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年产100万吨配套脱硫工段初步设计方案肥城金冠机械工程有限公司2009年3月目录一、概述二、设计依据1.1设计依据1.2设计范围1.3设计采用的技术标准和规范1.4工艺说明1.5设计基础数据1.6公用工程1.7设计选型1.8自动控制1.9生产控制分析三、三废处理四、运行成本分析五、主要技术经济指标六、主要设备一览表七、脱硫工程平面布置图年产100万吨焦炉煤气脱硫工程设计说明书一、概述焦化企业建设中不仅注重经济效益，创造更多的财富贡献社会，而且狠抓环境治理，保护碧水蓝天，造福一方百姓。使得企业得以长足发展，实现经济效益和社会效益的全面提高，成为邯郸市的骨干企业。按照国家对新建企业的环保要求，公司计划在环境治理上加大投入，并委托山东省济宁化工设计院、山东阳光盛华集团肥城金冠机械工程有限公司进行配套设计，以达到煤气脱硫后发电标准，减少环境污染，提高企业的经济效益。二、设计依据1.1设计依据（1）本工程设计是根据年产100万吨焦化行业配套设计（2）100万吨焦化平面布置和部分有关已建工程及部分运行设备，工艺管线的位置。1.2设计范围本工程设计范围包括：（1）来自冷鼓，电捕工段焦炉煤气的脱硫（2）脱硫富液的再生，硫回收及脱硫液的制备（3）来自冷鼓，电捕工段的剩余氨水的蒸氨1.3设计采用的技术标准和规范（1）化工工艺设计施工图的内容和深度统一规定HG20516-92（2）城镇燃气设计规范GB50028-93（3）建筑防火规范GBJ16-87(98年修订版)（4）工业企业煤气安全规程GB6222-86（5）焦化安全规程GB12710-91（6）化工设备管道以外防腐设计规定HG/T20679-1990（7）设备及管道保温设计规定GB8175-87（8）化工管道设计规范HG20695-1987（9）化工企业静电接地设计规定HG/T20675-1990（10）钢制法兰、垫片、紧固件（欧料体系）B系列20614-97（11）紧固件国家标准汇编（12）管架标准图HG/T21629-99（13）输送流体用无缝钢管GB8163-99（14）输送流体用不锈钢无缝钢管GB/T14976-94（15）低压流体输送焊接钢管GB/T3092-93（16）扁钢GB/T704-88（17）工字钢GB/T706-88（18）槽钢GB/T707-88（19）等边角钢GB9787-88（20）圆钢GB/T905-94（21）不等边角钢GB9788-88（22）耐油石油橡胶板GB/T539-95（23）石棉橡胶板GB/T539-95（24）化工管路设计手册（上、下册）（25）化工工艺设计手册（上、下册）（26）工业设备管道防腐工程施工验收规范HGJ229（27）工业金属管道工程施工及验收规范HG50235-97（28）现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-98（29）中低压化工设备施工及验收规范HGJ209-83（30）化工塔类设备及验收规范HGJ211-85（31）化工装置工艺系统工程设计规定HG20557-20559-97（32）保温及管道保温技术通则GB4272-92（33）管件标准GB/T21631-91、GB/T21634-88、GB/T21635-871.4工艺说明来自冷鼓工段粗煤气（H2S含量4g/Nm3）从脱硫塔底部进入，与塔顶逆流而下的脱硫洗液接触洗涤，煤气中的H2S等酸性气体由气相进入液相与氨反应，转化为硫氢化铵等酸性铵盐，粗煤气中的H2S脱除至200mg/Nm3以下用于发电。在脱硫塔内发生的主要反应如下：NH3+H2O=NH4OH（1）H2S+NH4OH=NH4HS+H2O（2）NH4OH+HCN=NH4CN+H2O（3）NH4OH+CO2=NH4HCO3（4）NH4HS+NH4HCO3+(X-1)S=(NH4)2SX+CO2+H2O（5）吸收了H2S和HCN的脱硫液从脱硫塔底部进入富液槽，由再生泵加压后送再生槽喷射器，由于喷射器产生的高速射流产生负压吸入空气，在混合室内与富液混合进入再生槽底部，富液中的NH4HS与氧气发生反应析出单质硫，同时还原态的催化剂也被氧化成氧化态，恢复其活性。