萬噸年焦化廠硫銨工段設(shè)計

1、本科生畢業(yè)設(shè)計姓名： 學(xué)號： _學(xué)院：_ 專業(yè)：_ _ _設(shè)計題目： 200萬噸/年焦化廠硫銨工段設(shè)計_專題：_焦化廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展_ 指導(dǎo)教師：_ 職稱：_任務(wù)下達(dá)日期：2012年3月1日畢業(yè)設(shè)計日期：2012年3月1日至2012年6月10日畢業(yè)設(shè)計題目：200萬噸/年焦化廠硫銨工段設(shè)計畢業(yè)設(shè)計專題題目：焦化廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容和要求：1、 按照設(shè)計規(guī)模并根據(jù)焦化設(shè)計規(guī)范的要求，對焦化廠硫銨工段的生產(chǎn)進(jìn)行工藝論證，確定工藝流程；2、 根據(jù)工藝流程和設(shè)計規(guī)范進(jìn)行工藝物料平衡、水平衡和熱量平衡計算，依據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行設(shè)備選型；3、 對硫銨工段的生產(chǎn)設(shè)備和工藝管道進(jìn)行設(shè)計布置

2、，繪制硫銨生產(chǎn)的工藝流程圖、總平面布置圖、設(shè)備與工藝管道平面圖和立面圖，繪制一張主要設(shè)備的裝配圖；4、 根據(jù)生產(chǎn)要求，對硫銨工段設(shè)計的非工藝技術(shù)部分提出設(shè)計要求，根據(jù)崗位設(shè)置與崗位操作編制崗位人員編制；5、 進(jìn)行硫銨工段的建設(shè)投資估算和產(chǎn)品生產(chǎn)成本的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析；6、 編制設(shè)計說明書。院長簽字： 指導(dǎo)教師簽字：摘 要本設(shè)計為年產(chǎn)焦炭200萬噸焦化廠回收車間硫銨工段的工藝設(shè)計，該焦化廠擬建于徐州市西北郊區(qū).本設(shè)計內(nèi)容包括：生產(chǎn)原理、工藝流程、計算及設(shè)備的選型、工藝布置、操作規(guī)程、成本估算、經(jīng)濟(jì)分析等。本設(shè)計采用技術(shù)成熟的飽和器法中半直接法來回收煤氣中的氨，工藝流程如下：從冷凝工段來得煤氣首先進(jìn)入

3、煤氣預(yù)熱器，然后進(jìn)入飽和器，在飽和器內(nèi)，煤氣中的氨與硫酸反應(yīng)生產(chǎn)硫銨，硫銨經(jīng)后續(xù)操作分離，從飽和器出來的煤氣送往粗苯工段。工藝計算包括飽和器的物料和熱量平衡計算，通過計算來確定母液的適宜溫度和煤氣預(yù)熱溫度。通過對主要設(shè)備如飽和器、除酸器、煤氣預(yù)熱器、沸騰干燥器、蒸氨塔、循環(huán)泵、結(jié)晶泵等的計算。同時根據(jù)本設(shè)計的規(guī)模，對工段的工藝布置原則作了簡要說明，對工段生產(chǎn)操作也作了簡要說明，對非工段部分提出了一些具體要求，通過崗位操作定員知道本工段需要職工人員數(shù)。根據(jù)本設(shè)計的規(guī)模，對投資和贏利情況作了估算。最后，給出了圖紙目錄及說明。ABSTRACTCoke oven gas contains large

4、amounts of ammonia， ammonia is not only the combustion of toxic， corrosive substances， and prevent oil and water in the benzene separation Recovery Section. Therefore， in the establishment of ammonium sulfate of ammonia gas to remove Section， to produce ammonium sulfate， both to solve the environmen

5、tal problem， but also production of agricultural fertilizers.This design is to produce 200 million tons of coke coke plant ammonium sulfate section of the preliminary design， design reference to the Anshan Iron and Steel coke plant ammonium sulfate Section of the design， selection of control method

6、of spraying the gas saturation in the absorption of ammonia.In determining the basis of technology， materials and heat through the balance of the calculation and selection of equipment; according to actual production， the process layout of the Section， non-technology parts， safety and environmental

7、protection， economic accounting and other issues fully into accountAt the same time， according to the size of the design， a brief description of the process layout principles of Section， Section of production operations， a brief description of part of the non-section in a number of specific requirem

8、ents of this Section requires the number of staff personnel through the post operation Capacity.According to the size of the design， investment and profitability have been estimated. Finally，given the catalog of the drawings and description.Key words :Coalgas; Sulfuric acid ;Spray saturator recovery

9、 of ammonia ;Ammonium sulfate設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 1、設(shè)計地點：徐州2、氣象條件：本地區(qū)屬海洋性氣候，具有大陸性氣候特點：年平均氣溫： 14極端最高氣溫： 40.6極端最底氣溫： 22.6大氣壓力： 冬季767夏季751降水量（年）： 869.9降水天數(shù)（年）： 91.7平均相對溫度： 71最大積雪厚度： 25最高地下水位： 最大風(fēng)速： 23.4最大平均風(fēng)速： 19.3最多風(fēng)向幾頻率： 全年東、東北夏季東、東南3、地理位置徐州焦化廠位于徐州的西面，用水主要用地下水、自來水和本廠的處理循環(huán)水。硫銨工段屬于焦化廠的回收車間。它設(shè)立在回收車間的冷凝鼓風(fēng)工段和粗笨工段之間。4、

10、設(shè)計的基礎(chǔ)資料假設(shè)年產(chǎn)200萬噸的焦化廠用的是4×50孔的15.980米焦?fàn)t。每孔有效容積38.5 ，結(jié)焦時間25小時，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3.5；裝爐干煤的表面水為10%；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。目 錄1緒論11.1硫銨簡介與硫銨質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)11.2硫銨生產(chǎn)方法簡介21.3四種硫銨生產(chǎn)工藝3老式的飽和器法3酸洗法3噴淋飽和器法3間接飽和器法41.4硫銨工段飽和器的選擇41.5硫銨結(jié)晶原理與硫銨結(jié)晶影響因素5溫度的影響6攪拌對結(jié)晶的影響7結(jié)晶濃度的影響7配煤水分的影響8酸度與酸種的影響8煤氣初冷方式的影響9噴

