2.3.1 Расчет абсорбера к-1

Для расчета диаметра колонны абсорбции исходим из линейной скорости движения газа V=0,1 м/с. Наименее неблагоприятным для габаритов колонны является минимальное давление 0,1 Мпа (избыточное). В этом случае объем газа Q_г, поступающего в колонну, равен 2000 м³/сут = 0,2315 м³/с. С учетом давления реальный расход газа 0,116 м³/с.

Диаметр колонны абсорбции рассчитываем по формуле

D_a = (4·Q/·V)^0,5 (39)

D_a = (4·0,116/3,14·0,1)^0,5 = 1,22м

Учитывая возможные колебания расхода газа, принимаем диаметр абсорбера равным 1,4 метра.

Высоту абсорбера рассчитываем, суммируя высоты рабочей зоны, сепарационной и кубовой части. Высота рабочей зоны должна быть не менее 2 метров, сепарационной зоны 1,5 метра. Высота кубовой части определяется исходя из следующих требований к ее конструкции и объему:

• она должна иметь коническое дно с углом при вершине не более 90⁰ (лучше 60⁰);

• объем должен вмещать половину количества серной пульпы, образующейся в течение 5 часов; в нашем случае это порядка 150 литров.

При таких условиях высота кубовой части составит порядка 1,0 метра, т.е. минимальная высота колонны 4,5 метра.

Сепарационная зона должна быть оборудована отбойниками для улова серной пены и капельной жидкости.

С учетом запорной арматуры общая высота колонны будет равна 5,5 метра.

2.3.2 Расчет регенератора к-2

При расходе воздуха Q_в = 368 м³/час (0,1022 м³/с) и линейной скорости V = 0,08 м/с минимальный диаметр колонны К-2 будет равен

D = (4·0,1022/3,14·0,08)^0,5 = 1,275м

Кроме того, регенератор должен быть снабжен перегородкой для улучшения выделения серы за счет создания циркуляции внутри аппарата. Перегородка проходит ½ диаметра, по высоте не доходя до верхнего уровня абсорбента 30 см и на 25 см ниже распределителя воздуха. Общая площадь регенератора с учетом перегородки составит 3,24 м² при диаметре 1,8 метра. В колонне регенерации в зоне выхода абсорбента на циркуляцию должны быть установлены пластины под углом 45⁰, служащие укрупнения и задержания серы. Общая высота зоны с пластинами 1,5 метра. Расстояние между пластинами 5 см. В верхней части колонны регенерации должна быть сепарационная зона высотой не менее 1 метра, оборудованная пластинчатым отбойником для гашения возможной серной пены и сепарирующим элементом для улова капельной жидкости в отработанном воздухе. Вход абсорбента с абсорбера находится под распределителем воздуха на расстоянии 30 см.

Минимальная высота рабочей зоны регенератора равна 3 метра. Высоту сепарационной и кубовой части достаточно принять по 1 метру. Таким образом, с учетом запорной арматуры на сливе абсорбента общая высота колонны будет равна 5,5 метра. Колонны абсорбции и регенерации должны находится на одном уровне во избежание перетока во время остановки установки.

Емкость для отделения серы Е-1 служит для приготовления и хранения раствора абсорбента и хранения серы. Кроме того, в аварийной ситуации емкость должна принять весь объем абсорбента из установки. Объем абсорбента в колонне абсорбции равен

V = [π·D²·H·(1-φ)]/4 (40)

V = [3,14·1,4²·5,0·(1-0,1)]/4 = 6,8 м³

где φ = 0,1 – газосодержание.

Объем абсорбента в колонне регенерации равен

V_р = [3,14·1,8²·5,0·(1-0,1)]/4 = 11,45 м³

Кроме того, в обвязочных трубопроводах находится порядка 1,1 м³ абсорбента, поэтому его общий объем равен 19,35 м³.

С учетом коэффициента заполнения 0,9, объем емкости Е-1 должен быть порядка 28,2 м³.

Емкость должна быть снабжена фильтрующей перегородкой. В качестве фильтрующей перегородки целесообразно использовать фильтрующую ткань, закрепленную на металлическую сетку.

Емкость Е-1 может располагаться под землей. В этом случае при глубине 2 метра, раствор теплоизолирован и подогревается теплом грунта.

Наземное расположение емкости требует изоляции и подогрева абсорбента.

Выходной сепаратор С-2 предназначен для отделения газа от абсорбента и рассчитывается по стандартным методикам. Дно сепаратора должно быть коническим. Сепаратор должен быть снабжен устройством для улавливания брызг.

Компрессор КР-1 предназначен для подачи воздуха в колонне регенерации и должен удовлетворять условиям:

• производительность 360 м³/час;

• выкидное давление 0,08 МПа (избыточное).

Насос Н-1 работает постоянно и обеспечивает циркуляцию между колоннами абсорбции и регенерации. Производительность насоса должна быть не менее 32 м³/час; выкидное давление не менее 0,4 Мпа.

Насос Н-2 работает периодически и обеспечивает подачу абсорбента в фильтр-пресс, производительность 2 – 5 м³/час; выкидное давление 0,4 МПа. Насосы Н-1 и Н-2 должны быть расположены в утепленном помещении.

Насос Н-3работает периодически и обеспечивает закачку абсорбента в абсорбер перед началом работ и подкачку абсорбента во время ведения процесса очистки газа от сероводорода.

Обвязочные трубопроводы должны иметь максимально возможный радиус закругления для уменьшения возможности осаждения серы.

Фильтр-пресс предназначен для отделения серы от абсорбента. В работе находится постоянно. Отжатая пастообразная сера затаривается в мешки; очищенный абсорбент насосом Н-1 возвращается в колонну абсорбции К-1.