些特性数据()几种常见脱硫剂的特性数据()要求脱硫的煤气的主要成分及其百分含量()干法脱硫的流程示意图()关于脱硫剂用量及周期的计算()预脱硫塔中脱硫剂用量及周期的计算()太原工业学院毕业设计V精脱硫塔中脱硫剂用量及周期的计算()脱硫剂的成本核算()脱硫剂的填装计算()结果分析及讨论()计算得出数据对比()结论()对该设计的一些问题的分析参考文献()致谢()太原工业学院毕业设计前言前言前言前言能源是人类赖以生存和发展的基础,随着人们对环境保护及保证企业最终产品质量意识的提高,人们对能源的洁净利用日趋重视。发生炉煤气作为我国主要能源之一,是煤炭的一种洁净利用方式,在我国的玻璃、建材、化工、机械、耐火材料等行业被广泛的应用,近年来,人们对煤气净化程度的认识已经不止是煤气中的含尘量、含焦油量和含水量等的概念,人们开始更加重视煤气中的含硫量。煤气中HS的脱除程度已成为其洁净度的一个重要指标。干法脱硫工艺是利用固体吸收剂脱除煤气中的硫化氢,多采用固定床原理,操作简单可靠,脱硫精度高,但处理量小,适用于低含硫气体的处理,一般多用于二次精脱硫。但是由于气固吸附反应速度较慢,因此该工艺运行的设备一般比较庞大,再者由于吸附剂硫容的限制,脱硫剂更换频繁,消耗量大,而且脱硫剂不易再生,致使运行费用增高,劳动强度大,同时不能回收成品硫,废脱硫剂、废气、废水严重污染环境,因此,在大型焦化和钢铁行业,如果焦炉煤气不进行深加工(如焦炉煤气制甲醇),一般不考虑干法脱硫中小型焦化厂主要采用干法工艺。煤气干法脱硫技术应用较早,最早应用于煤气的干法脱硫技术是以沼铁矿为脱硫剂的氧化铁脱硫技术,之后,随着煤气脱硫活性炭的研究成功及其生产成本的相对降低,活性炭脱硫技术也开始被广泛应用。目前,干法使用的脱硫剂为氧化铁、氧化锌、氧化铜、氧化钙、氧化锰、活性炭、分子筛以及复合氧化物,甚至还有近年来出现的第二代脱硫剂氧化铈等,其中最常用的是铁系和锌系脱硫剂。论文的研究论文的研究论文的研究论文的研究意义和目的意义和目的意义和目的意义和目的论文的研究意义论文的研究意义论文的研究意义论文的研究意义焦炉煤气由焦化企业炼焦生产时产生。从焦炉集气管流出的煤气称为荒煤气,其硫化氢含量与装炉煤料的全硫量有关。一般干煤全硫的质量分数为,其中有转到荒煤气中,煤气中以上的硫以硫化氢形态存在,其他为有太原工业学院毕业设计机硫。硫化氢在煤气中的质量浓度一般为g,标m干煤气~旆m干煤气。煤气中所含的硫化氢是极为有害的物质,因而煤气脱硫就有十分重要的意义:()可以防止设备的腐蚀。减少设备维修费用,降低生产成本,提高回收产品的质量和产量。()提高焦炉煤气的品质,减少焦炉煤气燃烧后产生的污染。煤气脱硫可以有效降低煤气燃烧后产生的二氧化硫等有害物质,保护周围的环境。()降低钢铁企业用煤气中硫化氢的含量可以使钢铁企业生产出优质钢材。()回收后的硫磺可用于医药、化工等领域,随着行业的发展,需求量会进一步加大。论文研究的目的论文研究的目的论文研究的目的论文研究的目的煤气的干法脱硫是一种精脱硫工艺,在干法脱硫中选用一种最为恰当的脱硫剂能满足企业对煤气的净化要求同时能为企业尽量的节省人工及成本,同时根据脱硫剂脱除的硫的成分不同和脱除的标准的不同满足不同行业对煤气的需要。