年產(chǎn)80萬(wàn)噸冶金焦的焦化廠設(shè)立硫銨工段的工藝設(shè)計(jì)

1、 第 57頁(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)任務(wù) 為年產(chǎn)80萬(wàn)噸冶金焦的焦化廠設(shè)立硫銨工段。二、設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料 1.地理位置 徐州焦化廠位于徐州的西面，用水主要用地下水、自來(lái)水和本廠的處理循環(huán)水。硫銨工段屬于焦化廠的回收車(chē)間。它設(shè)立在回收車(chē)間的冷凝鼓風(fēng)工段和粗笨工段之間。 2.自然氣象條件 徐州地區(qū)位于東經(jīng)117*18 北緯34*17 海拔高度 43米 平均氣壓 1012.5 年平均氣溫 14度 極端最高氣溫 40.1度 極端最低氣溫 -22.6度 平均相對(duì)濕度 71% 年降水量 869.9毫米 年降水天數(shù) 91.7天 最大積雪厚度 25厘米 平均風(fēng)速 3.0米/秒 最大風(fēng)速及風(fēng)向 16wsw 最多風(fēng)向及頻

2、率 c14 ese 12 三、設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)假設(shè)年產(chǎn)80萬(wàn)噸的焦化廠用的是 2 座 63 孔的 tjl4350d 型焦?fàn)t。每孔有效容積 26.6 m3 結(jié)焦時(shí) 24 小時(shí)，配煤的揮發(fā)份為26%，氨產(chǎn)量為加煤的0.3%；剩余氨水的含氨量為3.5g/l；裝爐干煤的表面水為7%；煤氣在初冷器冷卻的溫度為30度，進(jìn)入硫銨工段的溫度為45度。焦?fàn)t炭化室尺寸： 有效長(zhǎng) l=13280m 有效高 h=4100m 平均寬 b=500m堆積密度 =1.01.15 t(干煤)/.緒論 煤炭作為我國(guó)的主要能源之一，由于其儲(chǔ)藏量有限，單純作為燃料不僅浪費(fèi)很大，而且會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，隨著現(xiàn)代科技和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展對(duì)煤

3、炭的利用范圍已大大擴(kuò)展，煤炭的綜合利用已被列為我國(guó)煤炭行業(yè)的三大支柱。 高溫?zé)捊够瘜W(xué)工業(yè)是煤炭的綜合利用中歷史最久，工業(yè)最完善，技術(shù)最成熟，應(yīng)用最廣泛的行業(yè)。由于煤炭的自身組成特殊性，在煉焦同時(shí)產(chǎn)生的煤氣中，含有多種可供回收利用的成分，其中氨作為生產(chǎn)過(guò)程中的有害成分之一，其含量雖少但由于其水溶液具有腐蝕設(shè)備和管路，生成的銨鹽會(huì)引起堵塞，燃燒產(chǎn)生的氮氨化物污染大氣，所以有必要將其回收，并加以利用。 硫銨的生產(chǎn)不僅達(dá)到了除去煤氣中氨的目的，而且硫銨作為化肥應(yīng)用于農(nóng)業(yè)中可以提高農(nóng)作物的單位面積產(chǎn)量，對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展起著重要作用。 硫銨的生產(chǎn)方法有：飽和器法和非飽和器法。飽和器法有分直接法和半直接法。 直

4、接法 熱的煤氣從焦?fàn)t中出來(lái)經(jīng)過(guò)煤氣冷凝器冷卻再經(jīng)電捕焦油器清潔凈化后進(jìn)入飽和器，在飽和器內(nèi)，煤氣中的氨同硫酸結(jié)合生成硫銨。直接法由于對(duì)電捕焦油器等凈化裝置要求較高以保硫酸銨產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在工業(yè)上應(yīng)用比較困難，所以此法在工業(yè)上得不到廣泛應(yīng)用，難以推廣。 間接法 煤氣中的氨在氨洗塔中用冷水吸收，所得氨水從蒸餾柱進(jìn)入飽和器同濃硫酸反應(yīng)制成硫酸銨。由于這方法需要的設(shè)備龐大，投資大，消耗掉大量的蒸汽，耗能大，經(jīng)濟(jì)效果也不好。因此，此法在工業(yè)上應(yīng)用很少，很難推廣，特別是在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用更少。 半直接法： 由焦?fàn)t出來(lái)的煤氣經(jīng)過(guò)冷卻，所得的冷凝氨水通過(guò)氨蒸餾柱蒸出氨水并和煤氣中的氨共同進(jìn)入飽和器，穿過(guò)

