【正文】 參考資料》和以上計(jì)算可選用 F=202m2的非定型鋼制固定式薄管板列管換熱器，其參數(shù)如下: 直徑 2020Vmm 長(zhǎng)2110㎜ 加熱管直徑厚度 57㎜3㎜ 加熱管長(zhǎng)度管數(shù) 2010㎜611 煤氣流通截面積 ㎡ 設(shè)備重 6708Kg 操作重 保溫面積 ㎡ 蒸氨塔的計(jì)算 基本數(shù)據(jù)的確定 ①原始數(shù)據(jù)：進(jìn)料溫度 50℃ 分凝器后產(chǎn)品濃度 10% 塔頂溫度 102℃ 塔頂壓力 塔底溫度 105℃ 塔底壓力 回流溫度 90℃ 進(jìn)料量 5t/h 廢水濃度 進(jìn)料量F及濃度XF F = 5 t/h 參考《煉焦化學(xué)品回收與加工》附表5，得氨水在水溶液里及液面上蒸汽內(nèi)的含量為Y1 = %。k) = W1(+45)= (+45)= 5777991 kJ/h 式中 ——0～80℃水汽平均比熱 kJ/(㎏ 要求處理能力:Xｘt/h根據(jù)《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用臥式雙級(jí)活塞推料離心機(jī)，型號(hào)為HR400N，其主要參數(shù)為：轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑長(zhǎng)度：400mm145mm 轉(zhuǎn)速：17002300r/min推料次數(shù)： 0～75次/min 推料行程：40mm生產(chǎn)能力： ～5t/h 分離因數(shù)：6461183 外形尺寸長(zhǎng)寬高：2460mm1286mm1030mm 電動(dòng)機(jī)功率 11KW 硫銨產(chǎn)量(干基)2060kg/h每日操作時(shí)間15 h給料不均勻系數(shù)進(jìn)干燥器硫銨含水量2%出干燥器硫銨含水量%進(jìn)干燥器硫銨溫度15℃出干燥器硫銨溫度68℃大氣溫度50℃大氣相對(duì)濕度84%出干燥器空氣溫度70℃熱風(fēng)器后空氣溫度140℃通過(guò)沸騰層空氣平均壓力3500pa kg/(hX55=50206055=15159540 kJ/h（4）飽和器熱損失飽和器熱損失相當(dāng)于循環(huán)母液熱損失的20%～25%，本設(shè)計(jì)取25%，循環(huán)母液循環(huán)過(guò)程中降低6℃左右. = 50206025%6=413442 kJ/h總上Q出= +++ =++15159540+413442= kJ/h 所以： +98324t= 則 t = ℃ 即煤氣預(yù)熱器后的煤氣溫度應(yīng)控制在60~70℃ 飽和器的基本尺寸 飽和器結(jié)構(gòu)基本已定，通過(guò)計(jì)算主要確定直徑， MPa，（約600㎜H2O）煤氣預(yù)熱器溫度為70℃，飽和器后煤氣露點(diǎn)溫度為50℃，飽和器后煤氣溫度為60℃。= Wt(+60)=(+60)= kJ/h 煤氣從飽和器帶出熱量= q1180。mol的硫酸的中和熱為195533 kJ/h） q1= (2060/132)195533= kJ/h⑵硫銨的結(jié)晶熱 （1 kg一般為45℃，回流母液量為硫銨產(chǎn)量的 10倍，則 = 4510則煤氣帶入飽和器的總熱量為= ＋ ＋= (5592719＋) kJ/h(2)氨汽帶入的熱量 氨汽帶入的熱量由氨帶入的熱量和水汽帶入的熱量?jī)刹糠纸M成。(1) 煤氣帶入的飽和器的熱量 煤氣帶入飽和器的熱量，由于煤氣帶入熱量，水汽帶入熱量和氨帶入熱量三部分組成。 因母液內(nèi)水的蒸發(fā)需要推動(dòng)力（ΔP=PlPg），還由于煤氣飽和器中停留時(shí)間短，氣液兩相的水汽分壓不可能達(dá)到平衡，所以實(shí)際上母液液面上的水蒸汽分壓為 Pl = K 母液液面上的水蒸汽分壓P1取決于母液溫度和母液中硫酸銨、流離氨的含量。其余有硫酸帶入的水分以及洗滌水等。 噴淋式飽和和器法生產(chǎn)硫酸氨工藝，采用的噴淋式飽和器，材質(zhì)為不銹鋼，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，集酸洗吸收、結(jié)晶、‘除酸、蒸發(fā)為一體，具有煤氣系統(tǒng)阻力小，結(jié)晶顆粒大，硫酸氨質(zhì)量好，工藝流程短，易操作等特點(diǎn)。