煤气脱硫工艺煤气脱硫工艺煤气脱硫工艺煤气脱硫工艺脱硫方法的分类脱硫方法的分类脱硫方法的分类脱硫方法的分类近几年,随着钢铁企业的快速发展,焦化行业也形成了飞速发展的趋势,国内外煤气的脱硫脱氰技术也随着世界环保意思的加强而加快了其技术的更新换代,先后出现了干式氢氧化铁法、湿式碱法、改良ADA法等脱硫方法。总的来说,煤气的脱硫方法按吸收剂的形态可分为干法和湿法两大类。由于该设计要求的煤气含量标准极高,只有干法脱硫能达到,所以该设计只能选用干法脱硫。干法脱硫技术干法脱硫技术干法脱硫技术干法脱硫技术干法脱硫技术是煤气深加工和高效利用时必不可少的脱硫方法。太原工业学院毕业设计煤气干法脱硫技术应用较早,最早应用于煤气的干法脱硫技术是以沼铁矿为脱硫剂的氧化铁脱硫技术,之后,随着煤气脱硫活性炭的研究成功及其生产成本的相对降低,活性炭脱硫技术也开始被广泛应用。()氧化铁脱硫技术最早使用的氧化铁脱硫剂为沼铁矿和人工氧化铁,为增加其孔隙率,脱硫剂以木屑为填充料,再喷洒适量的水和少量熟石灰,反复翻晒制成,其PH值一般为~左右,该种脱硫剂脱硫效率较低,必须塔外再生,再生困难。现在TF型脱硫剂应用较广,脱硫效率较高,并可以进行塔内再生。()活性炭脱硫技术活性炭脱硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用。活性炭的催化活性很强,煤气中的HS在活性炭的催化作用下,与煤气中少量的O发生氧化反应,反应生成的单质S吸附于活性炭表面。当活性炭脱硫剂吸附达到饱和时,脱硫效率明显下降,必须进行再生。活性炭的再生根据所吸附的物质而定,S在常压下℃时开始熔化,℃左右便升华变为气态。所以,一般利用℃左右的过热蒸汽对活性炭脱硫剂进行再生,当脱硫剂温度提高到一定程度时,单质硫便从活性炭中析出,析出的硫流入硫回收池,水冷后形成固态硫。干法脱硫的优缺点干法脱硫的优缺点干法脱硫的优缺点干法脱硫的优缺点()干法脱硫的优点在选用反应活性好、硫容高的脱硫剂的前提下,干法脱硫脱硫效率高,比较适宜处理含HS较低的煤气,因为煤气中HS过高会造成脱硫剂很快失效。()干法脱硫的缺点①干式氧化铁法脱硫。设备笨重,脱硫剂再生大多为间歇再生,每次再生完毕,必须用蒸汽将塔内的残余空气吹净,煤气分析合格后,方能倒塔送气,否则会引起爆炸另外,更换脱硫剂时,操作劳动强度大,操作不当很容易起火燃烧,较为危险。②干式活性炭法脱硫。脱硫剂再生使用的过热蒸汽不易获得,而且再生效果很难达到要求,多数厂家干脆就不再生,而是取出后更换新的活性炭。太原工业学院毕业设计③干式脱硫,由于硫的吸附,会增加脱硫剂床层的阻力,继而引起煤气压力波动,不利于窑前煤气的正常燃烧另外,采用干式脱硫,脱硫效率随着脱硫剂应用时间的增加而不断降低,不利于控制最终产品质量。而且。由于干法脱硫大多属于间歇再生,为了不影响企业连续生产,必须设置备用脱硫塔,造成设备闲置浪费。干法脱硫剂干法脱硫剂干法脱硫剂干法脱硫剂铁系脱硫剂铁系脱硫剂铁系脱硫剂铁系脱硫剂铁系脱硫剂主要是以氧化铁为主的脱硫剂统称,因为氧化铁具有价廉易得、资源丰富、脱硫速率高、硫容高等特点,成为开发最早、应用最广泛的煤气脱硫剂。国内常用的铁系脱硫剂主要有天然沼铁矿、合成氧化铁、颜料厂及硫酸厂下脚铁泥、硫铁矿灰成型剂、炼钢转炉赤泥及其成型剂等,。近年来,很多机构将铁氧化物与其它金属化合物复合,研究新的铁基复合氧化物脱硫剂。