河南城建学院本科毕业设计 2 生产流程说明
停留时间不超过30min，多级氧化器有较高的气液传质效率，第一个氧化器出来的液体供给第二个氧化器，硫泡沫从第二个氧化器顶部分离，第一个氧化器的空气流量大，增大湍流使传质加快。第二个氧化器空气流量较小，使硫浮选。
2.4.3反应槽
内有隔板以块。主要作用是增加脱硫液的反应时间。
2.4.4贫液泵
完成对贫液的升压与输送任务。H=54m,10SH-6A,Q=468 m3/h。
2.4.5硫泡沫槽
硫泡沫槽是一锥形底的钢制圆筒，槽顶设有15～25转/min的搅拌机一个，以保持槽内硫泡沫经常呈悬浮状态。此槽容积可按存放3～6h的硫泡沫存量计算。
2.4.6过滤器
工业上常用连续作业的鼓形真空过滤机，所需过滤面积可按每1m2过滤面积于1h内能滤过干燥硫磺60～80kg计算。通常采用的真空过滤机，当过滤面积为10m2时，其直径为2.6m，长为1.3m。
传统的硫回收装置，是将硫泡沫经真空过滤机过滤成硫膏，硫膏再送入熔硫釜中熔融。
中国最近使用戈尔膜过滤器来过滤硫泡沫。该过滤元件是由多振过滤薄膜袋组成，多孔膜的材料是聚四氟乙烯薄膜，可根据工作负荷的大小调整过滤薄膜袋的数量和膜的孔径，以达到良好的过滤效果，单台过滤器的膜面积为22.5～50m2。
戈尔薄膜滤料由于表面有一层致密而多孔的薄膜，不需要传统滤料的初始滤饼层，一开始过滤就是有效过滤，当经过一段时间后滤饼层积累到一定厚度，同样也影响过滤流量，这时可以给滤料一个以秒计的反向推动力，将滤料表面全部的滤饼迅速而轻松地从滤料表面推卸下来，称为反清洗。由于聚四氟乙烯自身的化学特性，它与任何物质均不粘连，因而所有的滤饼均可被清洗下来，滤料又恢复新滤料的过滤能力，这样过滤，反清洗，再过滤，再反清洗，一次又一次循环。这一工艺可在同样的时间内达到传统过滤器5～20倍的过滤流量，而用传统的过滤材料是无法实现这种频繁的反清洗工艺的。
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戈尔过滤器是由罐体、管路、花板、滤芯、气动挠性阀、自动控制系统等组成。戈尔膜过滤器一般安装在硫泡沫槽后。泡沫液经1#阀进入过滤器，空气经3#阀排放后关闭3#阀，溶液经上腔进入贮槽。过滤一段时间后滤饼达到定值时，控制系统进入反冲状态，1#、2#、4#阀自动切换，反冲清膜，滤饼脱离袋沉降到锥底部，系统重新进入过滤状态。滤饼达到一定量时，开6#阀排硫膏，去熔硫釜熔成硫磺或脱水生成硫膏出售。
使用戈尔膜过滤器，可将硫泡沫高度净化，如进过滤器前悬浮硫含量为8g/L，出膜过滤器清液悬浮硫含量8mg/L，取出的硫是硫膏，水分含量低，缩短了熔硫釜的熔硫时间，并节省蒸汽。
2.4.7 熔硫釜
熔硫釜是一个装有直接蒸汽和间接蒸汽加热的设备，其操作压力通常为0.4MPa。其容积按能充满70%～75%计算，而放入的硫泡沫含有40%～50%的水分。对于直径1.2m，有效高度2.5m的熔硫釜，每次熔化所需的时间约为3～4h。
脱硫主要设备都用碳钢制作，因为其价格低廉，同时在许多的场合其性能可以满足使用的要求。为了防止设备被腐蚀，除选择适当的耐腐蚀材料制造设备外，还可以采用防腐措施对设备进行防腐。如在吸收塔，再生器的内表面可适当的涂覆保护层。或添加缓蚀剂等。而泵的密封采用机械密封，以减少溶液的漏损。机械密封是一种功耗小，泄漏率低，密封性能可靠，使用寿命长的转轴密封，被广泛地应用于各个技术领域中。以减少溶液的漏损。机械用适当的涂料涂刷为了防腐，在吸收塔、再生器的表面可用适当的涂料涂刷。
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河南城建学院本科毕业设计 3 工艺计算