11、灑液成分的影響9煤氣脫硫位置的影響10剩余氨水蒸氨尾氣直接進(jìn)入飽和器的影響11雜質(zhì)的影響11外送聚合物中硫銨含量高的影響122設(shè)備計算部分132.1焦?fàn)t選型及計算132.2飽和器的物料平衡、熱平衡和結(jié)構(gòu)尺寸的確定142.3熱平衡及煤氣預(yù)熱器出口溫度的計算182.4飽和器的基本尺寸212.5離心機(jī)222.6沸騰干燥器22原始數(shù)據(jù)22沸騰床最底流態(tài)化速度G計算23干燥器直徑的確定242.7煤氣預(yù)熱器的計算與選型24原始數(shù)據(jù)24熱量恒算252.8蒸氨塔及附屬設(shè)備的計算27蒸氨塔的計算272.9氨分凝器302.10氨水換熱器312.11干燥系統(tǒng)有關(guān)設(shè)備32旋風(fēng)分離器計算選型32引風(fēng)機(jī)計算與選型32通風(fēng)

12、機(jī)的計算與選型332.12其他設(shè)備33結(jié)晶槽33硫銨高位槽33廢氨水槽34母液槽34泵的選型343工藝布置原則353.1工段布置353.2飽和器機(jī)組設(shè)置布置353.3離心干燥系統(tǒng)設(shè)備布置353.4蒸氨系統(tǒng)設(shè)備的布置363.5其他363.6布置說明36工段布置36樓體前包和器機(jī)組的布置36離心干燥系統(tǒng)布置37蒸氨系統(tǒng)及其它374硫銨工段生產(chǎn)主要操作及定員384.1硫酸銨工段主要控制指標(biāo)38設(shè)計指標(biāo)38操作條件384.2正常操作38飽和器系統(tǒng)崗位操作（飽和器工）38循環(huán)系統(tǒng)崗位操作(泵工）39離心分離系統(tǒng)（離心泵工）39干燥系統(tǒng)（干燥工）40成品工40試劑庫工404.3飽和器的開、停工、倒機(jī)操作4

13、0開車前準(zhǔn)備工作40飽和器開工操作40飽和器的停工操作41飽和器的換機(jī)操作414.4特殊操作41突然停電41突然停蒸汽41突然停水414.5勞動定員42定員的依據(jù)424.6崗位責(zé)任制42飽和器工42泵工42離心機(jī)工43沸騰干燥器工43包裝工435非工藝部分445.1土建部分445.2供排水44供水44排水44供電455.3采暖通風(fēng)455.4儀表，電氣連鎖及檢化驗項目45儀表項目45電氣連鎖項目46檢化項目475.5設(shè)備維修475.6其他部分48供氣48放火防爆等級48其他486硫銨工段設(shè)備一覽表497綜合概算和經(jīng)濟(jì)分析527.1綜合概算52編制依據(jù)52概算過程52工程概算表557.2成本估算與

14、經(jīng)濟(jì)分析56生產(chǎn)成本估算56經(jīng)濟(jì)分析58參考文獻(xiàn)61專題設(shè)計部分62翻譯部分70英文原文70中文譯文77致謝841緒論1.1硫銨簡介與硫銨質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)硫銨俗稱肥田粉，分子式為（NH4）2SO4，相對分子質(zhì)量：132.141（根據(jù)1989年國際相對原子質(zhì)量），白色粉狀結(jié)晶，密度1.769（20），熔點為531±2，235分解。硫銨的水溶液為酸性，1%溶液的PH值為5.7。硫銨的結(jié)晶熱為82.5，溶解熱為62.8。硫銨與堿類（燒堿、石灰）作用放出氨，通常不穩(wěn)定，在100時開始分解。純品是無色斜方晶體，易溶于水，水溶液帶有辛辣的堿味。工業(yè)用硫銨為白色結(jié)晶。農(nóng)業(yè)用硫銨晶體因生產(chǎn)中帶入雜質(zhì)的原因帶

15、黃色或棕色，是酸性肥料。純態(tài)硫銨為無色菱形晶體，含一定水分的硫銨堆積重度隨結(jié)晶顆粒的大小波動于780830之間?；瘜W(xué)純的硫銨含氮量為21.2%。硫銨結(jié)晶能吸收空氣中的水分而結(jié)成塊狀，在空氣濕度大，結(jié)晶顆粒小和含水量高時尤甚。潮濕的硫銨對鋼鐵水泥和麻袋等有腐蝕性。焦化廠生產(chǎn)的硫銨，由于雜質(zhì)的影響往往帶有綠色、藍(lán)色或灰色，結(jié)晶多為針狀、片狀或粉末狀，成型的顆粒小。按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB535-88，硫銨的質(zhì)量等級按以下劃分1：表1 硫銨的質(zhì)量等級GB535-88指標(biāo)名稱工業(yè)品農(nóng)業(yè)品一級品二級品氮含量（以干基計）%21.021.020.8水分（H2O）%0.20.51.0游離酸（H2SO4）含量%0.05

16、0.080.20鐵（Fe）含量%0.007砷（As）含量%0.00005重金屬含量（以Pb計）%0.005水不溶物含量%0.05注：硫銨作農(nóng)業(yè)用時可不檢驗鐵、砷、重金屬和水不溶物含量等指標(biāo)。但按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB535-1995（本標(biāo)準(zhǔn)適用于由合成氨與硫酸中和所制得的硫銨、煉焦所制得的副產(chǎn)硫銨和其他副產(chǎn)硫銨。），硫銨質(zhì)量應(yīng)符合下表要求2。表2 硫銨質(zhì)量等級GB535-1995項目指標(biāo)優(yōu)等品一級品合格品外觀白色結(jié)晶，無可見雜質(zhì)氮含量（以干基計）% 21.021.020.5H2O 含量% 0.20.51.0游離酸（H2SO4）含量% 0.030.080.20鐵（Fe）含量% 0.007砷（As）含量%