其中湖北化学研究所的铁系脱硫剂:EF型多功能氧化铁精脱硫剂(CN),由氧化铁载体和负载的金属化合物组成。该脱硫剂在有氧和无氧条件下均能精脱HS、COS、CS、RSH、RSR、RSSR、噻吩等硫化物耐缺氧复合型金属水合氧化物精脱硫剂(CN),用水合氧化铁FeOHO与其它金属元素Ti、Co、Ni、Mo、Zn、Cd、Cr、Hg、Cu、Ag、Sn、Pb、Bi中任一种或一种以上的化合物和或碱土金属元素Ca、Mg的化合物组成由酸性废液制备的脱硫剂(CN),该脱硫剂先用含铁或不含铁废酸液制成所需浓度的含铁溶液,再用碱性物质除酸,经氧化、分离、混合成型、干燥而制成复合型精脱硫剂(CNC)由FeO、ZnO、CaO、MnO等组成。煤炭科学研究总院研制的一种无定形脱硫剂(CN),以一种天然富含铁、锰、铜、锌等多种金属共生的锰矿粉为主要成分,经粉碎磨细后添加一定量的脱硫助剂和水,与纤维物质均匀混合制备而成常温成型氧化铁脱硫剂BMC,选用亚铁盐为铁基原料,辅以各种助剂合成氢氧化铁,再经过沉淀熟化、烘干等工艺制备而成。北京三聚环保新材料股份有限公司的无定形羟基氧化铁脱硫剂硫容高,单次硫容可达以上,而且该脱硫剂可以再生。其脱硫再生原理为:太原工业学院毕业设计FeO·nHOHS=FeSnHOHOFeSnHOO=FeOnHOS锌系脱锌系脱锌系脱锌系脱硫剂硫剂硫剂硫剂锌氧化物与HS反应平衡常数较大,可将出口处HS降低到几个ppm以下,因而受到广泛关注,已作为精脱硫剂广泛应用。但纯氧化锌硫容较低,并且在K以上氧化锌易被还原为单质锌而挥发损失。近来很多学者研究出了锌钛脱硫剂(钛酸锌),铁酸锌等复合氧化物脱硫剂,还有在氧化锌或钛酸锌中加入氧化铜、石墨等物质,这些脱硫剂改善了单一的氧化锌脱硫剂存在的缺点。目前,国内氧化锌脱硫剂的型号有TQ、T、T、KT、JXC、JXD等余种。提高氧化锌的常温硫容一直是氧化锌脱硫技术的研究重点。解决此问题主要从以下二方面入手:()提高脱硫剂的比表面,加大其传质面积()向氧化锌中加入一些物质,增加反应的活性中心,以提高其常温硫容。T型脱硫剂由于添加了特种助剂,使其在操作温度较低(约℃)时,对简单有机硫也有较好的脱除效果。另外,研制具有有机硫转化和脱硫双功能的锌系脱硫剂也非常具有市场。世纪年代研制出的T和SHT型脱硫剂以及北京三聚环保新材料有限公司最新研制的JXD脱硫剂,不仅能脱除硫化氢还能脱除有机硫,而且价格低廉。国内外锌系脱硫剂总的发展趋势仍是降低产品堆密度和使用温度,提高脱硫精度,在保证低温高硫容、高脱硫精度下进一步提高抗压碎力,以降低阻力、扩大使用领域。其他脱硫剂其他脱硫剂其他脱硫剂其他脱硫剂钙系脱硫剂:钙系脱硫剂有石灰石(CaCO)、消石灰(Ca(OH))、白云石(CaCOMgCO)等(脱硫率较低)以及复合钙系脱硫剂,如铁钙脱硫剂、锌钙脱硫剂等。铜氧化物作为焦炉煤气脱硫剂具有较高的脱硫效率,但单一的CuO脱硫剂也存在硫容低、不耐高温等特点,常与其它金属化合物复合,如CuOAlO,CuOCrO,CuMnAl等复合氧化物脱硫剂应用较多。太原工业学院毕业设计氧化锰的脱硫精度不高,一般也不单独使用,常与氧化铜、氧化铁、氧化铝等复合,可改善其脱硫性能。