5、母液層和硫酸溶液相互作用生成酸式硫酸銨。半直接法生產(chǎn)硫酸銨由于生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品成本較低，工藝技術(shù)及管理較成熟，因此在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用較廣，但它也不是十全十美，也有它的缺點(diǎn)，主要有下列幾點(diǎn)：（1）需處理一定量的氨水。（2）結(jié)晶顆粒較小。（3）煤氣通過(guò)飽和器阻力較大，因而能量消耗大。因此半直接法生產(chǎn)硫銨的工業(yè)等有待進(jìn)一步改進(jìn)，以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要，盡管如此，由于它的生產(chǎn)工藝管理等方面均較直接法和間接法先進(jìn)，因此工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用較廣。本設(shè)計(jì)選擇半直接法。.飽和器法生產(chǎn)硫銨原理 2.1.1物理性質(zhì)（）純態(tài)硫酸氨為無(wú)色長(zhǎng)棱形結(jié)晶體，工業(yè)為白色或淺灰色黃色晶體顆粒，晶體密度.。（）結(jié)晶熱.，結(jié)晶區(qū)位于硫

6、銨含量較低區(qū)域。（）易溶與水，其水溶液呈弱酸性，易吸潮結(jié)塊。 2.1.2硫銨用途長(zhǎng)期以來(lái)，主要用來(lái)做肥料，適用多種土壤和多種作物，還可用于紡織、皮革、醫(yī)藥等方面。食用硫酸銨由工業(yè)硫酸銨加入蒸餾水溶解，加入除砷劑、除重金屬劑進(jìn)行溶液凈化、過(guò)濾、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、離心分離、干燥制得。用做食品添加劑，做面團(tuán)調(diào)解劑、酵母養(yǎng)料等。 2.1.3生產(chǎn)的工藝流程1. 流程選擇 目前，我國(guó)大部分焦化廠均用飽和器法生產(chǎn)硫酸銨，來(lái)回收煤氣中的氨。國(guó)外除趨向于用沸薩姆法生產(chǎn)無(wú)水氨外，還有許多焦化廠用飽和器法或酸洗法生產(chǎn)硫酸銨。所以硫酸銨仍是目前焦化廠生產(chǎn)的主要產(chǎn)品之一。 用硫酸吸收煤氣中的氨是快速不可逆的化學(xué)反應(yīng)，

7、所以可在飽和器或酸洗塔內(nèi)，使焦?fàn)t煤氣與適量濃度的硫酸接觸以用來(lái)回收煤氣中的氨。本設(shè)計(jì)選擇半直接法。2. 生產(chǎn)工藝流程的原理 焦化廠生產(chǎn)的硫銨是濃硫酸和氨氣在飽和器內(nèi)發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)而生成硫銨的。反應(yīng)方程式： h2so4+nh3-（nh4）2so4 （硫酸適量） h2so4+nh3- nh4hso4 （硫酸過(guò)量） nh4hso4+nh3-（nh4）2so4 上述反應(yīng)是防熱反應(yīng),當(dāng)用硫酸吸收煉焦煤氣中的氨時(shí),當(dāng)用硫銨吸收煉焦煤氣中的氨時(shí),實(shí)際所得的熱效應(yīng)和硫銨母液的酸度及溫度有關(guān)，其值約比理論反應(yīng)放出的熱量少10%左右。 由上述反應(yīng)方程式可以看出產(chǎn)品硫銨既存在著正鹽又存在著酸式鹽，它們分別以各自的

8、形式存在于生產(chǎn)硫銨的溶液中，而溶液中酸式鹽還是正鹽各自所占的比主要由溶液的酸度決定，溶液的酸度可以用加入硫酸的數(shù)量多少來(lái)調(diào)節(jié)。在飽和器內(nèi)的酸度控制在1-2%時(shí)，生成的硫銨產(chǎn)品主要為正鹽當(dāng)酸度升高時(shí)，隨酸度的提高而酸式鹽含量則提高，飽和器內(nèi)酸度控制（指母液的酸度）在4-8%時(shí)飽和器和母液中同時(shí)存在著正鹽又存在著酸式鹽。但酸式鹽比正鹽更容易溶于水和稀硫酸，因此，在溶解度達(dá)到極限時(shí)，在飽和器的酸度范圍內(nèi)從溶液中首先析出的是（nh4）2so4，而-則次出或不出。 在飽和器內(nèi)硫銨從母液中形成晶體要經(jīng)歷兩個(gè)階段：首先是細(xì)小的結(jié)晶中心-晶核的形成，而后是晶核（或晶體）的長(zhǎng)大。通常兩個(gè)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行的。即在一定

