150万吨焦化厂焦炉煤气脱硫工段毕业论文.doc

1、1 绪 论11.1设计要求及任务11.2厂址选择11.2.1地理位置11.2.2气象条件21.2.3动力来源22 生产流程的确定32.1脱硫的目的和意义32.2脱硫方法概述32.2.1干法脱硫42.2.2湿法脱硫42.3生产工艺流程的选择103 改良A.D.A脱硫的生产原理及操作制度123.1改良A.D.A法生产原理、原料和产品123.1.1生产原理123.1.2原料和产品123.2工艺流程133.2.1焦化厂煤气脱硫工段工艺流程图133.2.1流程说明133.3操作制度和工艺要点143.3.1操作制度143.3.2工艺要点144 主要设备的计算和选型154.1主要设计计算154.1.1原材料

2、的消耗154.1.2主要设计参数154.1.3物料平衡计算154.2脱硫塔的计算174.2.1参数174.2.2计算过程174.2.3塔顶喷淋装置184.2.4液体再分布器194.2.5填料支撑板的选择194.2.6 塔底设计194.2.7塔顶空间高度194.2.8全塔高度计算2043再生塔的计算204.3.1再生塔计算要求204.3.2再生塔计算204.3.3反应槽的计算214.3.4事故槽的计算214.3.5加热器计算224.3.6空压机的计算224.3.7循环泵的计算234.3.8换热器得阻力损失244.3.9硫泡沫槽的计算：254.3.10 通风机的选取254.3.11戈尔膜选取255

3、 工段布置及总平面布局图275.1车间布置275.1.1车间布置依据275.1.2车间平面布置方案275.2管道布置285.3其它要求285.4总平面布置说明286 非工艺部分说明296.1公用工程296.1.1供水296.1.2供电296.1.3蒸汽与压缩空气296.1.4采暖与通风296.1.5土建306.1.6机修306.1.7环保306.2仪表自动化307 工艺设备337.1脱硫塔337.2再生塔337.3循环泵337.4空气压缩机338 生产操作和劳动定员348.1生产操作348.1.1泵工正常操作348.1.2泡沫工正常操作348.1.3戈尔膜工正常操作358.1.4各岗位人员的共

4、同职责358.2劳动定员369 经济核算379.1编制说明379.1.1材料及设备379.2 投资概算379.2.1 土建部分379.2.2 设备部分379.2.3 工具费389.2.4 设备施工管理费389.2.5 化验设备费389.2.6 工艺管道和阀门399.2.7 仪表费与电气费409.2.8 设计费409.2.9 不可预见费409.3 生产成本分析409.3.1 原料费409.3.2 动力消耗419.3.3 工资及附加费419.3.4 工段经费419.4 核算41附录：421.设备一览表422.图纸说明:42参考文献:43专题部分44致 谢50第50页中国矿业大学2012届本科生毕业

5、设计1 绪 论1.1设计要求及任务本次的毕业设计是我们在校阶段最为重要的教学环节，是让我们将所学的理论知识与实际情况相结合的环节。作为非常重要的毕业设计，它有以下任务及要求：1.按照给定焦化厂设计规模计算煤气处理量并根据焦化设计规范的要求，对焦化厂煤气脱硫工段进行工艺论证；2.确定脱硫工艺流程，进行物料平衡、热量衡算，计算和设计煤气脱硫塔和再生塔，根据计算进行主要设备的选型，绘制一张非标设备图；3. 进行脱硫工段的设备和工艺管道布置，绘制煤气脱硫工段的工艺流程图、总平面布置图、和设备与工艺管道平面图和立面图；4.根据煤气脱硫工段的生产要求，对脱硫工段设计的非工艺技术部分提出要求，根据岗位设置与

6、岗位操作编制岗位人员编制；5.进行脱硫工段的投资估算和煤气脱硫生产成本的技术经济分析；6.编制设计说明书。通过本次设计，我们可以将我们的认识提高到一个新的高度，对各方面的技能是一次很好的训练，如我们能更加熟练的查阅和运用各种文献，对如何认识问题，分析问题，解决问题会有更深的体会，对即将走向工作岗位的我们是一次极好的锻炼。本次设计的任务是脱除焦炉煤气中的硫化氢，同时要使生产出来的煤气各项指标能满足要求，达到民用煤气的标准。煤气中的硫来源于煤，在煤干馏过程中，煤中大约有30%到40%的硫进入煤气，剩下的残存于焦炭。煤气中的硫分为有机硫和无机硫，其中以硫化氢为主，占90%以上，而煤气中的硫有90%9

7、5%以硫化氢的形式存在，所以脱硫化氢是煤气脱硫的关键。1.2厂址选择1.2.1地理位置该脱硫工段拟设在江苏徐州郊区，主要由以下几个方面决定：1、脱硫工段要与焦化厂配套，是与焦化厂的地理位置一致的。2、徐州煤炭资源丰富，号称“百里煤海” ，是全国十大煤田之一，煤炭储量36亿吨，资源丰富。3、徐州市的地理区位优越。在我国实行沿海、沿江、沿线开放开发战略中，处于中部沿海开放带和陇兰（陇海兰新）地带的交汇处，也是长江三角洲与环渤海湾两大经济区的结合部，具有东靠西移、南北对接、双向开放、梯度推进的战略区位特征。1986年苏鲁豫皖四省接壤地区18个城市成立淮海经济区，徐州客观形成了南京以北、济南以南、连云