離心機(jī)濾出的母液與結(jié)晶槽滿(mǎn)流出的母液一同自流回飽和器的下段。沖洗和加酸時(shí)，母液經(jīng)滿(mǎn)流槽至母液儲(chǔ)槽，再用小母液泵送至飽和器。含有小顆粒的母液上升至結(jié)晶室的上部，母液循環(huán)泵從結(jié)晶室上部將母液抽出，送往飽和器上段兩組噴灑箱內(nèi)進(jìn)行循環(huán)噴灑，使母液在上段和下段之間不斷循環(huán)。煤氣在以切線(xiàn)方向進(jìn)入飽和器內(nèi)的除酸器，除去煤氣中夾帶的酸霧液滴，從上部中心出口管離開(kāi)飽和器再經(jīng)捕霧器3捕集下煤氣中的微量酸霧后到終冷洗苯工段。 不溶性雜質(zhì)主要是煤氣帶入飽和器的煤焦油霧。 雜質(zhì)對(duì)硫酸銨結(jié)晶的影響 母液中含有可溶性和不溶性雜質(zhì)。因此，母液中必須控制一定的晶比，以利于得到大顆粒硫酸銨。 晶比對(duì)硫酸銨結(jié)晶的影響 懸浮于母液中的硫酸銨結(jié)晶的體積對(duì)母液與結(jié)晶總體積的比，稱(chēng)為晶比。更重要的是，在實(shí)際生產(chǎn)中，飽和器內(nèi)母液的溫度要按保持飽和器的水平衡來(lái)考慮，為此，一般將飽和器內(nèi)母液溫度控制在50～55℃（不產(chǎn)生粗輕吡啶）或55～60℃（產(chǎn)生粗輕吡啶）。 實(shí)驗(yàn)表明，隨著母液溫度的升高，使母液內(nèi)硫酸銨的介穩(wěn)區(qū)維持在較高的范圍內(nèi)，結(jié)晶的成長(zhǎng)速率顯著加快，有利于獲得大顆粒結(jié)晶，并且有利于形成較好的晶型。特別是當(dāng)母液中的鐵、鋁離子形成Fe(OH)3及Al(OH)3等沉淀，進(jìn)而生成亞鐵氰化物，使晶體著色并阻礙晶體的成長(zhǎng)。這是因?yàn)楫?dāng)其他條件不變時(shí)，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(guò)飽和度所致。在控制介穩(wěn)區(qū)很小的情況下，當(dāng)母液中結(jié)晶的生成速率與反應(yīng)生成的硫酸銨量相平衡時(shí)，晶核的生成量最少，即可得到大的結(jié)晶顆粒。由圖可見(jiàn)，℃。故增大溶液的過(guò)飽和度和減少擴(kuò)散阻力，均有利于晶體的長(zhǎng)大。在飽和器剛開(kāi)工生產(chǎn)和在大加酸后易出現(xiàn)這種情況。此時(shí)理論上可以形成結(jié)晶，但實(shí)際上還缺乏必要的過(guò)飽和度而無(wú)晶核形成。AB和CD間區(qū)域稱(chēng)為介穩(wěn)區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)晶核不能自發(fā)形成。因此，為了制得大顆粒硫酸銨，必須控制溶液的過(guò)飽和度在一定范圍內(nèi)，并且要控制足夠長(zhǎng)的結(jié)晶時(shí)間使晶體長(zhǎng)大。顯然，如能控制這兩種速率，便可控制產(chǎn)品硫酸銨的粒度。正常生產(chǎn)情況下母液的大致規(guī)格為： 密度/（kg/L） ～ w[(NH4)2SO4]/% 40～60 游離硫酸含量/% 4～6 w(NH4HSO4)/% 10～15 NH3含量/（g/L） 150～180 母液的密度是隨母液的酸度增加而增大。酸度升高時(shí)，酸式鹽的含量也隨之提高。本設(shè)計(jì)選擇半直接法。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。 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。飽和器法有分直接法和半直接法。在用作種肥時(shí)一定要注意用量不宜多。但對(duì)中性和酸性土壤，殘留的SO4將與H+結(jié)合降低土壤的pH值，酸化土壤，需要采用配施石灰等措施來(lái)防止酸化。硫銨易溶于水，20℃時(shí)溶解度為70％，水中呈中性反應(yīng)，由于產(chǎn)品中往往有游離酸存在，也呈現(xiàn)微酸性。 。