3 工艺计算
3.1 物料衡算
3.1.1 基础数据
（1）半水煤气成分 CO 组分 体积/% 27.53 CO2 9.31 H2 39.53 N2 20.50 O2 0.86 CH4 1.78 Ar 0.49 （2）脱硫液成分 Na2CO3 组分 浓度（g/L） 5.0 NaHCO3 50.6 总碱 26.8 总矾 0.6 栲胶 1.5 （3）半水煤气中H2S，C1=2.4g/m3 （4）入冷却塔半水煤气温度，t1=55℃
（5）出冷却塔入吸收塔半水煤气温度，t2=40 ℃ （6）入吸收塔半水煤气压力，0.04MPa(表)
3.1.2 计算原料气的体积及流量
以每年330个工作日，每天工作24小时连续生产，则每小时生产合成氨为： 20000÷（330×24）=25.25t/h
考虑到在合成时的损失，则以每小时生产25.28吨计算为基准，所以
nNH3=25280?17=1487.06Kmol/h
则合成NH3所需要N2的物质的量为
nN2?nNH3?2?1487.06?2?743.53 Kmol/h
考虑到半水煤气经过洗涤、脱硫、变换等工序到合成的过程中氨气的损失，则损失率以1%计，则半水煤气中氨气的物质的量为
nN2?743.53?1.1?817.883Kmol
所以原料气中N2的体积为：
VN2?22.4?817.883?18320.58m3
① 根据原料气中各气体的体积比，则其他气体的体积为：
VCO2?
18320.58?9.31?8320.22m3
20.5012
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18320.58?27.53?24603.20m3
20.5018320.58VH2??39.53?35327.44m3
20.5018320.58VO2??0.86?768.57m3
20.5018320.58VCH4??1.78?1590.76m3
20.5018320.58VAr??0.49?437.91m3
20.50VCO?V总=VN2?VCO2?VCO?VH2?VO2?VCH4?VAr?18320.58?832.22?24603.20?35327.44?768.57?1590.76?437.91 ?89368.68m3根据气体方程，将0℃、101.325KPa下的体积换算成55℃、0.04MPa（表压）下的体积为：V?89368.68?273.15?55101.325??76975.79m3
273.15101.325?40则进入脱硫塔的气体的流量G=76975.79m3/h ② 根据气体中H2S的含量计算H2S的质量 入脱硫塔中H2S的质量：
根据设计要求，出塔气体中H2S的含量为1.5mg/m3，则塔的脱硫效率是 η=（2.4-0.05）/2.4=97.92%
由于原料气中H2S的含量低，故在脱硫的过程中原料气进入脱硫塔和出脱硫塔的体积流量视为不变，则出塔气体的流量W0?76975.79m3/h 所以出塔气中H2S的质量为m2?0.05?10?3?76975.79?3.85kg/h 故在脱硫塔中吸收的H2S的质量为G1?m1?m2?184.74?3.85?180.89kg ③ 脱硫液循环量的计算
取脱硫液中硫容量为S=100g/m3根据液气比L/G=(C1-C2)/S 式中： C1为进脱硫塔气体中硫化氢的含量，g/m3
C2为出脱硫塔气体中硫化氢的含量，g/m3 S为硫容量，g/m3
L为脱硫液的循环量，m3/h G为进脱硫塔气体的流量，m3/h
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