17、 0.00005重金屬含量（以Pb計）% 0.005水不溶物含量%0.01可見對硫銨質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)在近年已略有提高，故改進(jìn)工藝，提高硫銨產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量就成了各硫銨生產(chǎn)廠家的迫切要求。1.2硫銨生產(chǎn)方法簡介生產(chǎn)硫銨的方法及途徑很多，除了焦化廠中回收氨的硫銨工藝3，還有以合成氨為原料生產(chǎn)硫銨的工藝等等。另外，最新開發(fā)的硫銨生產(chǎn)工藝為硫銨提供了新的來源，如開封開化（集團(tuán)）有限公司硫酸廠將副產(chǎn)的亞硫銨產(chǎn)品用過量的硫酸分解吸收，再用氣氨中和過量的硫酸，制得合格的液體硫銨。液體硫銨經(jīng)濃縮、冷卻結(jié)晶分離，即可得到固體硫銨，此工藝既解決了尾氣二氧化碳的污染問題，又解決了亞銨產(chǎn)品的滯銷問題。在焦化廠的硫銨工藝中，焦

18、爐煤氣凈化車間（又稱化學(xué)產(chǎn)品回收車間）中洗氨工段（又稱硫銨工段）里面，由鼓風(fēng)機(jī)來的焦?fàn)t煤氣，經(jīng)電捕焦油器后進(jìn)入煤氣預(yù)熱器。在預(yù)熱器內(nèi)用間接蒸汽加熱煤氣到6070，使煤氣進(jìn)入飽和器蒸發(fā)飽和器內(nèi)多余的水分，保持飽和器內(nèi)的水平衡。預(yù)熱后的煤氣沿飽和器中央煤氣管進(jìn)入飽和器，經(jīng)泡沸傘從酸性母液中鼓泡而出，同時煤氣中的氨被硫酸所吸收。煤氣出飽和器后進(jìn)入除酸器，捕集其夾帶的酸霧后，被送往粗苯工段。飽和器母液中不斷有硫銨生成，在硫銨含量高于其溶解度時，就析出結(jié)晶，并沉淀于飽和器底部。其底部結(jié)晶被抽送到結(jié)晶槽，在結(jié)晶槽內(nèi)使結(jié)晶長大并沉淀于底部。結(jié)晶槽底部硫銨結(jié)晶放到離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行離心分離，濾除母液，并用熱水洗滌結(jié)

19、晶，以減少硫銨表面上的游離酸和雜質(zhì)。離心分離的母液與結(jié)晶槽滿流出的母液一同自流回飽和器中。從離心機(jī)分離出的硫銨結(jié)晶經(jīng)螺旋輸送機(jī)，送入沸騰干燥器內(nèi)，用熱空氣干燥后送入硫酸氨儲斗，經(jīng)稱量包裝入成品庫。氨水洗滌含硫煙氣發(fā)制取硫銨工藝。將發(fā)電廠的熱煙氣經(jīng)除塵后進(jìn)入預(yù)洗滌器，與硫銨包和溶液并流接觸。飽和溶液中水的蒸發(fā)而析出硫銨結(jié)晶，預(yù)洗滌液流入貯槽，由循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)洗滌，在吸收器中形成的全部硫銨就在預(yù)洗滌液中結(jié)晶而得產(chǎn)品。1.3四種硫銨生產(chǎn)工藝經(jīng)引進(jìn)消化和自主開發(fā)，我國已掌握了多種氨回收技術(shù)，僅硫銨工段就有四種不同工藝。即老式飽和器法，噴淋飽和器法和間接飽和器法，酸洗法。1.3.1老式的飽和器法老式的飽

20、和器法也稱半直接飽和器法生產(chǎn)硫銨，一些老的焦化廠多采用此種工藝。其工藝特點是，由上個工段來的煤氣了經(jīng)煤氣預(yù)熱器至飽和器的中央導(dǎo)管，經(jīng)分配傘穿過母液層鼓泡而出。煤氣中的氨被循環(huán)的硫酸及其母液吸收而成硫銨。脫氨后的煤氣經(jīng)除酸器分離夾帶的酸霧后進(jìn)入下一工段，沉積于飽和器底的硫銨結(jié)晶用結(jié)晶泵抽至結(jié)晶槽，經(jīng)離心分離干燥后得到成品硫銨。這種飽和器既是吸收設(shè)備，又是結(jié)晶設(shè)備，吸收與結(jié)晶都在飽和器內(nèi)，不能分別控制，因此不能得到大顆粒的結(jié)晶。煤氣要經(jīng)過分配從母液層鼓泡而出，因此煤氣系統(tǒng)阻大，使得煤氣鼓風(fēng)機(jī)要提供較大的壓頭，硫銨的質(zhì)量也差。1.3.2酸洗法酸洗法硫銨即無飽和器法生產(chǎn)硫銨，它分為氨的吸收、蒸發(fā)、結(jié)晶

21、和分離干燥。氨的吸收過程主要是在酸洗塔中進(jìn)行。酸洗塔為兩段噴塔，下段用酸度為2.5%的母液噴灑，上段用酸度為3%的母液噴灑。出酸洗塔的煤氣經(jīng)除酸器后進(jìn)入下一工段。從酸洗塔來的不飽和硫銨母液送至結(jié)晶槽，在此進(jìn)行蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶，使硫銨母液達(dá)到飽和或過飽和，并使結(jié)晶顆粒長大。含有小顆粒的硫銨結(jié)晶母液上升至結(jié)晶槽頂部，通過母液循環(huán)泵經(jīng)過母液加熱器后進(jìn)入蒸發(fā)器，依靠真空蒸發(fā)而濃縮母液，濃縮后的母液再流至結(jié)晶槽。通過母液的循環(huán)濃縮，使硫銨結(jié)晶顆粒不斷長大，長大的硫銨結(jié)晶沉積在結(jié)晶槽底部，用結(jié)晶泵抽至供料槽，經(jīng)離心分離，干燥得成品硫銨。酸洗法的特點：吸收和結(jié)晶在不同設(shè)備中進(jìn)行。操作條件可以分別控制，能夠得