再生后的贫液经液位调节器调节液位自流至贫液槽，由脱硫泵加压后送至脱硫塔循环利用。在再生槽的主要反应有：￣NH4HS+1/2O2=S↓+NH4OH（NH4）2SX+1/2O2=SX↓+2NH4OH再生槽内产生的单质硫，富集于浮选槽上部，自流于硫泡沫槽，由硫泡沫泵加压后送熔硫釜，生产硫磺外销。熔硫釜排出的清液进入澄清槽，送回系统循环。冷鼓工段产生的剩余氨水每天产生约20m3.含氨量约3%，由蒸氨塔蒸馏出含氨10%—12%的氨水每天约12—14m3。冷却至30℃后送贫液槽补充贫液中的氨。（氨量不足时，补充少许Na2CO3）。催化剂需每天添加次，由分析结果确定每天加入量。1.5设计基础数据（1）焦炉煤气发生量：51250m3/h（2）焦炉煤气中H2S含量：≤4g/Nm3（3）焦炉煤气中焦油含量：≤50mg/Nm3（4）焦炉煤气入脱硫塔湿度：28—35℃（5）焦炉煤气入脱硫塔压力：7—10kpa（6）脱硫塔压降：≤1.5kpa（7）脱硫液：P4=8.5—9.5（8）脱硫液中氨含量：70—80g/L（9）脱硫中TTS-Ⅱ含量：≥50ppm（10）脱硫中助催化剂含量≥100ppm（11）脱硫温度：30—35℃（12）脱硫后：H2S≤200/Nm31.6公用工程（1）软水：原始开车时须具备足够的NH4OH，不足时用软水泡制Na2CO3溶液替代，具体情况待定。（2）电：本装置动力电源为380V电压，运行负荷640kw。（3）蒸汽：P≥0.6wpa，用量：600kg/h（熔硫时用）（4）制冷水：P≥0.4wpa，用量：10m3/h1.7设备选型（1）脱硫塔在脱硫装置中，根据特定的工艺条件和可操作性来确定塔的类型为填料塔，具体参数如下：塔径：5600mm’，高度：34656mm，四层填料。（2）喷射再生装置喷射再生器是一种新型的强化反应器，工作特性复杂，虽然所有的喷射器理论分析与设计计算都以动量交换方程为基础。然而，理论计算值与测定值相差较大。因此，目前大多数喷射器的设计是根据实验与生产数据来进行设计。本装置选择24支双吸式脱硫喷射器，溶液在再生槽的停留时间为25分钟左右，能满足本工程的需要。喷射再生与高塔再生相比，具有再生能力强，脱硫效率高，节约能源等优点，是焦炉煤气脱硫的优选方案。1.8自动控制常压脱硫装置比较简单，整个脱硫装置的液位不需要电气自动控制装置，但是需要设计现场液位调节控制，对脱硫塔入塔贫液压力温度，焦炉煤气入塔压力，温度等应设计为室内显示，以方便操作。1.9生产控制分析按照现有的分析规程和分析装置，对脱硫液和硫化氢进行分析。三、三废处理脱硫液毒性很小，基本对环境无污染，在运行中产生的副反应产物如：Na2S2O3等，一部分在熔硫时分离随硫磺带出，如溶液过剩，可排出一部分用于配煤，对焦炭影响不大。四、运行成本分析根据经验，常压脱硫装置运行后，运行成本如下表：序号项目单价单耗日耗金额（万元）备注1蒸汽70元/吨2t/吨硫磺240.6元/日2TTS-Ⅱ350元/kg6kg/日2100元/日3辅料50元/kg12kg/日600元/日4动力电0.3元/kw775kw/h5580元/日5冷却水0.3元/m310m3/h3元/h夏天用6硫磺900元/t3.5t/日-3150元/日合计5373.6元/日单位每立方焦炉煤气脱硫费用：0.0031元五、主要技术经济指标序号项目名称单位数量备注1、生产规模硫磺t/a11982、主要原料煤气m3/h51250氨水m3/日15含氨10%-12%TTS-Ⅱkg/日6辅料kg/日123、动力消耗制冷水m3/h10夏天用蒸汽kg/h750熔硫时用动力电Kw/h7754、车间定员生产工人人9其中维修工1人管理人员人1六、主要设备一览表（见下表）七、脱硫工程平面布置图联系电话：18963836996