9、的條件下結(jié)晶，若晶核形成的速率大于晶體成長(zhǎng)的速率，得到的是小粒結(jié)晶。反之，則得到大粒結(jié)晶。顯然，如控制好此速率，便可控制晶體顆粒的大小，從而可以得到較滿意的產(chǎn)品硫酸銨顆粒粒度。由于飽和器內(nèi)氨和硫銨不斷的反應(yīng)生成硫銨，當(dāng)硫銨與硫酸達(dá)到一定的過(guò)飽和程度時(shí)，即形成晶核。晶核的成長(zhǎng)速度和溶液的潔凈程度，溶液的酸度以溶質(zhì)由液相向固相的傳質(zhì)速率有關(guān)，在純凈的母液中，硫銨晶體的生長(zhǎng)速度最快，母液中的可溶性雜質(zhì)對(duì)結(jié)晶的成長(zhǎng)速度和晶核均有不利的影響。傳質(zhì)速率是由硫銨分子從晶體表面上移走晶體熱的速率所決定的，而在飽和器內(nèi)充分?jǐn)嚢枋故鼓敢菏艿匠浞值幕旌?，以提高傳質(zhì)速率，同時(shí)還可以使飽和器內(nèi)的母液的酸度和溫度均勻，且

10、使洗粒晶體的母液中呈懸浮狀態(tài)和延長(zhǎng)其在母液中的停留時(shí)間，均有利于結(jié)晶長(zhǎng)大。母液內(nèi)晶體的生長(zhǎng)速度隨著溫度的提高而顯著增大。由于晶體各棱面的平均生長(zhǎng)速度比晶體沿生長(zhǎng)長(zhǎng)向速度增長(zhǎng)的速度較快，溫度的提高還有助于降低晶體的長(zhǎng)寬比和形成較好的晶形。同時(shí)，由于體積生長(zhǎng)的速度隨結(jié)晶的溫度的提高有很大的增長(zhǎng)，因而在適當(dāng)?shù)奶岣邷囟鹊那闆r下，可把溶液的過(guò)飽和程度控制在教小的范圍內(nèi)，從而大大減少針形晶核的形成，但是不是把溫度提高的太高，否則會(huì)適得其反，飽和器母液的酸度對(duì)硫銨結(jié)晶的成長(zhǎng)也有一定的影響。隨著母液酸度的提高（從0到10%的范圍內(nèi)），大顆粒結(jié)晶的產(chǎn)率下降，同時(shí)結(jié)晶的形狀也發(fā)生變化，從長(zhǎng)寬比小的多面顆粒多數(shù)轉(zhuǎn)變

11、為有膠結(jié)趨勢(shì)的細(xì)長(zhǎng)六角形棱柱形，甚至變形針狀。這是因?yàn)楫?dāng)其他條件不變的時(shí)候母液的介穩(wěn)區(qū)隨著酸度的增加而減少，因而不保持有利于晶體成長(zhǎng)所必須的過(guò)飽和程度。同時(shí)，隨著酸度的提高，母液的黏度將增大。因而增加了硫銨分子向晶體表面擴(kuò)散的阻力，阻礙了晶體正常的生長(zhǎng)?？梢?jiàn)，硫銨晶體的平均粒度是隨著母液酸度的提高而減少的。但是，從生產(chǎn)的操作來(lái)看，母液的酸度過(guò)低也是不允許的。這是因?yàn)槌耸拱焙瓦拎の詹煌耆?，還同時(shí)易使飽和器堵塞，此外，當(dāng)酸度低于2.5-3.5%時(shí)，因母液比重的下降，還易于使泡沫產(chǎn)生，導(dǎo)致操作條件惡化。2.1.4原料來(lái)源及其選擇1. 原料來(lái)源 進(jìn)入硫銨工段的原料有煤氣，剩余氨水和硫酸，其中煤氣

12、來(lái)自于冷凝鼓風(fēng)工段，剩余氨水來(lái)自于溶劑脫酚工段，硫酸來(lái)自酸堿庫(kù)。2. 硫酸的選擇 焦化生產(chǎn)硫銨一般采用: .濃度為75-78%的塔式酸；.濃度為98%的接觸法硫酸；.少量使用精苯的再生酸摻入到新酸中。其中塔式酸一般含有鉛、砷及氮的氧化物等雜質(zhì)。氮的氧化物在操作過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)入煤氣中，其他雜質(zhì)會(huì)影響硫銨的晶體和顏色，同時(shí)不利于獲得大顆粒的結(jié)晶。此外，還會(huì)使飽和器的母液生成泡沫影響安全生產(chǎn)。精苯車(chē)間的再生酸對(duì)鋼材有著強(qiáng)烈的腐蝕作用，其中有的焦油酸和磺酸，在硫銨結(jié)晶時(shí)嚴(yán)重污染環(huán)境，因此應(yīng)于新酸混合均勻使用。濃硫酸具有含雜質(zhì)少，帶人飽和器的水分也少，且加入飽和器有較高的稀釋熱。因此可減少煤氣預(yù)熱器的負(fù)荷等