22、到大顆粒的硫銨結(jié)晶，且提高了硫銨的質(zhì)量。酸洗塔是空噴塔，煤氣系統(tǒng)阻力小，但酸洗法工藝流程長，占地多，投資大。1.3.3噴淋式飽和器法噴淋式飽和器全部采用不銹鋼制作，噴淋式飽和器由上部的噴淋（吸收）室與除酸器和下部的結(jié)晶室組成，體外有整體保溫層。吸收室由本體、環(huán)形室、母液噴淋管組成。煤氣進(jìn)入吸氣室后分成兩股，在本體與內(nèi)筒體間形成的環(huán)形室內(nèi)流動，與噴淋管噴出的母液接觸，然后兩股匯成一股進(jìn)到飽和器的后室，被噴灑管噴出的二次母液噴淋，進(jìn)一步吸收煤氣中的氨，再沿切線方向進(jìn)入內(nèi)筒體內(nèi)置除酸器，旋轉(zhuǎn)向下進(jìn)入內(nèi)套筒，由頂部煤氣出口排出。煤氣阻力為22.2 。外套筒與內(nèi)套筒間形成旋風(fēng)式除酸器，起到除去煤氣中夾帶

23、的液滴的作用。在煤氣入口和煤氣出口間分隔成兩個弧形分配箱，其內(nèi)置噴嘴數(shù)個，朝向煤氣流。在吸收室的下部設(shè)有母液滿流管，控制吸收室下部的液面，促使煤氣由入口向出口在環(huán)形室內(nèi)流動。吸收室以降液管與結(jié)晶室連通，循環(huán)母液通過降液管從結(jié)晶室的底部向上返，攪拌母液，硫銨晶核不斷生長和長大，同時顆粒分級，飽帶有小顆粒的母液上升至結(jié)晶室上部，大部分至母液循環(huán)泵，少部分至母液加熱器，用蒸汽加熱使母液溫度升高。一方面溶解母液中的小顆粒結(jié)晶，減少晶核數(shù)量，另一方面保持飽和器內(nèi)的水平衡（或用煤氣預(yù)熱器維持水平衡），混合后的兩部分母液進(jìn)入大的母液循環(huán)泵，送經(jīng)飽和器的上段進(jìn)行循環(huán)、噴灑。大顆粒結(jié)晶從結(jié)晶室下部抽出。在煤氣入

24、口和煤氣出口、結(jié)晶室上部設(shè)有溫水噴淋裝置，以清洗吸收室和結(jié)晶室。飽和器的上段設(shè)滿流管，保持液面并封住煤氣，使其不能進(jìn)入下段，母液在上段與下段之間不斷循環(huán)，使母液中的晶核不斷長大，沉降在結(jié)晶室底部，用結(jié)晶泵抽至結(jié)晶槽，經(jīng)離心分離，干燥后得成品硫銨。雖然吸收與結(jié)晶分開，但仍在一個設(shè)備內(nèi)，雖然操作條件不能分別控制，但結(jié)晶顆粒的長大，一方面依靠母液的大量循環(huán)攪拌，促使結(jié)晶顆粒增大，另一方面結(jié)晶室的容積較大，有利于晶核的長大，通過自然分級從結(jié)晶室的底部可抽出較大的顆粒的硫銨結(jié)晶。噴淋式飽和器生產(chǎn)硫銨工藝，具有煤氣系統(tǒng)阻力小，結(jié)晶顆粒較大、硫銨質(zhì)量好。工藝流程短、易操作、設(shè)備使用壽命長特點。國內(nèi)有多種自行

25、設(shè)計制造的此種飽和器投入使用。1.3.4間接飽和器法此法類似于半直接法飽和器法。用洗滌液蒸出的氣體生產(chǎn)硫銨，故稱間接法。該法操作溫度高（100左右）用熱空氣進(jìn)行母液攪拌，不設(shè)結(jié)晶泵，用熱空氣提料。由于是用氨汽來生產(chǎn)硫銨，操作溫度高，而飽和器尺寸又不比半直接法小，所以材質(zhì)要求高，投資大。該法回收氨是經(jīng)過洗氨蒸氨硫銨，流程長，能耗大，如果僅從生產(chǎn)硫銨的角度來講，用此方法生產(chǎn)硫銨值得進(jìn)一步探討。1.4硫銨工段飽和器的選擇焦?fàn)t煤氣先后通過硫銨工序的煤氣預(yù)熱器、飽和器和除酸器時，由于預(yù)熱器和除酸器的結(jié)構(gòu)比較簡單，產(chǎn)生的阻力相對較小（約1.0 ），且較為穩(wěn)定3。即使因焦油沉積而引起系統(tǒng)阻力增加時，只須用蒸

26、汽吹掃后就能恢復(fù)正常。因此，阻力增加的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是飽和器。因此選擇合適的飽和器是硫銨工段的重要任務(wù)。目前比較成熟的生產(chǎn)里技術(shù)主要采用的都是新式飽和器法，即噴淋式飽和器：(1）設(shè)備防腐制作。噴淋式飽和器集酸洗、除酸和結(jié)晶于一體設(shè)備直徑較小?，F(xiàn)在噴淋式飽和器采用全不銹鋼316 L制作，從耐腐蝕性能來說，使用多年也沒(2噴淋式飽和器系統(tǒng)的煤氣力僅為2 可大幅度降低煤氣鼓風(fēng)機(jī)的壓頭從而減少耗電量。(3）維護(hù)費用。噴淋式飽和器不需要頻繁檢修，大修期為10年，可極大地降低設(shè)備的維護(hù)費用。(4）硫銨質(zhì)量。噴淋式飽和器的液位高，當(dāng)母液噴淋煤氣，吸收其中的氨氣，生成硫銨結(jié)品后，結(jié)晶需先進(jìn)入錐形降液管再徐徐落入結(jié)

27、品室，在結(jié)晶室中再通過攪拌，結(jié)晶時間很長，所以生產(chǎn)的硫銨顆粒大，粒徑可達(dá)0.5 1 ，而且質(zhì)量好。合上述幾點可見，噴淋式飽和器集酸洗、除酸和結(jié)晶在一個設(shè)備中，不僅減少煤氣系統(tǒng)阻力，縮短了工藝流程，減少了占地，又降低了維護(hù)費用，生產(chǎn)出高質(zhì)量的硫銨。對于新建設(shè)的硫銨工段，建議采用噴淋式飽和器，以利于提高硫銨產(chǎn)量產(chǎn)率。1.5硫銨結(jié)晶原理與硫銨結(jié)晶影響因素硫銨的產(chǎn)率產(chǎn)量跟硫銨的結(jié)晶息息相關(guān)5。硫銨的結(jié)晶屬于反應(yīng)過程，主要由反應(yīng)、過飽和溶液的形成、晶核的產(chǎn)生和晶體的成長幾個階段組成。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，形成過飽和溶液，達(dá)到一定過飽和度時，析出固相微觀晶粒，這是晶核的形成過程，也稱為初級成核，接著是晶核的長大

