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⑵物料衡算
净化气再生脱硫液原料气富液图3.2 脱硫塔局部流程图 Figure 3.2 Desulfurizer partial flow chart
a. 反应器进口原料气中各组分的流量 H2 990.?2CO2 990.?2CO 990.?20.5?0254?995.2kg/h kmol/h
0.?2780?.0327?12113.2kg/h kmol/h
2?831.8kg/h kmol/h
N2 990.2?0.158?156.5kmol/h?4380.6kg/h Ar(H2S) 990.2?0.0325?32.2kmol/h?1094.2kg/h b. 反应器出口混合气中各组分的流量 出塔气体各组分的量和反应器入口气体相同 H2 990.?2CO2 990.?2CO 990.?20.5?0250.?2780?.034?995.2kg/h kmol/h
27?12113.2kg/h kmol/h
2?831.8kg/h kmol/h
N2 990.2?0.158?156.5kmol/h?4380.6kg/h c. 根据进口脱硫液的组成和流量计算进塔热水的量为
260?（100－1.4－1.3－35－20－0.5－5.5）kg/h?9438kg/h?524.3kmol/h 出口富液中水的量为：
（9438－547.1）kg/h?8890.9kg/h?494kmol/h
d. 排出富液S的液体流量及其组成
进塔气中含有1094.2kg/h的H2S，在塔内被脱硫液吸收生成单质硫，其反应的方程式如下：
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Na2CO3﹢H2S→NaHS﹢NaHCO3 (3.1) 2NaHS﹢4NaVO3﹢H2O→Na2V4O9﹢4NaOH﹢2S↓ (3.2)
硫的生成量，即需要连续排出的含硫液体流量为：
2?1094.2?0.85?1860.14kg/h?58.13kmol/h
排出的富液流量为1860.14/0.5?3720.28kg/h，其中硫的含量为50％ e. 需要补充的新鲜吸收剂（Na2CO3）的量为：
1000=1.39kg/h
30×24f. 反应器中物料平衡表
表3.3 反应器物料平衡表
Table 3.3 Reactor material balance
反应器进口
kmol/h
H2
497.6
kg/h 995.2 12113.2 831.8 4380.6 1094.2 0 9438 28853
%（mol） %(wt) 32.83 18.16 2.0 10.33 2.12 0 34.60 100
3.45 41.98 2.88 15.18 3.79 0 32.71 100
kmol/h 497.6 275.3 29.7 156.5 0 58.13 494 1511.23
反应器出口 kg/h 995.2 12113.2 831.8 4380.6 0 1860.14 8890.9 29071.84
%(mol) 32.93 18.22 2.0 10.36 0 3.85 32.69 100
%(wt) 3.42 41.67 2.86 15.07 0 6.40 30.58 100
CO2 275.3 CO N2 H2S S H2O 合计
29.7 156.5 32.2 0 524.3 1515.6
⑶ 热量衡算
各物质0～40℃的质量定压热容
表3.4 物质质量定压热容
Table 3.4 Material quality constant pressure heat
物质 Cp kJ/(㎏·℃)
10.13
0.653
0.754
0.745
0.322
0.804
H2
CO2
CO
N2
H2S
Ar
进塔的热负荷及产生蒸汽量 衡算基准：0℃气态气体，0℃液态水 a. 进口原料气中各组分所带入的热Q1?n Cp，m△t (3.3)
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可知Q1?[（995.2?10.13）＋（12113.2?0.653）＋（831.8?0.754）＋（4380.6?0.745）＋（1094.2?0.322）(40－0)?89?104 kJ/h
b. 进塔喷淋液所带入的热量Q2
260?100?3.45?（37－0）＝332?104 kJ/h
c. 新鲜吸收剂所带入的热Q3 37℃、Na2CO3的比热容为1.06kJ/(kg·k) Q3?1.39?1.06?(37－0) ?54.52kJ/h d. 出口气体所带出的热Q4
Q4?[（995.2?10.13）＋（12113.2?0.653）＋（831.8?0.754）＋（4380.6?0.745）]
（43－0）?94.10?104 kJ/h
e. 塔底排放的富液带出的热量Q5
8890.9?4.184?（40－0）?149?104 kJ/h
f. 塔中化学反应所参与的热量Q6
Q6?－434.0kJ/h
热损失取4％，则变脱塔装置的热负荷为 Q?（1－0.04）（Q1＋Q2＋Q3－Q4－Q5－Q6）
?171?104 kJ/h
变脱塔装置产生7KPa的饱和蒸汽（饱和温度为38.8℃） 38.8℃饱和蒸汽焓isteam?2566.3 kJ/kg 38.8℃饱和水焓iH2O ?162.44 kJ/kg 则产生的蒸汽为
G? 0.022×360×1.293=10.24711.36 kJ/h 3.3.2 再生槽的物料衡算和热量衡算 ⑴计算依据
a.此设备按反应器进行物料衡算和热量衡算
b.喷射氧化再生槽中贫液的温度为40℃，富液进口温度为40℃，贫液的出口温度为40℃
c.自吸空气的进口温度为20℃，相对湿度80％，组成及含量：
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表3.5 空气组成及含量
Table 3.5 Composition and content of the air
组成 ％（体积）
O2 79
N2 21
d.硫泡沫的出口温度为40℃，出口液体硫泡沫的含量为80％ e.贫液出口液体的组成：
表3.6 出口液体的组成
Table 3.6 Liquid component exports
组成
Na2CO3 1.5
NaHCO3
34
Na2S2O3
0.8
SO4-2 4.5
总硫 15
g/L
f.富液进口液体的组成：
表3.7 进口液体的组成
Table 3.7 Imports the composition of the liquid
组成 g/L
Na2CO3 1.8
NaHCO3 32
Na2S2O3 0.6
SO4-2 6..0
总硫 40
g.假设变脱塔富液出口流量和进入再生槽顶部的富液流量相同 ⑵物料衡算
富液自吸空气流泡沫贫液
图3.3 喷射再生槽局部示意图
Figure 3.3 Spray tank local renewable Sketch
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