13、優(yōu)點(diǎn)。但濃硫酸價(jià)高，且冬季易凍，還會(huì)使煤氣中的不飽和組分聚合，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。權(quán)衡上述利弊，本設(shè)計(jì)所用的硫酸的濃度為，其中再生酸是再大加酸時(shí)加入母液儲(chǔ)槽的，在母液儲(chǔ)槽分離其所含焦油后，再進(jìn)入飽和器，選用這樣的酸既可以降低煤氣預(yù)熱器的負(fù)荷，又可以利用精苯車(chē)間的再生酸。2.2硫酸氨的結(jié)晶過(guò)程某種物質(zhì)在溶液中結(jié)晶時(shí)，每一個(gè)晶體均經(jīng)歷兩個(gè)階段， 在飽和器內(nèi)硫銨從母液中形成晶體要經(jīng)歷兩個(gè)階段：首先是細(xì)小的結(jié)晶中心-晶核的形成，而后是晶核（或晶體）的長(zhǎng)大。通常兩個(gè)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行的。即在一定的條件下結(jié)晶，若晶核形成的速率大于晶體成長(zhǎng)的速率，得到的是小粒結(jié)晶。反之，則得到大粒結(jié)晶。顯然，如控制好此速率，便可控制

14、晶體顆粒的大小，從而可以得到較滿意的產(chǎn)品硫酸銨顆粒粒度。晶核形成和其成長(zhǎng)取決于溶液的過(guò)飽和度，使溶液結(jié)晶中的物質(zhì)的濃度維持在過(guò)飽和狀態(tài)，以便在溶液和晶體表面之間建立濃度差，使溶液中的結(jié)晶中的物質(zhì)向晶體表面轉(zhuǎn)移，溶液的過(guò)飽和度既為結(jié)晶的推動(dòng)力，推動(dòng)力越大，則結(jié)晶過(guò)程速率也越快。晶核形成和溶液的溫度和濃度之間有一定關(guān)系，見(jiàn)圖-。圖中線與普通溶解度曲線，線為超溶解度曲線，與線之間為介穩(wěn)區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)，晶核不能自發(fā)形成。若濃度為的未加晶種的溶液冷至，達(dá)到飽和，理論上可以結(jié)晶，但實(shí)際上過(guò)飽和程度還不夠，由到冷到，溶液經(jīng)介穩(wěn)區(qū)已處于過(guò)飽和狀態(tài)，但仍無(wú)結(jié)晶形成。只有冷到，才有大量晶核急劇形成。溶液濃度迅速降

15、至（飽和點(diǎn)），這樣得到的晶體很小。為了控制晶體數(shù)目和大小，可在結(jié)晶前，溶液中加入晶種，降低晶核形成所需的過(guò)飽和度。過(guò)飽和度急劇降低時(shí)，則生成新晶核的速度小，而晶核成長(zhǎng)速度大， 過(guò)飽和度大，則反之。因此在實(shí)際生產(chǎn)中為了得到較大顆粒的硫酸銨結(jié)晶，必須使母液處于介穩(wěn)區(qū)和適宜的過(guò)飽和度。2.3硫桉結(jié)晶影響因素）溫度的影響由圖-可以看出，硫銨在母液中的溶解度，隨著溫度升高而增加。但飽和器內(nèi)母液溫度的高低，是取決于飽和器的水平衡。母液溫度過(guò)高過(guò)低都不利于晶體的成長(zhǎng)。但母液過(guò)高時(shí)，雖然由于母液黏度降低而增加了硫銨分子間晶體表面的擴(kuò)散速度，有利于晶體長(zhǎng)大。但母液溫度過(guò)高時(shí)，硫銨在母液中的溶解度很大，當(dāng)溫度波動(dòng)