几种常用脱硫剂的作用原理及其特点几种常用脱硫剂的作用原理及其特点几种常用脱硫剂的作用原理及其特点几种常用脱硫剂的作用原理及其特点由于普通氧化铁脱硫剂与水粉化,而本课题给出的煤气成分中含有一定的水蒸气,故不适合在本课题中适用,下述均为新型氧化铁常温精脱硫剂。而铁锰系精脱硫剂由于使用温度在℃于课题要求不相符,我们再此不做介绍。氧化铁脱硫剂氧化铁脱硫剂氧化铁脱硫剂氧化铁脱硫剂()氧化铁脱硫剂的特点:①脱硫精度高:进口HS为ppm时,出口HS≤ppm。②反应速度快:气空速可大于h(液空速为h)。③工作硫容大,一次性脱除HS硫容可达。④强度和耐水性好。水煮h或浸泡天不粉化MPa压力下急骤充压、卸压进行次冲击试验后,强度无变化。⑤适用温度范围广。该精脱硫剂适用于天然气、水煤气、半水煤气、空气煤气、焦炉气、变换气、食品CO、废气等各种气体中HS的精脱,保护后工段贵重催化剂。()氧化铁脱硫剂的脱硫原理:FeOHS→FeSxSHOHS与脱硫剂中的氧化铁等活性金属氧化物作用生成稳定硫化物,当原料气中含氧时,硫化物可与氧反应生成单质硫沉积在脱硫剂微孔中,从而达到脱硫防腐蚀的目的。氧化锌脱硫剂氧化锌脱硫剂氧化锌脱硫剂氧化锌脱硫剂()氧化锌脱硫剂的特点:常温氧化锌精脱硫剂是新型、高效精脱硫剂,可在常温~℃温条件下,用于脱太原工业学院毕业设计除天然气、油田气、炼厂气、合成气、变换气等多种气体及液态烃、丙烯、石脑油、等液态原料的硫化物,以保护蒸汽转化、低变、甲烷化、甲醇、联醇、合成氨、聚丙烯和羰基合成等含镍、铜、铁及贵重金属催化剂和提高产品质量。()氧化锌脱硫剂的脱硫原理:ZnOHS==ZnSHOZnOCOS==ZnSCOZnOCHSH==ZnSCHHOZnOCS==ZnSCOZnO脱硫剂可以脱除少量有机硫,大部分需经过水解塔转化为无机硫(HS)之后脱除。活性炭脱硫剂活性炭脱硫剂活性炭脱硫剂活性炭脱硫剂()活性炭脱硫剂的特点:①脱硫精度高:普通脱硫剂脱硫精度为出口HS≤ppm,用于粗脱硫,精脱硫剂脱硫精度为出口HS≤ppm。②反应速度快:W的穿透空速是普通脱硫剂的倍。工业使用时,普通脱硫剂的使用空速为h,W使用空速为h。③精脱硫剂的工作硫容高:精脱硫剂HS工作硫容为其它常温脱硫剂的倍,可达以上。④对有机硫(COS、CS等)有一定的脱除作用。活性炭精脱硫剂采用优质活性炭添加特种活性剂和助剂,可用于合成氨、甲醇、联醇、甲烷化、合成燃料、食品CO等生产工艺中精脱HS,也可用于城市煤气、水煤气、焦炉气、天然气等精脱硫。()活性炭脱硫剂的脱硫原理:气体中HS和少量的O受活性炭表面的催化作用,发生下列反应:HSO==HOSCOS在室温下先被活性炭水解,生成HS,然后以HS的脱除原理除去,反应如下:太原工业学院毕业设计COSHO==HSCOHSO==HOS活性炭脱硫剂只能脱去少部分有机硫,大部分需经过水解塔转化为无机硫(HS)之后脱除。太原工业学院毕业设计计算部分计算部分计算部分计算部分计算所需一些特性数据计算所需一些特性数据计算所需一些特性数据计算所需一些特性数据几种常见脱硫剂的特性数据几种常见脱硫剂的特性数据几种常见脱硫剂的特性数据几种常见脱硫剂的特性数据表脱硫剂的特性数据脱硫剂活性炭精脱硫剂氧化铁精脱硫剂氧化锌精脱硫剂工作硫容堆比重kgLkgLkgL适用温度℃℃℃℃℃℃适用压强常压MPa常压MPa常压MPa脱硫精度≤mgNm≤mgNm≤mgNm适用空速hhh价格元m元m元m注:工作硫容:硫容是指在满足脱硫要求的条件下,每公斤脱硫剂所能吸收的硫的公斤数,它是衡量脱硫剂的一个重要指标,一般用百分比表示,工作硫容不仅与脱硫剂的质量有关,更主要的与装置的工艺与设备状况也有很大关系。