28、也稱為晶體的生長過程。同時，由于晶液的流動，晶體之間及晶體與設(shè)備之間的摩擦、碰撞，液體對晶體表面的沖刷，又產(chǎn)生新的晶核，稱為二次成核。通常晶核的形成和晶體的成長是同時進(jìn)行的。在結(jié)晶過程中，無論是晶核的形成，還是晶核的生長，都要消耗溶液中的溶質(zhì)，均以一定的過飽和度為推動力。每一粒晶體都是由一粒晶核生長而成的，在一定條件下，如果晶核成核速率越大，晶核的生成量越多，溶液中有限的溶質(zhì)要同時供應(yīng)大量的晶核生長，晶核的生長速率就越慢，結(jié)果導(dǎo)致大量的細(xì)小結(jié)晶；反之，晶核的生成量越少，結(jié)晶粒度就會長得越大。表4 硫銨產(chǎn)品結(jié)晶異常顏色與影響因素的對應(yīng)關(guān)系產(chǎn)品異常顏色母液狀況影響因素控制措施暗黃色、灰色黑色母液中

29、焦油含量高掃電捕焦油器勤撈酸焦油淡紅色局部堿性、淡橘紅色母液中含銅鹽副產(chǎn)物Cu2Fe（CN）6控制濃硫酸銅鹽含量控制母液酸度46無色、放置后變藍(lán)色局部堿性、黑色，產(chǎn)生大量泡沫，酸焦油無法分離母液中生成副產(chǎn)物：(NH4）2FeFe（CN）、Fe(OH）3、Al(OH）3防止氨氣冷凝液（濃氨水）進(jìn)入飽和器可見晶核的生成速率和晶核的生長速率是此消彼長的關(guān)系，如能控制這兩種速率，便可控制結(jié)晶的粒度。此外，結(jié)晶條件對產(chǎn)品的粒度也有很大的影響，如溫度、攪拌、酸度、雜質(zhì)等都以一定的方式影響結(jié)晶過程。上面表4是硫銨產(chǎn)品結(jié)晶異常顏色與影響因素的對應(yīng)關(guān)系6。 1.5.1溫度的影響氨在液相中的濃度受亨利定律7支配，

30、煤氣中氨含量與煤氣集合溫度、冷凝液氨含量存在如下關(guān)系。圖1不同溫度下煤氣中含氮量與冷凝液中含氨量的平衡關(guān)系由圖1可以看，出煤氣集合溫度越高，煤氣中氨含量越高；冷凝液氨含量越高，煤氣中氨含量也越高。煤氣集合溫度下降，煤氣中水汽含量大幅度降低，水汽冷凝時溶有大量揮發(fā)性氨鹽，同時由于冷凝液溫度降低，溶液表面的氨分壓下降，使部分氨由氣相轉(zhuǎn)移到液相中，冷凝液含氨量增加，這樣造成煤氣中氨含量下降，直接影響了硫銨產(chǎn)量。在對相關(guān)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，通過理論計算和實際收率的長期比較得到經(jīng)驗數(shù)據(jù)：硫銨產(chǎn)率與煤氣集合溫度間存在明顯的線性關(guān)系，煤氣集合溫度每下降l，硫銨產(chǎn)率下降0.015%，具體見圖2。圖2煤氣集合溫度

31、與硫銨產(chǎn)率關(guān)系煤氣集合溫度及噴灑液氨含量變化對硫銨產(chǎn)量(產(chǎn)率）變化的影響在實際生產(chǎn)中得到驗證，根據(jù)對某60萬焦化企業(yè)橫管初冷器運行前后數(shù)據(jù)分析對比，煤氣集合溫度由28下降到20的情況下，煤氣中的氨含量下降約l(計算硫銨理論產(chǎn)量6.43 t，與實際產(chǎn)量6.35 t基本吻合），硫銨收率平均下降0.12%，與中圖2的結(jié)論相吻合；開工初期初冷器噴灑液氨含量基本為零的情況下，煤氣含氨最低數(shù)據(jù)比煤氣集合溫度20時下降高達(dá)2，硫銨收率下降約0.25%，與上述結(jié)論基本吻合。橫管初冷器運行前后硫銨產(chǎn)量變化情況見圖3。圖3橫管初冷器運行前后硫銨產(chǎn)量變化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

32、高低，是取決于飽和器的水平衡。母液溫度過高過低都不利于晶體的成長。但母液過高時，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，有利于晶體長大。但母液溫度過高時，硫銨在母液中的溶解度很大，當(dāng)溫度波動時，造成局部過飽和現(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60-70。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5055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的母液溫度為最低溫度，根據(jù)水平衡可求出煤氣

33、的露點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1.31.5倍，與此相應(yīng)的母液溫度即為母液的適宜溫度。攪拌對結(jié)晶的影響由結(jié)晶理論可知晶核的成長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，所以結(jié)晶過程中需要攪拌。同時，有了外加的攪拌，還可以減少飽和器內(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。1.5.3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)晶的長大，晶比不宜過大，而晶比太小，則不利于結(jié)晶的長大，因此一般

34、控制晶比在40%50%。配煤水分的影響煉焦生產(chǎn)過程中，配合煤中水分含量的多少，不僅對影響焦?fàn)t正常的加熱溫度和操作規(guī)程的執(zhí)行造成影響，而且對剩余氨水的產(chǎn)生量起決定作用，配合煤中水分含量增加1%，剩余氨水對裝煤量的產(chǎn)率也增加1%8。經(jīng)過長期的跟蹤觀察，配煤水分對硫銨產(chǎn)量(產(chǎn)率）有一定的影響，配煤水分正常情況下為8%10%，剩余氨水產(chǎn)率為10%14%，由于各方面的原因，配煤水分有時高達(dá)13%，配煤水分越高，硫銨產(chǎn)量(產(chǎn)率）越低。從理論上說，對采用間接式初冷工藝的裝置，煤氣初冷過程中產(chǎn)生的冷凝液中氨質(zhì)量濃度為67，與荒煤氣管排出的焦油氨水混合后則氨的濃度降為1.52.5(某焦化廠分析數(shù)據(jù)），經(jīng)過測算在