16、時(shí)，造成局部過(guò)飽和現(xiàn)象，促使大量晶核形成，這樣就得不到大顆粒晶體。飽和器中的水分是由煤氣、氨氣和硫酸帶人的。為了蒸發(fā)飽和器的多余水分，保持飽和器內(nèi)的水平衡以防止母液被稀釋。一般要求進(jìn)入飽和器的煤氣必須預(yù)熱到-度。而飽和器母液應(yīng)該在保證不被稀釋的條件下，保證較低的操作溫度，以度為宜。飽和器內(nèi)的母液液面上的水蒸氣分壓與煤氣的水汽分壓相平衡時(shí)的母液溫度為最低溫度，根據(jù)水平衡可求出煤氣的露點(diǎn)及煤氣中的水汽分壓，母液液面上的水汽分壓一般為煤氣中的水汽分壓的.倍，與此相應(yīng)的母液溫度即為母液的適宜溫度。母液酸度、溫度與母液液面上的水蒸氣的關(guān)系見(jiàn)圖-。提高母液的酸度和其中硫銨的含量以及降低母液的溫度都會(huì)降低母

17、液上的水蒸氣分壓。）酸度的影響母液酸度對(duì)硫銨結(jié)晶影響較大，酸度過(guò)大使溶解在母液中的硫銨數(shù)量增加，難以獲得大顆粒結(jié)晶，反之，則可能使氨和吡啶的吸收不完全。母液酸度與硫銨結(jié)晶的顆粒大小的關(guān)系如圖-。一般情況下，母液酸度維持在比較合適。為保持酸度穩(wěn)定，可采用飽和器連續(xù)加酸制度，同時(shí)用水和蒸氣沖洗，以消除飽和器內(nèi)沉積的結(jié)晶。采取中加酸時(shí)母液酸度為，大加酸時(shí)為。）雜質(zhì)的影響在純凈的母液中，硫銨結(jié)晶的生長(zhǎng)速度最快。母液中的雜質(zhì)對(duì)結(jié)晶的成長(zhǎng)和晶形均有不利影響。如圖-所示，母液中含有的金屬離子不同，硫銨晶體的晶形也不同，純凈的母液形成的晶形是扁六方形棱面和錐面復(fù)合組成的，強(qiáng)度較高，當(dāng)母液中含有和時(shí)，則生成細(xì)長(zhǎng)

18、片狀的晶體，在生產(chǎn)中這種晶體會(huì)被大量粉碎，導(dǎo)致硫銨粒度大為減少。另外，雜質(zhì)不僅影響晶體的成長(zhǎng)和晶形，而且還由于在單位時(shí)間內(nèi)晶體體積的總增長(zhǎng)量小于同時(shí)間內(nèi)在飽和器中形成的硫銨量，因而使母液的過(guò)飽和程度增加。這不僅會(huì)使晶體形狀發(fā)生變化，降低強(qiáng)度，同時(shí)還會(huì)形成大量的針狀晶核，很快充滿溶液的全部體積，因而破壞了正常操作，因此在硫銨生產(chǎn)工藝上，必須采取有效措施，減少母液中的雜質(zhì)，才能生成晶形較好、粒度較大的硫銨晶體。）攪拌對(duì)結(jié)晶的影響由結(jié)晶理論可知晶核的成長(zhǎng)是基于晶核界面上的濃度差，使溶液中溶質(zhì)分子擴(kuò)散到晶核表面上，由于晶核表面常有液膜生成，溶質(zhì)分子不易擴(kuò)散到晶核表面。同時(shí)，有了外加的攪拌，還可以減少飽

19、和器內(nèi)部各部位溫度和濃度不均勻的程度，易于增大硫銨分子的顆粒，加大母液循環(huán)也有利于制取大顆粒的硫銨結(jié)晶。）結(jié)晶濃度的影響 母液中的結(jié)晶濃度是指母液中所含結(jié)晶的體積對(duì)母液與結(jié)晶總體積的百分比。為有利于氨和吡啶的吸收，減少攪拌阻力和有利于結(jié)晶的長(zhǎng)大，晶比不宜過(guò)大，而晶比太小，則不利于結(jié)晶的長(zhǎng)大，因此一般控制晶比在。2.4飽和器法生產(chǎn)硫銨的工藝流程來(lái)自冷凝鼓風(fēng)工段的去焦油霧的煤氣首先進(jìn)入煤氣預(yù)熱器，在此煤氣被預(yù)熱到度左右，然后，熱煤氣與蒸氨塔來(lái)得氨氣一起進(jìn)入飽和器的中央煤氣管，經(jīng)分配傘穿過(guò)母液層鼓泡而出，其中氨被硫銨吸收，因此飽和器起著吸收設(shè)備的作用，煤氣出飽和器后進(jìn)入除酸器，除去所夾帶的酸霧，然后