堆比重:堆比重又称堆密度,指每升催化剂的质量。太原工业学院毕业设计空速:每小时进入反应器的原料量与反应器藏量之比称为空间速度,简称空速。空速反应了反应时间的长短。对一定反应器,空速越大处理能力也越大。空速的大小取决于催化剂的活性水平。要求脱硫的煤气的主要成分及其百分含量要求脱硫的煤气的主要成分及其百分含量要求脱硫的煤气的主要成分及其百分含量要求脱硫的煤气的主要成分及其百分含量表煤气的组成成分百分含量相对分子质量HCHCHCHCOCHCONHSHO注:煤气中还含有少量的COS,O等气体,由于含量极低不足,故没有在表格中列出来。由此可以计算出煤气的相对分子质量太原工业学院毕业设计M=××××××××××=煤气的温度:℃压力:MPa有机硫含量:mgNm无机硫含量:mgNm干法脱硫的流程示意干法脱硫的流程示意干法脱硫的流程示意干法脱硫的流程示意图图图图图煤气脱硫流程示意图如图所示,箭头方向表示煤气的流向。预脱硫塔:煤气初步脱硫,脱除煤气中的大部分HS和少量的有机硫。水解塔:将煤气中的有机硫转化为无机硫。精脱硫塔:除去煤气中的HS使其达到要求的标准。关于脱硫剂用量及周期的计算关于脱硫剂用量及周期的计算关于脱硫剂用量及周期的计算关于脱硫剂用量及周期的计算按工厂生产制度,年操作时为小时,实行四班三运转制,连续生产。年产万吨即煤气的小时流量为×kgh=×gh标准状况下气体的摩尔体积为L,故该质量流量转化为标准状况下的体积流量为水解塔精脱硫塔预脱硫塔太原工业学院毕业设计V=×M×Lmol×Lm=Nmh预脱硫塔中脱硫剂用量及周期的计算预脱硫塔中脱硫剂用量及周期的计算预脱硫塔中脱硫剂用量及周期的计算预脱硫塔中脱硫剂用量及周期的计算设煤气经过预脱硫塔时脱出的硫的量为已知煤气中无机硫的含量为mgNm有机硫含量为mgNm可知在预脱硫塔中脱除硫的量为W=()××kgNm×V=kgh取空速为u=h则需要的脱硫剂的体积为V=Vu=m=m()选用活性炭为脱硫剂:活性炭脱硫剂的堆比重为kgL,可得需要的活性炭脱硫剂的质量为M=V×kgL×Lm=kg活性炭脱硫剂工作硫容为,可得活性炭脱硫剂可脱除的硫的量为M=M×=kg活性炭脱硫剂的周期为T=MW=天,即一个催化剂周期为天。()选用氧化铁为脱硫剂:氧化铁脱硫剂的堆比重为kgL,可得需要的氧化铁脱硫剂的质量为M=V×kgL×Lm=kg氧化铁脱硫剂的工作硫容为,可得氧化铁脱硫剂可脱除的硫的质量为M=M×=kg氧化铁脱硫剂的周期为T=MW=天,即一个催化剂周期为天。()选用氧化锌作为脱硫剂:氧化锌脱硫剂的堆比重为kgL,可得需要的氧化锌脱硫剂的质量为M=V×kgL×Lm=kg氧化锌脱硫剂的工作硫容为,可得氧化锌脱硫剂可脱除的硫的质量为M=M×=kg太原工业学院毕业设计氧化锌脱硫剂的周期为T=MW=天,即一个催化剂周期为天。