35、生成氨總量不變的情況下，配合煤中水分含量增加1%，煤氣中的氨體積分?jǐn)?shù)下降約0.070.1，硫銨產(chǎn)率下降約0.01%，從硫銨產(chǎn)率與配煤水分的散點圖(圖4）可以看出，在正常生產(chǎn)過程中，硫銨產(chǎn)率與配煤水分問存在明顯的線性關(guān)系，變化趨勢與理論分析數(shù)據(jù)基本吻合。圖4 硫銨收率與配煤水分關(guān)系散點圖酸度與酸種的影響母液酸度對硫銨結(jié)晶有一定的影響，隨著母液酸度的提高，溶解在母液中的硫銨量增加，結(jié)晶的平均粒度下降，晶體形狀也從長寬比小的多面顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)橛心z結(jié)趨勢的細(xì)長六棱柱形，甚至是針狀9-10。這是由于當(dāng)其他條件不變時，母液的介穩(wěn)區(qū)隨著酸度增加而減小，不能保持所必需的過飽和程度。同時，隨著酸度的提高，母液黏度增

36、大，增加了硫銨分子的擴(kuò)散阻力，阻礙了晶體的正常成長。但是，母液的酸度也不宜過低，否則除使氨的吸收率下降外，還易造成飽和器堵塞。特別是當(dāng)母液攪拌不充分或酸度波動時，可能在母液中出現(xiàn)局部中性區(qū)甚至堿性區(qū)，從而導(dǎo)致母液中的鐵、鋁離子形成氫氧化鐵及氫氧化鋁等沉淀，進(jìn)而生成亞鐵氰化物，使晶體著色并阻礙晶體成長。另外，當(dāng)酸度低于3.5%時，因母液密度下降易產(chǎn)生泡沫，使飽和器操作惡化。一般情況下，母液酸度維持在4%6%比較合適。硫酸的選擇焦化生產(chǎn)硫銨一般采用：(1）濃度為7578%的塔式酸；(2）濃度為9398%的濃硫酸；（3）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

37、的氧化物在操作過程中會轉(zhuǎn)入煤氣中，其他雜質(zhì)會影響硫銨的晶體和顏色，同時不利于獲得大顆粒的結(jié)晶。此外，還會使飽和器的母液生成泡沫影響安全生產(chǎn)。精苯車間的再生酸對鋼材有著強(qiáng)烈的腐蝕作用，其中所含有的焦油酸和磺酸，在硫銨結(jié)晶時嚴(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，帶入飽和器的水分也少，且加入飽和器有較高的稀釋熱，可減少煤氣預(yù)熱器的負(fù)荷等優(yōu)點。綜上述，針對酸度問題可以采取以下措施來提高結(jié)晶率與產(chǎn)率：（1）適當(dāng)控制飽和器母液酸度，使其維持在4%6%范圍內(nèi)比較合適，可使鐵鹽溶于母液。（2）任何情況下不能使用在飽和器內(nèi)加氨水的辦法補(bǔ)充循環(huán)母液，以避免含有氯鹽的氨水送入母液。同時，還應(yīng)使

38、用工業(yè)水洗滌離心機(jī)和除酸器等。（3）通過滿流槽或母液貯槽定期的除去成膠質(zhì)體的雜質(zhì)和酸焦油。（4）操作人員按時巡回檢查，發(fā)現(xiàn)異常(如母液起泡沫等）說明母液比重下降，及時調(diào)整工藝及加酸時間。（5）改進(jìn)加酸工藝 11：在正常生產(chǎn)中，為保持母液酸度在4%6%的范圍內(nèi)，只需連續(xù)向飽和器內(nèi)加入硫酸中和煤氣中的氨。但每隔12d，需加入酸使母液酸度為12%14%，并用熱水沖洗，以消除裝置內(nèi)沉積的結(jié)晶。每周還需加入酸使母液酸度為20%-25%，此時硫銨大量轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩釟滗@，用熱水沖洗，可徹底地溶解沉積的結(jié)晶。加酸的位置不同，對飽和器本體的影響也不同。采取中加酸時母液酸度為12%14%，大加酸時為18%22%。煤氣

39、初冷方式的影響煤氣初冷是指出爐煤氣通過集氣管噴灑氨水和設(shè)置初冷器將出爐煤氣由500800降到20左右的處理過程。初冷器的冷卻方式通常有間接式、直接式、間一直結(jié)合式3種。冷卻設(shè)備有直冷式噴淋塔、立管式初冷器和橫管式初冷器。采用飽和器生產(chǎn)硫銨法脫氨時，初冷工藝一般采用間接式冷凝冷卻工藝，冷卻水與煤氣通過換熱器完成兩相問的傳熱，由于煤氣在初冷過程中有大量的萘的結(jié)晶析出，所以采用立管式初冷器的工藝一般要求初冷器后煤氣集合溫度25，以防止冷凝液管線堵塞。而在采用橫管多級噴灑洗萘初冷器的工藝中，由于噴灑液對萘的吸收而大大降低了萘結(jié)晶堵塞管道，煤氣集合溫度可降低到20左右。氨在液相中的濃度受亨利定律支配，采

40、用間接式冷凝冷卻工藝，初冷器排出的焦油氨水冷凝液含有(NH4）2S、NH4CN、(NH2）2CO，等揮發(fā)氨鹽，溫度降低勢必導(dǎo)致煤氣中氨濃度的降低。因此，采用立管式初冷器的工藝煤氣集合溫度高，硫銨產(chǎn)率一般在1.0%，橫管式初冷器后煤氣集合溫度較低，硫銨產(chǎn)率一般在0.9%，二者硫銨產(chǎn)率相差約0.1%。噴灑液成分的影響在采用橫管初冷器冷卻煤氣時，噴灑液含氨量的多少對硫銨產(chǎn)量(產(chǎn)率）存在明顯的影響，根據(jù)氣、液兩相平衡原理12，在煤氣冷卻過程中煤氣中大量的氨向液相轉(zhuǎn)移溶于水中，當(dāng)前焦化廠廣泛采用的噴灑液是剩余氨水，以經(jīng)驗估計，剩余氨水含揮發(fā)氨1.8L計，大約810h在初冷器噴灑液中氨含量可達(dá)飽和(約69

