Очистка промышленных газов от сероводорода

Р_р(і) = 0,014 (С_ір)^3,22 (22)

Равновесное давление газа вычисляется по уравнению (14).

Полученные значения рассчитанных параметров вносятся в таблицу 1.

Таблица 1

Шаг определения изменения общего давления коксового газа на входе в скруббер (Р_{об і}):

1) Р_{общ.к.г.на вх.в скр.} - Р_{общ.к.г.на вых.из скр.} = 10 мм рт.ст.

2) - шаг изменения Р_{об і} коксового газа

= 0,55 мм рт.ст.

Концентрацию H₂S в растворе высчитываем с помощью шага:

= г/дм³

Движущая сила абсорбции для аппарата может быть определена как:

- средняя арифметическая

Р_ср = (23)

где: (Р-Р_р)_нач - движущая сила в начале аппарата;

(Р-Р_р)_кон - движущая сила в конце аппарата

- средняя логарифмическая

Р_лог = (24)

- интегральная

Р_инт = (23)

Тогда движущая сила составляет:

Р_ср = = 1,574 мм рт.ст.

Р_лог = = 1,320 мм рт.ст.

Р_инт = = 1,56119 мм рт.ст.

Принимаем движущую силу среднюю Р = 1,574 мм рт.ст.

3.6 Определение коэффициентов абсорбции и поверхности абсорбции

Общий коэффициент абсорбции

К = (26)

К = f (Re_г, Pr_г, D_г, ) (27)

где: К_г, К_ж - коэффициент массопередачи через газовую и жидкую пленки.

К_г = Nu_г (28)

К_ж = Nu_ж (29)

где: D_г - коэффициент диффузии газовой фазы;

D_ж - коэффициент диффузии жидкой фазы.

D_г= 0,000016 м²/сек

D_ж= 1,61М10^-9 м²/сек

Nu_г = 0,167М Re_г^0,74М Pr_г^0,33 М ()^0,47 (30)

Nu_ж = 0,21МRe_ж М Pr_ж^0,5 (31)

где: d - диаметр аппарата,м;

H - высота аппарата;

L - высота элемента насадки,м;

L = 0,05 м

Рассчитаем критерий Nu_г

Re_г =; Re_г = 2320

Pr_г = ,

где С_г = 1370,113, = 0,0406

Pr_г = = 0,4408

Nu_г = 0,167М(2320)^0,74М(0,4408)^0,33М;

Nu_г = 0,167М309,357М0,7631М1,1669 = 46,1195

Рассчитаем критерий Nu_ж

Re_ж = (32)

V_ж = == 0,0057633

где: с_ж = 998 кг/м³; _ж = 0,000801

Re_ж = = 257,6877

Pr_ж = , (33)

где D_ж= 1,61М10^-9 м²/сек.

Pr_ж = = 498,512

Nu_ж = 0,21М(257,6877)^0,75М(498,512)^0,5= 301,562

Расчет общего коэффициента выполняем при коэффициенте равновесия К = 1. Получаем:

К_г = 46,1195 = 0,02056 ;

К_ж = 301,562 = 1,35295М10^-5 ;

К = = = 1,35206М10^-5 .

3.7 Определяем поверхность абсорбции

F = (34)

где: G_HS - количество извлекаемого сероводорода;

К - общий коэффициент массопередачи;

Р_ср - движущая сила подачи.

F = = 4695,87676 м².

Определяем объем насадки

V_нас = (35)

где: f - удельная поверхность насадки

V_нас = = 53,6671 м³.

Определяем высоту насадки

H = (36)

S_скр = = = 4,9 м²

где: d² - диаметр скруббера;

Н = = 10,952 м

Принимаем высоту секции насадки по 2 м каждая, тогда количество секций составит:

n = (37)

n = = 5,5= 6 шт.

Принимаем 2 скруббера по 3 секции в каждом. Высота одного скруббера должна составлять (рис.18.):

H = nh_сек +(n-1)H_осуш + H₁ + H_газ (38)

где: n - количество секции, шт;

h_сек - высота секции, м;

H₁ - монтажная высота, равная 0,5 м;

H_газ - высота газовых патрубков, 1,3 м;

H_суш - высота осушающей насадки, 0,5 м.

Следовательно

Н = 3М2+(3-1)0,5+0,5+1,3= 8,89 м

Принимаем два скруббера высотой по 9 м каждый и включаем их последовательно по раствору и газу.

Вывод

Выбранный нами вакуум-карбонатный метод для очистки коксового газа от сероводорода разработан в 1938 г. и является усовершенствованным вариантом. В результате использования вакуума на стадии регенерации сероводород получают в концентрированном виде, удобном для переработки и использования. В Советском Союзе вакуум-содовый и вакуум-поташный методы применяют для очистки коксового газа. Технологическая схема процесса представлена на рис.14.

Аппарат для улавливания сероводорода из коксового газа - насадочный скруббер. Основными достоинствами насадочных колонн являются простота устройства и низкое гидравлическое сопротивление.

Поверхность абсорбции 4695,87676 м². Действительное количество поглотителя 80000 дм³/час. Количество секций 6 шт, т.е. принимаем 2 скруббера по 3 секции в каждом.

Список использованной литературы

1. А.Г. Касаткин «Основные процессы и аппараты химической технологии».

2. А.И. Толочко, В.И. Филипов, О.В. Филипьев «Очистка технологических газов в черной металлургии».

3. М.Я. Юдашкин «Пылеулавливание и очистка газов в черной металлургии».

4. Литвиненко М.С. Очистка коксового газа от сероводорода.

5. Глинка Н.Л. Общая химия.

6. Кузнецов В.В., Усть-Качкинцов В.Ф. Физическая и коллоидная химия.

7. Очистка промышленных выбров и утилизация отходов. Сборник научных трудов. Л.,1985

8. Очистка промышленных газов и вопросы воздухораспределения. Сборник статей. Л.,1969