8、港以西、郑州以东这一区域的中心城市，辐射范围近20万平方公里，人口1.09亿。国家国土规划纲要将徐州列为近期发展的特大城市：建设在新亚欧大陆桥陇海兰新线城镇体系规划纲要中，把徐州列为新亚欧大陆桥东端第一个中心城市。4、另外徐州市还地处黄淮平原，位于江苏西北部，北扼齐鲁，南屏江淮，东近黄海，西接中原，素有“五省通衢”、兵家必争之地和商贾云集中心之称，是全国重要的交通枢纽、能源基地、工业基地、区域性商贸都会、陇海兰新地带东部和淮海经济区的重要中心城市。5、为使这一地区政治经济平稳发展，人民生活得到保障，必须建立配套的公共生活设施，因此在徐州设置焦化厂是势在必行的。综上，焦化厂设置在徐州地区，并辅以

9、脱硫工段与之配套，不致环境污染，影响人民居住，才更有利于城市健康快速发展。1.2.2气象条件 表1-1徐州常年气象气温平均气温 14 oC极端最高气温40.1 oC极端最低气温 -22.6 oC气压平均气压1.013105 Pa湿度平局相对湿度71%降水量年降水量869.9 mm年降水 92天最大积雪厚度/冻土深度25 cm/24 cm平均风速最大风速及风向 16WS最大风向及频率 C14ESE12 1.2.3动力来源 水源地下水电源市供电网 气源厂锅炉房 2 生产流程的确定2.1脱硫的目的和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含硫量

10、有关。一般干煤含硫的质量分数为0.5%1.2%，其中有2045转到荒煤气中，煤气中95以上的硫以硫化氢形态存在，其他为有机硫。硫化氢在煤气中的质量浓度一般为3g/标m3干煤气 15 g/标m3干煤气。焦炉煤气中的硫化氢（）是非常有害的，是比重为1.539Kg/并且有着刺鼻煤气味的无色剧毒气体气体，在空气中达到1%的含量就可致人于死地；如果在空气中积累到一定程度的话可能会造成酸雨，对设备和管道有着严重的腐蚀，对周边房屋、农作物等都会造成很大的危害，同时硫化氢本身也会腐蚀回收和输送设备；当焦炉煤气最终用作燃料时，硫化氢及其燃烧产物二氧化硫均有毒，会严重破坏周围环境，影响人类健康。若是将它脱离出来加

11、以精致，亦可为化工原料，有着一定的经济效益。另外，煤气脱硫的要求也是因用途的不同而不同，如冶炼优质钢是，硫化氢允许含量为1-2g/N;供化学合成工业时，硫化氢允许含量为1-2mg/N，要是用来做民用煤气，则其含量要求应低于20mg/N。因此，为了环保、保证回收设备的正常操作，煤气脱硫是在必行。焦炉煤气脱硫有十分重要的意义：一是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。二是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。三是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。四

12、是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。2.2脱硫方法概述焦炉煤气中硫化氢脱除方式有很多，常用的方法主要为干法脱硫和湿法脱硫两种。 表2-1几种代表性的脱硫脱氢方法方法名称脱硫效率/脱氢效率/吸收剂活性剂产品装置位置湿式吸收法AS循环洗涤法90-9850-75氨元素硫或硫酸水洗氨前代亚毛克斯法9830氨元素硫氨回收前真空脱酸盐法90-9885碳酸钠元素硫或硫酸苯回收后醇胺法90-9890甲乙醇胺苯回收后湿式催化氧化法改良蒽醌法9990碳酸钠蒽醌二磺酸融熔硫苯回收后萘醌法9990氨萘醌硫酸硫酸铵母液氨回收前苦味酸法9990氨苦味酸元素硫或硫酸氨回收前对苯二酚法9

13、990氨对苯二酚元素硫或硫酸氨回收前2.2.1干法脱硫干法脱硫主要是利用氢氧化铁与其他制剂合成的脱硫催化剂脱除煤气中的硫化氢，经过再生的脱硫剂可重新使用。干法脱硫主要用于气量较小的煤气脱硫或脱硫精度高的二次脱硫。干法脱硫是将焦炉煤气通过含有氢氧化铁的脱硫剂，使氢氧化铁与硫化氢反应生成硫化铁或硫化亚铁，当饱和后，使脱硫剂与空气接触，在有水分存在时，空气中的氧将铁的硫化物转化成氢氧化物，脱硫剂再生连续使用。其原理如下： 脱硫反应式，当碱性时： 2Fe(OH)3+3H2SFe2S3+6H2O 2Fe(OH)3+H2S2Fe(OH)2+S+2H2O Fe(OH)2+H2SFeS+2H2O 再生反应式，

14、当水分足量时： 2Fe2S3+3O2+6H2O4Fe(OH)3+6S 4FeS+3O2+6H2O4Fe(OH)3+4S干法脱硫的特点是实行的历史悠久，所以在操作上成熟，运行也非常可靠，其工艺简单，净化程度很高，并且对设备的要求不是很高。这种方法既可脱除煤气中的硫化氢，又可脱除氰化物，并且其脱除效果还不错。煤气的干法脱硫装置常用的多为箱式，箱式干法脱硫装置设备较笨重，占地面积大，更换脱硫剂时劳动强度大。对环境的污染也非常严重，废脱硫剂难以再利用。故此在煤气的脱硫程度要求较高或者煤气处理量比较小时倒是适宜采用这种工艺，在焦化厂已很少采用。2.2.2湿法脱硫湿法脱硫适用于较大煤气处理量的装置，在工业上得到广泛应用。湿法脱硫按溶液的吸收与再生性又分为氧