3 Расчетная часть

3.1 Расчет серного скруббера

Принимаем две технологические нитки: одна на 65000 нм³/год, вторая на 45000 нм³/год. Произведе м расчет нитки большей производительности по газу.

Исходные данные:

1. Количество сухого коксового газа V_с.г. = 65000 нм³/год;

2. Концентрация H₂S во входящем газе y₁= 16 г/нм³;

3. Концентрация сероводорода в выходящем газе y₂= 2,5 г/нм³;

4.Состав сухого коксового газа, % (объемн.) :

H₂ …….57,9

CH₄ …...26,2

CO …….6,0

N₂ …….4,6

CO₂ ……2,2

C_mH_n ….2,5

O₂ …….0,6

Всего …. 100,0

Плотность сухого коксового газа рассчитывается по уравнению:

кг/м³

При концентрации сероводорода в газе 16 г/м³, масса их составит:

16

65000 * ––––– = 1040 кг/год

1000

5. Температура коксового газа на входе в абсорбер - 35˚С;

6. Давление газа на входе в абсорбер 810 мм рт. ст. или 107973 Па.

3.1.1 Материальный расчет серного скруббера

Расчет материального баланса серного скруббера проводится для случая поглощения сероводорода содовым поглотительным раствором. В серный скруббер поступает коксовый газ нижеприведенного состава:

кг/ч нм³/ч

сухой коксовый газ 29510 65000

водяной пар 2853 3551

сероводород 1040 685

Всего 33403 69236

1. Определим количество водяного пара в коксовом газе:

где Р_заг.- общее давление коксового газа на входе в абсорбер;

или в единицах массового расхода:

2. Определим степень улавливания Н₂S

Количество сероводорода в газе рассчитывается по формуле:

,

где у_H2S – содержание сероводорода в газе, г/м³.

Тогда получаем количество сероводорода в газе:

на входе в скруббер:

на выходе из скруббера:

или в единицах объема:

,

где М_H2S – молекулярная масса сероводорода, кг/кмоль.

Тогда

Зная начальную и конечную концентрации Н₂S в коксовом газе, определим степень его улавливания:

или 84,3%

Количество поглощенного Н₂S составляет:

Фактическое содержание Н₂S в коксовом газе:

во входящем газе

в выходящем газе

Таким образом, из серного скруббера выходит коксовый газ такого состава:

кг/ч нм³/ч

сухой коксовый газ 29510 65000

водяной пар 2853 3551

сероводород 163 107

Всего 32526 68658

3. Определим расход содового поглотительного раствора и содержание в нем сероводорода, используя уравнение Литвиненко [2]:

,

где Р_H2S - парциальное давление сероводорода над поглотительным (содовым) раствором, мм рт. ст.

t – температура, ⁰С ;

C_2max – содержание Н₂S в растворе, моль/л, при условии, что устанавливается равновесие, т.е.:

, а - парциальное давление сероводорода в газе, которое по закону Дальтона:

=Р_заг·y_{1 ;}

где y₁ - концентрация сероводорода во входящем газе.

Тогда

- на выходе из скруббера,

- на входе в скруббер.

Пересчитаем рабочие концентрации сероводорода в газе:

Максимальное содержание сероводор ода в поглотительном растворе, который подается на скруббер:

Действительное содержание сероводорода С должно быть меньше равновесного для создания движущей силы абсорбции вверху скруббера и равным:

,

где n – коэффициент сдвига равновесия, который принимаем равным 1,2 [1].

Принимая n = 1,5 внизу абсорбера, определим действительное содержание сероводорода внизу абсорбера:

Пересчитаем рабочие концентрацииї сероводорода в поглотительном растворе на массовые доли:

(0, 39%)

Аналогично для низа:

(0,49%)

Действительный расход поглотителя составляет:

что составляет на 1 нм³ сухого газа:

6. Количество поглотителя (содового раствора) составляет:

Таким образом, в поступающем поглотительном растворе содержится сероводорода:

в выходящем растворе:

Таким образом, раствором поглощается сероводорода:

4297 – 3420 = 877 (кг/ч)

Материальный баланс серного скруббера приведено в таблице 8.

Таблица 8 - Материальный баланс серного скруббера

Приход		Расход
Статья	кг/ч	Статья	кг/ч
Влажный коксовый газ, в том числе Н2S Поглотительный содовый раствор, в том числе Н2S	33403 1040 877000 3420	1.Влажный коксовый газ, в том числе Н2S 2.Поглотительный содовый раствор, в том числе Н2S	32526 163 877877 4297
Всего:	910403	Всего:	910403