與6M焦?fàn)t相比有以下優(yōu)點(diǎn)： “單個(gè)炭化室壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)”，可以在不同的結(jié)焦?fàn)顟B(tài)下，保持炭化室壓力恒定。短期利益驅(qū)動(dòng)下的粗放型發(fā)展模式必須改變，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)為指導(dǎo)的發(fā)展方向才能使中國(guó)的能源戰(zhàn)略支持我國(guó)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期健康的發(fā)展。自2002年以來(lái)，由于全球鋼鐵業(yè)的快速發(fā)展，焦炭出現(xiàn)了供應(yīng)緊張的局面，國(guó)內(nèi)外焦炭?jī)r(jià)格上漲迅猛。經(jīng)過(guò)近幾年的民展，中國(guó)獨(dú)立焦化企業(yè)平均產(chǎn)能規(guī)模有所擴(kuò)大，出現(xiàn)了一批超過(guò)200萬(wàn)噸的大型獨(dú)立焦化企業(yè)。 ——煉焦煤資源充足，但價(jià)格上升幅度較大 憑借相對(duì)豐富的煉焦煤資源，我國(guó)還是有能力保證焦炭生產(chǎn)的原料煤供應(yīng)。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。 bubbling saturator type。（7） 離心機(jī) 選用臥式雙級(jí)活塞推料離心機(jī)，型號(hào)為HR400N，其主要參數(shù)為：轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑長(zhǎng)度（mm）400145轉(zhuǎn)速（r/min）17002300推料次數(shù)（次/min）075推料行程（mm）40生產(chǎn)能力（t/h）（硫銨）分離因數(shù)6461183外形尺寸：長(zhǎng)寬高（mm）246012861030電動(dòng)機(jī)功率（kW）11 本設(shè)計(jì)所選設(shè)備滿(mǎn)足處理年產(chǎn)100萬(wàn)噸焦炭產(chǎn)量的焦?fàn)t的要求。本設(shè)計(jì)主要設(shè)備參數(shù)如下：（1） 飽和器選噴淋式飽和器 DN5000/DN3800mm，H=11600mm，共二臺(tái)（一開(kāi)一備）。第七部分對(duì)本工段的主要控制指標(biāo)、各崗位操作規(guī)程、開(kāi)停車(chē)操作、勞動(dòng)定員及崗位責(zé)任制進(jìn)行了說(shuō)明。第三部分介紹了噴淋式飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的原理、結(jié)晶原理、結(jié)晶的影響因素及生產(chǎn)硫酸銨的工藝流程。 3. 工藝設(shè)計(jì)依據(jù)1）2014屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2）《化工設(shè)計(jì)手冊(cè)》，《化工原理》，《煤焦化設(shè)計(jì)手冊(cè)》等4. 設(shè)計(jì)工藝與特點(diǎn)本設(shè)計(jì)采用的是飽和器法中半直接法來(lái)回收煤氣中的氨，工藝流程如下：從冷凝工段來(lái)的焦?fàn)t煤氣先進(jìn)入煤氣預(yù)熱器，然后進(jìn)入飽和器內(nèi)與硫酸母液充分接觸生成硫酸銨，硫酸銨經(jīng)后續(xù)操作分離，從飽和器出來(lái)的煤氣經(jīng)除酸器后送往粗苯工段。