20、送往粗笨車(chē)間，在飽和器后煤氣的含氨量一般要求低于mg/標(biāo)m3。飽和器母液中不斷有硫酸氨生成，當(dāng)其呈飽和狀態(tài)時(shí)，就析出硫銨晶體，沉積至飽和器底部。因此，飽和器還起著結(jié)晶設(shè)備的作用。用結(jié)晶泵將晶體連同一部分母液送至結(jié)晶槽。沉積在結(jié)晶槽底部的硫銨晶體送到離心機(jī)內(nèi)離心分離，濾除母液，并用熱水洗滌晶體，以減少晶體表面上的游離酸和雜質(zhì)。分離出來(lái)的母液返回飽和器。離心機(jī)卸出的硫銨晶體經(jīng)干燥后既為產(chǎn)品。飽和器溢出的母液不斷通過(guò)液封內(nèi)的滿流管流人滿流槽，而由循環(huán)泵連續(xù)送回飽和器。當(dāng)定期大量加酸，補(bǔ)水并用水沖洗飽和器和除酸器時(shí)，所形成的大量母液由滿溜槽流至母液儲(chǔ)槽暫時(shí)儲(chǔ)存。而在兩次大量加酸之間的正常生產(chǎn)過(guò)程中，再

21、將儲(chǔ)存的母液用母液泵打回飽和器中。在飽和器內(nèi)生產(chǎn)的酸焦油可用氨水中和法回收，由滿流槽溢出來(lái)的酸焦油和母液進(jìn)入分離槽，在此再壓入酸焦油洗滌器。在洗滌器內(nèi)用來(lái)自蒸氨塔前的剩余氨水進(jìn)行洗滌，然后靜止分離。洗滌器下層經(jīng)中和的焦油放入焦油槽，并用液下泵送往冷凝工段的機(jī)械化澄清槽，分離槽在中上層的氨水則放人母液儲(chǔ)槽中。此法的優(yōu)點(diǎn)是能回收焦油，其缺點(diǎn)是氨水帶人母液系統(tǒng)的雜質(zhì)影響硫銨的質(zhì)量。2.5工段主要控制指標(biāo)1)預(yù)熱器后煤氣溫度 60-70度2)飽和器后煤氣溫度 55-65度3)飽和器內(nèi)母液溫度 50-55度4)預(yù)熱器內(nèi)煤氣阻力 500pa5)飽和器內(nèi)煤氣阻力 5000pa6)除酸器內(nèi)煤氣阻力 1000p

22、a 7)飽和器后煤氣含氮=0.03g/m38)空氣預(yù)熱器后溫度 130-140度9)質(zhì)量指標(biāo)(二級(jí)品) 含n(干基)游離酸 水10)蒸氨塔頂溫度 101-103度11)分縮器后氨氣溫度 97-98度12)廢水冷卻器后廢水溫度40-45度13)廢水含量 0.1g/l2.6 主要設(shè)備硫銨工段的主要設(shè)備硫銨工段的主要設(shè)備有煤氣預(yù)熱器、飽和器、離心機(jī)、干燥機(jī)、除酸器等。而其中飽和器是該工段的主要設(shè)備，飽和器的構(gòu)造型式較多，圖為-為常用的外部除酸式。飽和器是用鋼板焊制的，具有頂蓋和錐底的圓形設(shè)備，內(nèi)壁襯以防酸層。此外，飽和器頂蓋內(nèi)表面及中央煤氣管的外表面，由于經(jīng)常與酸霧接觸，均需焊鉛扳襯層，近年來(lái)，采用

23、環(huán)氧玻璃鋼襯飽和器頂蓋的內(nèi)表面及中央煤氣管表面，也取得了良好的效果。在中央煤氣管下端裝有煤氣泡沸傘，沿泡沸傘整個(gè)圓周，焊有一定數(shù)量的彎成一定弧度的導(dǎo)向葉片，構(gòu)成了個(gè)弧形通道，煤氣均勻的分布，并泡沸穿過(guò)母液，同時(shí)還促使飽和器中的上層母液劇烈地旋轉(zhuǎn)，從而使母液中的硫酸銨晶體保持一定的懸浮狀態(tài)，這對(duì)于晶體的長(zhǎng)大是有利的。泡沸傘的侵沒(méi)深度是指泡沸傘煤氣煤氣出口上緣至飽和器滿流口下緣的垂直距離。一般情況下，為使飽和器后煤氣含氨量小于標(biāo)，泡沸傘的侵沒(méi)深度不應(yīng)小于。煤氣通過(guò)飽和器的阻力主要有侵沒(méi)深度所決定。為了減少阻力，煤氣通過(guò)泡沸傘鼓泡處的速度取-。泡沸傘可用硬鉛（鉛和合金）澆鑄，也有用鎳鉻鈦不銹鋼制成。