41、），循環(huán)噴灑液飽和過程煤氣中氨流失約22.5以上。如某焦化廠60萬焦?fàn)t系統(tǒng)橫管初冷器開工期間，向水封槽中補(bǔ)充大量新鮮水和剩余氨水，用于噴灑的冷凝液含氨量偏低，在煤氣冷卻過程中煤氣中大量的氨向液相轉(zhuǎn)移溶于水中，煤氣含氨量大幅度下降，測定煤氣含氨數(shù)據(jù)平均6.01 (硫銨理論產(chǎn)量與實際產(chǎn)量基本吻合），硫銨產(chǎn)量明顯下降，隨著系統(tǒng)運行，冷凝液和煤氣中的氨含量逐步趨于平衡，硫銨產(chǎn)量趨于穩(wěn)定，煤氣含氨數(shù)據(jù)恢復(fù)到正常的8，期間噴灑液成分變化對硫銨產(chǎn)率影響達(dá)0.25%0.3%，隨噴灑液含氨量的增加，對硫銨產(chǎn)率的影響程度逐漸變小，具體變化趨勢見圖5。圖5 冷凝液信含氨量對硫銨產(chǎn)率影響趨勢煤氣脫硫位置的影響13在煉

42、焦過程中，煤中約30%35%的硫轉(zhuǎn)化成H2S等硫化物，與HCN等一起形成煤氣中的雜質(zhì)，焦?fàn)t煤氣中含H2S一般為58。HCN的濃度為12.5。要脫除H2S和HCN，必須采用有堿性的脫硫液或脫硫劑，堿源可分為兩類：1）外加堿源，如以碳酸鈉為堿源的改良法、以碳酸鉀為堿源真空碳酸鹽法，該工藝需不斷向脫硫液中補(bǔ)充堿源，才能保持其堿度及煤氣脫硫效果。這類工藝一般在脫苯裝置之后，和硫銨產(chǎn)量(收率）沒有直接關(guān)系。2）利用煤氣中的氨作為堿源，如AS循環(huán)洗滌法、HPF法、FRC法等脫硫脫氰工藝，這類工藝一般在脫氨裝置之前。以氨作堿源的煤氣的脫硫脫氰反應(yīng)如下：NH3+H2SNH4HS2NH3+H2S(NH4）2S2

43、NH3+CO2NH2COONH4NH3+CO2+H2ONH4HCO32NH3+CO2+H2O(NH4）2CONH2COONH4+H2O(NH4）2CO3(NH4）2S+H2CO3NH4HS+NH4HCO3NH4HS+H2CO3NH4HCO3+H2S由反應(yīng)式可知，脫硫液中含氨量的高低，直接決定了脫硫效率的高低。在利用煤氣中的氨作為堿源脫硫脫氰工藝中，一般將蒸氨塔蒸出的氨汽兌入脫硫塔前的煤氣管道中，以增加煤氣中的氨源(一般可增加l3）。從而可最大限度地提高脫硫液中揮發(fā)氨的含量，脫硫液的含氨量越高，反應(yīng)就能向有利于脫硫的方向進(jìn)行。同時為滿足脫硫工藝要求，需對進(jìn)煤氣脫硫塔的煤氣進(jìn)行冷卻，并對脫硫富液進(jìn)

44、行再生，在煤氣冷卻和脫硫液再生過程中，會造成煤氣中氨部分流失，據(jù)測算和運行實際煤氣中的氨約流失22.5，因此，對設(shè)有噴淋式飽和器回收氨的工藝，硫銨產(chǎn)量(產(chǎn)率）一般較后脫硫裝置低0.3%0.5%。剩余氨水蒸氨尾氣直接進(jìn)入飽和器的影響煉焦生產(chǎn)中，會產(chǎn)生約10%14%的剩余氨水，剩余氨水主要由三部分組成：裝爐煤表面的濕存水、裝爐煤干餾產(chǎn)生的化合水和添加入吸煤氣管道和集氣管循環(huán)氨水泵內(nèi)的其它工藝廢水。剩余氨水所含物質(zhì)包括酚類、多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等，一般剩余氨水水質(zhì)如下：揮發(fā)酚13002500、氰化物40100、硫化物120250、氨氮25004000、油類6002500、吡啶2

45、00500。剩余氨水的加工和煤氣中氨的回收是焦化廠化產(chǎn)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，剩余氨水的去向，有的是直接蒸氨，有的是先脫酚后蒸氨，有的是與富氨水合在一起蒸氨，還有的是與脫硫富液一起脫酸蒸氨，目前采用鼓泡式飽和器生產(chǎn)硫銨的焦化廠，均將剩余氨水蒸餾成質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%12%的氨汽送往飽和器生產(chǎn)硫銨，根據(jù)理論計算，在結(jié)焦時間和配煤比沒有明顯變化的情況下，剩余氨水蒸氨對硫銨產(chǎn)率的貢獻(xiàn)為0.15%0.2%，硫銨產(chǎn)量較蒸氨尾氣不生產(chǎn)硫銨增加10%以上14。由于煤氣初冷過程和配合煤中的水全部進(jìn)入了剩余氨水，剩余氨水中的氨又全部通過蒸氨尾氣進(jìn)入飽和器生產(chǎn)硫銨，故煤氣初冷方式、配煤水分、煤氣集合溫度等因素在剩余氨水蒸氨尾氣

46、直接進(jìn)入飽和器的情況下，不會對硫銨產(chǎn)量(產(chǎn)率）造成明顯影響。雜質(zhì)的影響15溶液中的雜質(zhì)，對結(jié)晶過程的所有階段都產(chǎn)生影響。硫銨母液中雜質(zhì)的種類和含量，主要取決于所采用的工藝流程、硫酸質(zhì)量、用水質(zhì)量和設(shè)備的防腐質(zhì)量。母液中所含的可溶性雜質(zhì)主要有鐵、鋁、銅、鉛、銻、砷等各種鹽類，多半來自硫酸、設(shè)備腐蝕和工業(yè)用水，這些離子吸附在硫銨結(jié)晶的表面，遮蓋了結(jié)晶表面的活性區(qū)域，使結(jié)晶成長緩慢；有時由于雜質(zhì)在一定晶面上的選擇性吸附，以致形成細(xì)小畸形顆粒。金屬離子對硫銨晶體的生長有較大影響，尤其是鐵離子影響最大，即使在母液中含量極少，也會使晶體生長速率顯著下降。例如三價鐵離子會促使介穩(wěn)區(qū)擴(kuò)大，減慢結(jié)晶速度，在溶液

