年产15万吨合成氨脱硫工段工艺设计

P2——吸收塔出口气相H2S分压，atm；

P1 =（40.92/34）/（53868.39/18.1）×1.25=5.055×10-4 atm

P2 =（0.086/34）/（53868.39/18.1）×1.25=1.062×10-6 atm

P1*，P2*——吸收塔入、出口H2S分压，atm，溶液中H2S含量很低，可

以忽略， P1* = P2* =0。

ΔPM =（5.055×10-4 －1.062×10-6 ）/ ln[（5.055×10-4）/（1.062×10-6）] = 8.182×10-5 atm （c）计算传质面积FP，m2 FP= G1 /（KG×ΔPM） 式中：G1—— H2S脱除量，Kg/h； KG——传质系数，Kg /（m2·h·atm）; ΔPM——吸收过程平均推动力，atm。 FP= 43.98/（33.38×8.182×10-5）=16103.097m2 （d） 根据以上数据计算出填料高度 HP= FP / (0.785D2×a) 式中 a——填料比表面面积

HP= 16103.097 / (0.785×4.22×72.2)=16.1m

取HP=17m

填料分两段，上段8㎝下段9㎝.

5.2喷射再生槽的计算 5.2.1 槽体计算 （a）再生槽直径计算

再生槽直径计算可用下式计算： D1=（GA / 0.75Ai）1/2

式中: Ai——吹风强度，m3/（h·m2），取Ai =70 m3/（h·m2）； D1——槽体直径，m； GA——空气量，m3/h。 而空气量用下式计算：

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GA=LT×Ci

式中: Ci——喷射器抽吸系数，m3/ m3；Ci=2.4 m3/ m3 LT——溶液循环量，m3/h。 GA=484.13×2.4=1162 m3/h D1=（1162/ 0.75×70）1/2=4.70m （b）计算再生槽扩大部分直径D2，m D2=0.4+D1

D2=0.4+4.70=5.10m （c）计算再生槽高度HT，m HT= H1 + H2 + H3

H1 ——再生槽有效高度，m；

H2 ——喷射器出口到槽底距离，取H2 =0.5m; H3 ——扩大部分高度，取H3=1.5m; 再生槽有效高度H1下式计算: H1 =(LT×τ)/（0.785D12×60）

式中: τ——溶液在再生槽内停留时间，min，一般取τ=13min； LT——溶液循环量，m3 / h； D1——槽体直径，m 0.785——?/4

再生槽有效高度H1 =(484.13×13)/（0.785×4.702×60）=6.05m 再生槽高度HT= 6.05+ 0.5 +1.5=8.05m

5.2.2 喷射器计算 （a）喷嘴计算

喷嘴个数（n）确定： n= LT / Li

式中：Li——每个喷射器溶液量，m3/h，取Li =40m3 / h; LT——溶液循环量，m3 / h。 n= 484.13/ 40=12.1

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取n=13

喷嘴孔径（dj），m

dj=（Li /0.785×3600×wj）1/2

式中 wj——喷嘴处溶液流速，m/s，取wj =20 m/s。

dj=（40 /0.785×3600×20）1/2=0.027m

溶液入口管直径dL，m dL =3dj

dL =3×0.027=0.081m=81mm 取Φ89×4热轧无缝钢管；

喷嘴入口收缩段长度L5，m L5=( dL - dj） / 2tan(α1/2）

式中 α1——喷嘴入口收缩角，通常取α1=14°

L5=( 0.081 – 0.027)/ 2tan(14/2）=0.033m

喷嘴喉管长度L0，m

通常喷嘴喉管长度取L0=3mm。

喷嘴总长度L，m L=L0+ L5

L=0.003+ 0.033=0.036m

（b）混合管计算 混合管直径（dm）：

dm =1.13（0.785dj2 ×M）1/2

式中:M—喷射器形状系数，通常取M=8.5

dm =1.13（0.785× 0.0272 ×8.5）1/2=0.079m 取Φ89×4热轧无缝钢管

混合管长度（L3）： L3 = 25dm

L3 = 25×0.079=1.957m （c）吸气室计算

空气入口管直径da，mm da = 18.8[GA /(w2×n)]1/2

式中 w2——管内空气流速，m/s，取=3.5m/s;

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GA——空气流量，m3/h； n——喷嘴个数

da = 18.8[(1162/(3.5×12)]1/2=98.9mm 取Φ108×4热轧无缝钢管 吸气室直径（dM）： dM=（3.1×da2）1/2

式中 da——空气入口管直径，mm

dM=（3.1×1002）1/2=176mm 取Φ194×5热轧无缝钢管

吸气室高度L1，mm；取L1=330mm 吸气室收缩管长度L2，mm

L2=（dM － dm）/ [2 tan(α2/2）] 式中 α2——吸气室收缩角，通常取30°；

dM，dm——分别是吸气室直径和混合管直径。 L2=（184-79）/ [2tan(30°/2）]=195.9mm （d）尾管直径计算（de） de =18.8(Li / we）1/2

式中 Li——每个喷射器溶液量，m3/h；

we——尾管中流体速度，m/s，通常取we =1m/s

de =18.8(40/ 1）1/2=118.9mm 取Φ127×4热轧无缝钢管 （e）扩散管长度计算L4，mm

L4=（de－dm）/ [2tan(α3/2）] 式中 α3——扩散角，取α3=7°；

de， dm——分别是尾管直径和混合管直径 L4=（119－79）/ [2tan(7°/2）]=327.0mm

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