24、近幾年來(lái)，有用石棉酚酞玻璃鋼制作的。較經(jīng)濟(jì)耐用。當(dāng)回收氨與吡啶同時(shí)進(jìn)行時(shí)，由于硫酸吸收氨的反應(yīng)速度快的多，故在飽和器中同時(shí)回收吡啶時(shí)，為保證吡啶的回收率，應(yīng)適當(dāng)加大液封高度，以增加氣液接觸和反應(yīng)時(shí)間。3.焦?fàn)t選型及設(shè)備計(jì)算選用tjl4350d型搗鼓焦?fàn)t 263孔的，主要尺寸如下：炭化室有效容積全長(zhǎng)有效長(zhǎng)全高有效高平均寬錐度結(jié)焦時(shí)間26.6 m31408013280430041005001024 h3.1.1焦?fàn)t生產(chǎn)能力的計(jì)算式中 36524全年工作時(shí)間n每個(gè)焦?fàn)t組的焦?fàn)t個(gè)數(shù)n每座焦?fàn)t的炭化室個(gè)數(shù)h炭化室的有效裝煤高度 ml炭化室的有效裝煤長(zhǎng)度 mb炭化室的有效裝煤寬度 m裝煤煤干基堆密度 t(

25、干煤)/一般1.01.15,本設(shè)計(jì)取1 t運(yùn)轉(zhuǎn)周期 取設(shè)計(jì)結(jié)焦時(shí)間24 hk干煤全焦率，% 本設(shè)計(jì)取71%k考慮到炭化室檢修等原因的減產(chǎn)系數(shù)，取95%全焦含水量（取6%）%單孔有效容積 hlb=4.113.280.49=26.6 m343.1.2煤氣總量令 t/h其為裝煤干煤量，取煤氣發(fā)生量mg=360(干煤)則煤氣發(fā)生量q=1.07mg =139.651.07360 =53793 式中 1.07焦?fàn)t緊張操作系數(shù)3.2剩余氨水量1) 原始數(shù)據(jù) 裝入濕煤量 配煤水分 7% 化合水 2% 煤氣發(fā)生量 360(干煤) 煤氣初冷器后煤氣溫度 30 30時(shí)1煤氣經(jīng)過(guò)蒸汽飽和后水汽含量0.0351kg/

26、焦化工藝學(xué)p82表4-22) 計(jì)算根據(jù)煤氣初冷系統(tǒng)中的水平衡，可得剩余氨水 t/h= 式中 煤氣帶入集氣管中水量 t/h 初冷器后煤氣帶走的水量 t/h =1507% 139.652% =13.293 t/h =q0.03510=537930.0351=1888 kg/h=1.888 t/h=11.405 t/h 即剩余氨水量 g3=11.405 t/h3.3飽和器的物料平衡、熱平衡和結(jié)構(gòu)尺寸的確定3.3.1原始數(shù)據(jù)焦?fàn)t干煤裝入量 t/h139.65煤氣發(fā)生量mg (干煤)360氨的產(chǎn)率（揮發(fā)氨） %0.3初冷器后煤氣溫度t 30剩余氨水量 t/h11.405蒸氨廢水中含氨量 g/l0.05剩

27、余氨水中含氨量 g/l3.5直接用蒸汽量（每蒸餾1稀氨水） kg/250分縮器后氨氣溫度 t 98飽和器后煤氣含氨量 g/0.03硫酸濃度 wt %98煉焦煤含水量 %123.3.2氨平衡及硫酸用量的計(jì)算總氨n飽 和 器n1煤氣帶入氨n2剩余氨水帶入氨n5飽和器耗氨n3飽和器帶出氨n4蒸氨廢水帶出氨由平衡知 n = n1 n2 = n3 n4 n5則總氨量 n = 0.3% = 139.65 0.3% = 0.41895 t/h = 418.95 kg/h剩余氨水帶入氨 n2 =3.5 = 11.405 3.5 = 39.92 kg/h干餾煤氣帶入氨 n1 = nn1=418.9539.92