47、中含量達(dá)0.1%時會促使硫銨結(jié)晶變長，而在較高濃度時導(dǎo)致生成針狀晶體。這種晶體會在生產(chǎn)過程中大量破碎，使成品硫銨的粒度大幅減小。此外，母液中的不溶性雜質(zhì)如煤焦油霧，有時也會與母液形成穩(wěn)定的乳濁液附著在晶體表面，阻礙晶體生長。母液中的雜質(zhì)不僅影響硫銨的晶形和晶體成長，而且還使單位時間內(nèi)晶體體積總增長量小于飽和器中硫銨生成量，打破固液平衡，使母液的過飽和度升高，不僅使晶體強(qiáng)度降低，同時形成量針狀晶核，迅速充滿溶液中，破壞正常操作。為提高硫銨產(chǎn)率及質(zhì)量，必須在工藝、設(shè)備等方面采取有效措施，從根源上減小雜質(zhì)的進(jìn)入。外送聚合物中硫銨含量高的影響稀硫銨原料中含有2%的聚合物，在裝置生產(chǎn)過程中聚合物在結(jié)晶器

48、中積聚，因此必須將在蒸發(fā)結(jié)晶過程中發(fā)生相分離的聚合物及時排出16。聚合物自聚合物分離器溢流至聚合物混合器后送到AN爐子焚燒，不可回收，若其中硫銨含量高，勢必影響硫銨收率。1.6結(jié)語 緒論中綜合分析了硫銨生產(chǎn)過程中的可能對硫銨的產(chǎn)率產(chǎn)量造成影響的各項因素，并逐一分析對比，得出其具體的影響程度，并給出相應(yīng)的解決方案，由于每個焦化廠的實際情況并不相同，也可能會導(dǎo)致硫銨工段工藝的不同，所以還需要根據(jù)廠的實際情況及當(dāng)?shù)丨h(huán)境做進(jìn)一步的分析實驗，得到具體的提高硫銨產(chǎn)率的方法。此外，硫銨生產(chǎn)的過程中最后產(chǎn)生的尾氣一般經(jīng)過旋風(fēng)除塵器后，直接排入大氣。在實際生產(chǎn)中尾氣仍夾帶有很多硫銨粉塵，污染周圍環(huán)境。建議采用濕

49、式除塵工藝除去尾氣中的硫銨粉塵17-18。2設(shè)備計算部分2.1焦?fàn)t選型及計算1、 焦?fàn)t選型及計算選用JN60-87型4×50孔的焦?fàn)t，年設(shè)計能力200萬噸，主要尺寸如下：(單位）炭化室有效容積(m3）全長有效長全高有效高平均寬錐度結(jié)焦時間燃燒室爐組加熱水平火道個數(shù)38.5約1598015140600056504506019H9003245焦?fàn)t生產(chǎn)能力的計算式中365×24全年工作時間每個焦?fàn)t組的焦?fàn)t個數(shù)每座焦?fàn)t的炭化室個數(shù)炭化室的有效裝煤高度炭化室的有效裝煤長度炭化室的有效裝煤寬度裝煤煤干基堆密度t(干煤）/一般0.720.75，本設(shè)計取0.75運轉(zhuǎn)周期取設(shè)計結(jié)焦時間25h

50、干煤全焦率，一般0.730.77，本設(shè)計取0.76考慮到炭化室檢修等原因的減產(chǎn)系數(shù)，取0.95全焦含水量（取6%）2.煤氣總量令其為裝煤干煤量，取煤氣發(fā)生量(干煤）焦?fàn)t緊張操作系數(shù)去取1.07則煤氣發(fā)生量=303.95×1.07×340=110577.013、剩余氨水量1）原始數(shù)據(jù)裝入濕煤量配煤水分10%化合水2%煤氣發(fā)生量340(干煤）煤氣初冷器后煤氣溫度一般為25-40本設(shè)計取3030時1煤氣經(jīng)過蒸汽飽和后水汽含量0.03512）計算根據(jù)煤氣初冷系統(tǒng)中的水平衡，可得剩余氨水 =-式中煤氣帶入集氣管中水量初冷器后煤氣帶走的水量=337.72×（1-10%）

51、15;340×0.0351=3627.32=3.627=-=36.2232.2飽和器的物料平衡、熱平衡和結(jié)構(gòu)尺寸的確定1、 原始數(shù)據(jù)焦?fàn)t干煤裝入量303.95煤氣發(fā)生量(干煤）340氨的產(chǎn)率（揮發(fā)氨）%0.3初冷器后煤氣溫度3036.223蒸氨廢水中含氨量0.05剩余氨水中含氨量3.5直接用蒸汽量（每蒸餾1稀氨水）kg/250分縮器后氨氣溫度98飽和器后煤氣含氨量0.03硫酸濃度%78煉焦煤含水量%122、氨平衡及硫酸用量的計算總氨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=N1N2=N3N4N5則總氨量N=×0.

52、3%=303.95×0.3%=0.91185=911.85剩余氨水帶入氨N2=×3.5=36.223×3.5=126.78干餾煤氣帶入氨N1=NN1=911.85126.78=785.07干餾煤氣帶出氨N3=303.95×340×0.03/1000=3.10蒸氨廢水流量L=36.22336.223×0.25=45.28蒸氨廢水帶出氨N4=45.28××1000=2.26飽和器耗氨量N5=NN3N4=911.853.102.26=906.49由反應(yīng)原理硫酸吸收氨反映式：2×17 98 132906.49 硫氨產(chǎn)量硫酸理論耗量換算成78%硫酸耗量=2612.82/78%=3349.773、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的。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%，沖洗飽和器帶入的水量平均取200，氨分縮器后氨汽濃度為10%.飽和器水平衡如下：輸入方 輸出方煤氣帶入水洗滌硫銨水 飽 和 器氨氣帶入水硫銨帶入水沖洗水煤氣帶出水Wt硫銨產(chǎn)品帶出水1） 帶入飽和器的總水量初冷后煤氣溫度