精脱硫塔中脱硫剂用量及周期的计算精脱硫塔中脱硫剂用量及周期的计算精脱硫塔中脱硫剂用量及周期的计算精脱硫塔中脱硫剂用量及周期的计算出口硫含量要低于mgNm,那么在精脱硫塔中脱除的硫的量为W=()××kg×V=kgh取空速为u=h则需要的脱硫剂的体积为V=Vu=m=m()选用活性炭为脱硫剂:活性炭脱硫剂的堆比重为kgL,可得需要的活性炭脱硫剂的质量为M=V×kgL×Lm=kg活性炭脱硫剂工作硫容为,可得活性炭脱硫剂可脱除的硫的量为M=M×=kg活性炭脱硫剂的周期为T=MW=天,即一个催化剂周期为天。()选用氧化铁为脱硫剂:氧化铁脱硫剂的堆比重为kgL,可得需要的氧化铁脱硫剂的质量为M=V×kgL×Lm=kg氧化铁脱硫剂的工作硫容为,可得氧化铁脱硫剂可脱除的硫的质量为M=M×=kg氧化铁脱硫剂的周期为T=MW=天,即一个催化剂周期为天。()选用氧化锌作为脱硫剂:氧化锌脱硫剂的堆比重为kgL,可得需要的氧化锌脱硫剂的质量为M=V×kgL×Lm=kg氧化锌脱硫剂的工作硫容为,可得氧化锌脱硫剂可脱除的硫的质量为M=M×=kg氧化锌脱硫剂的周期为太原工业学院毕业设计T=MW=天,即一个催化剂周期为天。脱硫剂的成本核算脱硫剂的成本核算脱硫剂的成本核算脱硫剂的成本核算()活性炭脱硫剂的市价约为元m,则用活性炭脱硫剂时平均每天消耗脱硫剂的价值为(TT)×元m=元天()氧化铁脱硫剂的市价约为元m,则用氧化铁脱硫剂时平均每天消耗的脱硫剂的价值为(TT)×元m=元天()氧化锌脱硫剂的市价约为元m,则用氧化铁脱硫剂时平均每天消耗的脱硫剂的价值为(TT)×元m=元天脱硫剂的填装计算脱硫剂的填装计算脱硫剂的填装计算脱硫剂的填装计算()预脱硫塔的填装计算:可以得出工况下进预脱硫塔的煤气体积根据公式PV=nRT式可得煤气在标况下的体积与实际状况下的体积比为PTPTVV=式可得煤气的体积流量hVVmVVV)(q==预脱硫塔塔径空塔气速取sm=μ根据公式πμ)(qVVD=式可求得塔径D=m太原工业学院毕业设计预脱硫塔填料高度的计算进口推动力△P=(×)×××()×=×atm出口推动力△P=(×)×××()×=×atm查得传质系数K=塔的平均推动力为△P=(××)ln(××)=×atm传质面积F=N(K×△P)=×××m=m填料塔的高度H=(××)m=m此高度不够脱硫剂的填装,可取高度H=m。脱硫剂一段填装。实际填装脱硫剂的体积V=×()×=m()精脱硫塔的填装计算:进精脱硫塔的煤气的硫含量为:Nmh从精脱硫塔出来的煤气的硫含量为:Nmh同预脱硫塔,进入精脱硫塔的煤气体积流量hVVmVVV)(q==根据公式可计算的塔径D=m精脱硫塔塔高的计算进口推动力为△P=(×)×××()×=×atm出口推动力为太原工业学院毕业设计△P=(×})××()×=×atm平均推动力为△P=(××)ln(××)=×atm传质面积F=N(K×△P)=×××=m传质高度H=(××)=m取单塔高度为m脱硫剂分两段填装,每段m实际填装脱硫剂的体积V=×()××=m太原工业学院毕业设计结果分析及讨论结果分析及讨论结果分析及讨论结果分析及讨论计算得出数据对比计算得出数据对比计算得出数据对比计算得出数据对比表使用各种催化剂的周期及价格脱硫剂预脱硫塔脱硫剂周期精脱硫塔脱硫剂周期平均每天消耗的脱硫剂的价值活性炭脱硫剂氧化铁脱硫剂氧化锌脱硫剂结论结论结论结论从催化剂周期方面来看,氧化铁脱硫剂的周期最大更换脱硫剂的周期最大,可以为企业生产减少工作量同时增加机器运转时间,为最适合该设计的脱硫剂。