華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)100萬(wàn)噸焦化硫銨工段設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄1緒論 1 1 3 32 硫酸銨生產(chǎn)原理及工藝流程 5 硫酸銨的生產(chǎn)原理 5 硫酸銨生產(chǎn)的化學(xué)原理 5 硫酸銨生成的結(jié)晶原理 6 硫酸銨結(jié)晶的影響因素及控制 7 母液酸度對(duì)硫酸銨結(jié)晶的影響 8 溫度和濃度對(duì)硫酸銨結(jié)晶的影響 8 母液的攪拌對(duì)硫酸銨結(jié)晶的影響 9 晶比對(duì)硫酸銨結(jié)晶的影響 9 雜質(zhì)對(duì)硫酸銨結(jié)晶的影響 9 噴淋式飽和器法生產(chǎn)硫酸氨工藝流程 10 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計(jì)算 12 裝煤量的計(jì)算 12 煤氣發(fā)生量Q 12 剩余氨水量 13 飽和器的有關(guān)計(jì)算及選型 13 原始數(shù)據(jù) 13 13 水平衡及母液溫度的確定 15 熱平衡及煤氣預(yù)熱器出口溫度的計(jì)算 17 飽和器的基本尺寸 22 23 23 23 24 24 25 25 25 26 28 熱量恒算 28 預(yù)熱器選型 30 31 蒸氨塔的計(jì)算 31 物料恒算 32 34 35 37 38 38 引風(fēng)機(jī)的選型與計(jì)算 38 通風(fēng)機(jī)的選型 39 其他設(shè)備 40 結(jié)晶槽 40 硫銨高位槽 40 廢氨水槽 40 母液槽 41 414 工藝布置 42 工藝布置原則 42 工段布置 42 飽和器機(jī)組設(shè)置布置 42 離心干燥系統(tǒng)設(shè)備布置 43 蒸氨系統(tǒng)設(shè)備的布置 43 其他 43 布置說(shuō)明 44 工段布置 44 樓體前飽和器機(jī)組的布置 44 離心干燥系統(tǒng)布置 44 蒸氨系統(tǒng)及其它 445 非工藝部分 45 土建部分 45 供排水 45 供水 45 46 供電 46 4電氣連鎖及檢化驗(yàn)項(xiàng)目 47 47 電氣連鎖項(xiàng)目 49 檢化項(xiàng)目 50 設(shè)備維修 50 其他部分 51 供氣 51 51 其他 516 硫銨工段生產(chǎn)主要操作及定員 52 硫酸銨工段主要控制指標(biāo) 52 設(shè)計(jì)指標(biāo) 52 操作條件 52 崗位操作 53 飽和器系統(tǒng)操作規(guī)程（飽和器工） 53 循環(huán)系統(tǒng)操作規(guī)程(泵工) 54 離心分離系統(tǒng)操作規(guī)程（離心機(jī)工） 54 干燥系統(tǒng)操作規(guī)程（干燥工） 54 成品工 55 試劑庫(kù)工 55 飽和器的開(kāi)、停工、倒機(jī)操作 55 開(kāi)車(chē)前準(zhǔn)備工作 55 飽和器開(kāi)工操作 55 飽和器的停工操作 56 飽和器的換機(jī)操作 56 特殊操作 57 突然停電 57 57 突然停水 57 勞動(dòng)定員 57 定員的依據(jù) 57 職工定員表 57 崗位責(zé)任制 58 飽和器工 58 58 58 沸騰干燥器工 59 597 硫銨工段設(shè)備一覽表 608 圖紙說(shuō)明 62參考文獻(xiàn) 63致謝 64設(shè)計(jì)總說(shuō)明1. 設(shè)計(jì)目的及意義煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭的綜合利用工業(yè)。2. 工藝設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)采用噴淋式飽和器法來(lái)回收焦?fàn)t煤氣中的氨，處理年產(chǎn)100萬(wàn)噸焦炭產(chǎn)量的焦?fàn)t。5. 工藝設(shè)計(jì)及說(shuō)明本設(shè)計(jì)共由九個(gè)部分組成：第一、二部分緒論主要介紹煤焦化的現(xiàn)狀以及硫酸銨的用途和生產(chǎn)方法。第六部分對(duì)土建、供排水、供電、采暖通風(fēng)、儀表項(xiàng)目、檢化項(xiàng)目、設(shè)備維修等非工藝部分進(jìn)行了詳細(xì)地說(shuō)明。第十部分是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所用的參考資料。（6） 沸騰干燥器 選用DN1740㎜定型沸騰干燥器一臺(tái)，㎡。 ammonia。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