28、=379.03 kg/h干餾煤氣帶出氨 n3 = 139.653600.03/1000 =1.5 kg/h蒸氨廢水帶出氨l = 11.40511.4050.25=14.256 t/hn4 = 14.2561000 = 0.7128 kg/h飽和器耗氨量 n5 = nn3n4 =418.951.50.7128= 416.7372 kg/h 由反應(yīng)原理 硫酸吸收氨反映式：217 98 132416.7372 y x硫氨產(chǎn)量 kg/h硫酸理論耗量 kg/h換算成 98% 硫酸耗量 =1201.18/ 98% =1225.7 kg/h3.3.3水平衡及母液溫度的確定飽和器內(nèi)的水分主要是煤氣和氫氣帶來(lái)的

29、。其余有硫酸帶入的水分以及洗滌水等。洗滌硫氨用水占硫氨質(zhì)量總重的6%，沖洗飽和器和除酸器帶入的水量平均取100kg/h，氨分縮器后氨汽濃度為10%. 飽和器水平衡如下：error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error!

30、 no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given. 飽 和 器

31、error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.洗滌硫銨水error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name g

32、iven.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.煤氣帶入水error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.氨氣帶入水error! no bookmark name given.error! no bookm

33、ark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.硫銨帶入水error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no

34、bookmark name given.沖洗水error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.煤氣帶出水 wterror! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given

35、.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.硫銨產(chǎn)品帶出水輸入方 輸出方1.帶入飽和器的總水量煤氣帶入水量 =139.65 360 0.0351 =1764.6174 kg/h氨汽帶入水量 由n2n4=（w2n2 n4）10% 得 kg/h硫酸帶入水 =1225.7(1-98%)=24.514 kg/h洗滌硫銨用水量(扣除硫銨產(chǎn)品帶出水量)w4=6%1617.92=97.0752 kg/h沖洗水量 ws=100 kg/h則帶入飽和器總水量 wt=w1+w2+

36、w3+w4+ws =2339 kg/h2.飽和器出口煤氣分壓 以上求得帶入飽和器的總水量應(yīng)均由煤氣帶走,則由飽和器出去的1nm煤氣應(yīng)帶走水量為 kg/ nm 相應(yīng)1 nm煤氣中水汽體積為 0.0579 nm 故混合氣體中水汽所占體積百分比為 5.5% 取飽和器后煤氣表壓為0.12 mpa ,其絕對(duì)壓力為 1.12 mpa. 則 水蒸汽分壓為 1.125.5%=0.061 6mpa 3.飽和器內(nèi)母液適宜溫度確定 飽和器內(nèi)母液適宜溫度可按最低溫度乘以偏離系數(shù)來(lái)確定,當(dāng)母液液面上水汽分壓pl與母液液面煤氣中水汽分壓pg相平衡時(shí), 即 pl=pg=54.96 h2o 取母液酸度為6%參考化工工藝學(xué)(礦

37、大版)查圖可得: 飽和器母液溫度最底41,因?yàn)槟敢簝?nèi)水的蒸發(fā)還需要推動(dòng)力(p=pl-pg),還由于煤氣在飽和器中停留時(shí)間短,蒸汽兩相水汽分壓不可能得到平衡,所以實(shí)際上母液液面上的水蒸氣分壓應(yīng)為: pl=kpg 式中 k平衡偏離系數(shù)(1.31.5)當(dāng)k=1.5時(shí),pl=54.961.5=82.44 h2o 由圖9-3化工工藝學(xué)(礦大版) 知: 當(dāng)酸度為8%時(shí),適宜操作溫度52,實(shí)際生產(chǎn)中母液溫度一般在5055. 本設(shè)計(jì)未考慮對(duì)吡啶的回收.3.4.熱平衡及煤氣預(yù)熱器出口煤氣溫度計(jì)算 為確定是否需要向飽和器補(bǔ)充熱量和煤氣的預(yù)熱溫度須對(duì)飽和器進(jìn)行熱平衡計(jì)算. 飽和器熱平衡如下圖輸入方 輸出方error

38、! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error

39、! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.飽 和 器error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.

40、error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.循環(huán)母液帶入熱量error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark nam

41、e given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.反應(yīng)熱error! no bookmark

42、name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark

43、name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.回流母液熱量error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no boo

44、kmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.洗滌水帶入母液error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error!

45、 no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.硫酸帶入熱量error! no bookmark name given.

46、error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.

47、error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.氨汽帶入熱量error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name

48、given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.煤氣帶入熱量error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark

49、 name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.煤氣帶出熱量error! no bookmark name given.error! no bo

50、okmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bo

51、okmark name given.error! no bookmark name given.結(jié)晶母液帶出熱量error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.erro

52、r! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.循環(huán)母液帶出熱量error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name gi

53、ven.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.熱損失error! no bookmark name given.error! no bookmark name

54、 given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.error