动力波清洗法脱除氮肥厂煤气中硫化物的工艺研究及设备设计

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动力波洗涤(Dynawave)利用了气液两相在管道中高速逆向对撞,形成一个高速湍动的泡沫区,充分地利用气流及液流两相的能量,有足够的液体分散混合能力。与其他洗涤技术相比,具有更高净化效率及强化吸收特性。进行煤气、烟气处理时,可同时完成除尘脱硫两项任务。该种设备具有体积小,阻力适中,较宽的操作弹性等优点。该技术在国外已被应用于许多工业过程,建有300套左右的动力波洗涤装置,其中用于炼油厂的约有15套。本文采用自制的动力波实验装置,以氢氧化钠溶液等为脱硫剂,以空气配入H2S模拟煤气,研究了不同操作条件下脱硫效率,得到了装置达到最高脱硫效率时的相应操作条件。实验结果表明:不同脱硫液脱硫效率不同,较佳的脱硫液为氢氧化钠溶液。动力波洗涤器脱硫效率随液气比的增加而增大;较佳的液气比在0.8左右。动力波洗涤器的脱硫效率随氢氧化钠溶液浓度增大而增加;较佳的氢氧化钠溶液浓度在0.5mol/L,脱硫率为88%。实验中发现,同样操作条件下,随着处理柱直径的增加,脱硫率下降。分析其传质过程得出:塔中心处净化效率高,塔壁处低,塔径越大,总净化效率越低。因此,对高负荷的生产过程可采用“多中心效应”的方法,能强化传质作用,提高总净化率。在实验的基础上,对工业生产设备进行设计。对处理量7500m3/h的生产,其塔体高度l0mm,有效截面积4.2m,正六边形排列,其边长275mm,脱硫液喷嘴直径10mm,塔的平均净化率在85%以上。这一设计使动力波清洗技术在煤气脱硫上得到应用成为可能。
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