Очистка промышленных газов от сероводорода (стр. 6 из 7)

Движущая сила процесса абсорбции H₂S коксового газа содовым раствором определяется как разность парциальных давлений H₂S в коксовом газе и поглотительном растворе на входе в аппарат и выходе из него.

Для определения движущей силы определяются парциальные давления H₂S в коксовом газе на входе в скруббер и выходе из него.

Парциальное давление H₂S в газе на входе в скруббер

р_1вх = Р_вх

(11)

где: Р_вх – общее давление газа на входе, мм рт.ст.;

а₁ – содержание H₂S в коксовом газе на входе, г/м³;

М_H

S – мольная масса H₂S, кг/кмоль.

М_H

S = 34 г/моль

Р_вх = 760 + 59,0 = 819 мм рт.ст

р_1вх =

= 10,2519 мм рт.ст.

Парциальное давление H₂S на выходе из скруббера:

р_{2 вых} = Р_вых

(12)

Принимаем сопротивление скруббера

Р = 10 мм рт.ст., тогда давление коксового газа на выходе из скруббера

Р_{вых =} Р_вх +

Р (13)

Р_вых = 819- 10 = 809 мм рт.ст.

р_{2 вых} = 809

= 0,5329 мм рт.ст.

Принимаем в качестве поглотителя H₂S содовый раствор 1N концентрации, поступающий на скруббер после регенератора.

Определяем равновесную концентрацию H₂S в содовом растворе, поступающем в скруббер:

р_2вых = 0,014 С_1р^3,22 мм рт.ст. (14)

где: С_1р – равновесная концентрация H₂S в поступающем растворе, соответствующая давлению H₂S в коксовом газе, г/ дм³. Тогда:

С_1р =

(15)

С_1р =

= 3,0963 г/дм³

Для обеспечения движущей силы процесса принимаем концентрацию H₂S в поступающем растворе С₁ = 2,5 г/дм³.

Определяем равновесную концентрацию H₂S в содовом растворе, выходящем из скруббера:

С_2р =

(16)

где: р_1вх – парциальное давление H₂S в коксовом газе на входе в скруббер, мм рт.ст.

С_2р =

= 7, 7562 г/дм³

Принимаем концентрацию H₂S в растворе С₂ = 7 г/ дм³.

3.4 Определение необходимого количества поглотителя

Действительное количество поглотителя

G_д =

(17)

где: G_H

S – количество поглощенного H₂S в граммах;

С_1, С₂ – содержание H₂S в растворе на входе и выходе из скруббера.

G_д =

= 80000 дм³/час = 80 м³/час

Минимальное количество поглотителя

G_min =

(18)

где:C_2р – равновесное содержание сероводорода в растворе на выходе из скруббера,г/дм³.

G_min =

= 68571,428 дм³/час 68,5714 м³/час

3.5 Проверка насадки на смачиваемость и затапливаемость

Для обеспечения удовлетворительной смачиваемости насадки необходимо подавать раствор в количестве, превышающем 2 литра на погонный метр насадки в минуту.

Периметр орошения в скруббере, заполненном выбранной ранее насадкой, можно определить:

П = F_общּf (19)

где: F_общ – общее сечение аппарата, м²;

f = 87,5 – удельная поверхность насадки, м²/м³

П = 5,09 ּ87,5 = 445,375 м

Линейная плотность орошения

q =

(20)

q =

= 2,566 2,5 дм³/мм;

2,5

2

следовательно, смачиваемость насадки удовлетворительная.

Движущая сила процесса абсорбции может быть определена путем нахождения парциального давления H₂S над раствором и парциального давления H₂S газа при различном его содержании от 1 до 19 г/м³.

Парциальное давление при различных концентрациях определяется:

Р_H

S = Роб

ּаі

, (21)

а концентрация H₂S в растворе определяется:

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

Содержание H2S в газе г/м3 (аі)	Давление коксового газа на входе в скрубер мм рт.ст. (Роб)	Парциальное давление H2S в газе м рт.ст (Рі)	Концентра- ция H2S в рас творе, г/дм3 (Сі)	Равновесное давление H2S с рабо- чим раство-ром (Рр)і	Рі-(Рр)і
1	2	3	4	5	6	7
1	809,10	0,533	2,5	0,268	0,265	3,773
2	809,65	1,067	2,75	0,364	0,703	1,422
3	810,20	1,601	3,0	0,481	1,12	0,892
4	810,75	2,136	3,25	0,623	1,513	0,661
5	811,30	2,672	3,5	0,790	1,882	0,531
6	811,85	3,209	3,75	0,987	2,222	0,450
7	812,40	3,746	4,0	1,215	2,531	0,395
8	812,95	4,285	4,25	1,477	2,808	0,356
9	813,50	4,823	4,50	1,776	3,047	0,328
10	814,05	5,363	4,75	2,114	3,249	0,308
11	814,60	5,903	5,0	2,493	3,41	0,293
12	815,15	6,444	5,25	2,917	3,527	0,283
13	815,70	6,986	5,50	3,389	3,597	0,278
14	816,25	7,528	5,75	3,910	3,618	0,276
15	816,80	8,072	6,0	4,485	3,587	0,279
16	817,35	8,616	6,25	5,115	3,501	0,286
17	817,90	9,160	6,50	5,803	3,357	0,298
18	818,45	9,706	6,75	6,554	3,152	0,317
19	819	10,251	7,0	7,368	2,883	0,347

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.