从经济实惠方面来看,氧化铁脱硫剂价格最为便宜,使用氧化铁催化剂能大大节省企业的开支,为本实验最适合的脱硫剂。因此我们可以判断,该设计最适合的脱硫剂为氧化铁脱硫剂。对该设计的一些问题的分析对该设计的一些问题的分析对该设计的一些问题的分析对该设计的一些问题的分析做了一些计算之后可能很多人会问既然在脱硫剂的周期和价格方面有如此大的差异,那么其他的脱硫剂还有存在的必要吗为何不都使用氧化铁脱硫剂呢对于这个问题,首先我得申明一点,我选用的几种作为比较的脱硫剂剂,只是能在该设计条件下使用的几种常用催化剂。如普通氧化铁脱硫剂和锰铁脱硫剂,在此我太原工业学院毕业设计没有进行分析计算。因为普通氧化铁脱硫剂遇水粉化,使气体不能正常流通,而该设计中含有水蒸气,故该设计不能使用普通氧化铁脱硫剂进行脱硫而铁锰脱硫剂使用的温度为℃,而该设计要求煤气的温度为℃,不符合条件,故该设计也不能用锰铁脱硫剂进行脱硫。再次,该设计只是从脱硫剂更换周期和成本方面进行了分析,有些方面要结合工厂的实际情况进行分析。在实际的工厂运行中我们还得结合企业自身的情况和煤气的用途及脱硫目的,从投资、运行费用、环境、净化指标、设备的材质、控制要求和产品结构等诸多方面进行综合分析比较,选择合适的脱硫剂和脱硫工艺。太原工业学院毕业设计参考文献参考文献参考文献参考文献季广祥湿式氧化法焦炉煤气脱硫工艺的若干问题J煤化工,,():煤气手册编写组煤气设计手册(中册)M北京:中国建筑工业出版社,:何建平,李辉炼焦化学产品回收技术M北京:冶金工业出版社,:李艳芳活性焦烟气联合脱硫脱硝技术J煤质技术,,():邱广明,烟气脱硫脱硝技术的回顾与综合利用J内蒙古电力技术,,():李常顺赤泥在干法脱硫中的实验及应用J煤炭科学技术,,():葛晓华,郭波,常丽萍高温煤气脱硫剂的研究进展J工业催化,,():孙小娟,陈晓明氧化铁脱硫剂脱除煤气中硫化氢的技术探讨J广州化工,()袁宏伟赵苏杭,刘晶敏焦炉煤气脱硫技术的发展现状J科技情报开发与经济,()许世森,李春虎,郜时旺煤气净化技术M北京:化学工业出版社,罗永刚活性炭焦联合脱硫脱硝技术J热能动力工程,,():刘帆优化焦炉煤气脱硫工艺的思考J大众科技,()太原工业学院毕业设计致致致致谢谢谢谢本文是在姚英老师的悉心指导下完成的,在我的学业和论文工作中无不倾注着老师的辛勤汗水和心血。虽然姚老师由于身体的原因,没能天天在学校指导我们,但是在我们需要指导的时候一个电话,她就会耐心的给我们解释很多,还为我们提供了一些我们无法获得的质料与数据。她无时无刻不在关心着我们的生活关心着我们的学习及毕业设计进度。在此,向我的指导老师姚英表示深深的敬意和衷心的感谢!在平时的学习和实验中,我得到了同学们的热情帮助,尤其是做相关课题的同学。在此对你们表示衷心的感谢!衷心感谢学院各位老师和同窗!衷心感谢在百忙之中参加论文评阅和答辩的各位专家、教授!丁强二O一一年六月于太原

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新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

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