【正文】 34 22 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20 則 0 . 5 0 7 m m= . 11001=dp?????? ② γ g的確定 在沸騰床干燥器內(nèi)氣體的平均溫度為（140＋ 70） /2=105℃，取操作壓力為 350mmH2O，則空氣在實(shí)際操作狀態(tài)下的密度為： 3g 0 . 9 6 k g / m10330 35010330105273 2731 . 2 9 ??????? 式中 —— 空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的重度，㎏ /m3 ③ γ s硫銨結(jié)晶的真比重 1770 ㎏ /m3 ④ Z為空氣的粘度 Cpa 將上述各值代入得 G 臨速 =485 ㎏ /m2 ③ 飽和器錐形底距防腐地坪應(yīng)不小于 400㎜。 ② 兩臺(tái)離心機(jī)的中心距不小于 4m。 電氣專業(yè) 干燥器電氣系統(tǒng)應(yīng)能聯(lián)鎖開、停車，各設(shè)備能單獨(dú)開、停車。 ⒋廠址應(yīng)具備外部向廠供電、供水和交通運(yùn)輸便利的基本條件。地廣 人稀，適于建廠。 ⒉地貌：工廠建在霍山腳下，東靠著名的飛虹塔，其它三面為平坦地帶，通風(fēng)暢利。 為了凈化廠區(qū)空氣，美化廠區(qū)環(huán)境，應(yīng)該在廠區(qū)內(nèi)多種植樹木、花草、增加綠地覆蓋率。 由于本人水平有限，時(shí)間倉(cāng)促，資料不足，設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。防治措施：靠管道及設(shè)備的密封性，另外廢液在排放之前要進(jìn)行嚴(yán)格的處理。 ③ 供電 電源是化工廠正常生產(chǎn)必需之物，電源供給必須穩(wěn)定且充足，廠區(qū)北面的霍州火力發(fā)電廠可以保證電源供應(yīng)，同時(shí)廠內(nèi)也可以利用充足的蒸汽自行發(fā)電。 ㈡廠址選擇方案和建廠條件 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 26 、地理位置 本工段為化產(chǎn)車間的硫銨工段，根據(jù)工藝流程布置，設(shè)計(jì)擬建于冷鼓工段南側(cè)，廠區(qū)擬建于洪洞縣東北十五公里處的霍山腳下，該地處于北緯約176。 ⒊在下述地段不宜選擇廠址： ①正在開采或有價(jià)值開采的礦床； ②有流砂、淤泥、崩塌、斷層、溶洞、滑坡層和二級(jí)以上大孔土的地段。如上水流量和壓力、蒸汽流量和壓力、預(yù)熱器前、后煤氣溫度和壓力及阻力、飽和器阻力、除酸器阻力及除酸器后煤氣壓力等。 ⑧ 加酸管上應(yīng)設(shè)視鏡和調(diào)節(jié)性能較好的節(jié)流閥，以控制加酸量。 飽和器系統(tǒng)設(shè)備布置原則 ① 飽和器中心 與主廠房外墻的距離 7～ 10m。 最低流態(tài)化速度可按下式計(jì)算（煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工）： G 臨流 = 102 [γ g（γ s－γ g） ㎏ /h煤氣在器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度為進(jìn)口煤氣線速度的 62～ 70%，現(xiàn)在取 70%則 W=26 70%=當(dāng)煤氣中酸霧最小顆粒的直徑為 16μ m，為將其捕集下來(lái)，煤氣在環(huán)形空間停留的時(shí)間 T 應(yīng)為 ，這樣煤氣流過(guò)的長(zhǎng)度： L=W T= = 煤氣在器內(nèi)的回轉(zhuǎn)周數(shù)為： 2 . 5 4=24 . 3 0 63 . 1 41 7 . 2=2DmπL=n? 當(dāng)環(huán)形通道寬 b=，旋轉(zhuǎn)速度為 W=，則煤氣通路的高度為： 1 . 1 m=1 8 . 20 . 4 4 73 6 0 0 3 2 4 7 4=h ?? 出口管在器內(nèi)部分的高度為： H=h n= = 煤氣預(yù)熱器 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 18 煤氣預(yù)熱器為單層列管式換熱器，用法蘭聯(lián)接在煤氣管道上，煤氣走管程，加熱用的低壓蒸汽走殼程。 飽和器 飽和器是硫銨工段的主體設(shè)備，大型焦化常用 的是外部除酸式飽 和器。 滿流槽內(nèi)液封的高度應(yīng)大于鼓風(fēng)機(jī)全壓?！妫? ② 水汽帶出的熱量 Q=（ 595＋ 55） = kcal/h 式中 —— 輸出煤氣的總含水量（ kg/h） 595—— 水在 0℃時(shí)的蒸發(fā)熱（ kcal/㎏） — — 水汽比熱（ kcal/㎏℃） 595—— 水在 0℃時(shí)的蒸發(fā)熱（ kcal/㎏） t—— 煤氣預(yù)熱溫度（℃） ③ 氨帶入的熱量： Q= = kcal/h 式中 —— 進(jìn)飽和器的煤氣含氨量（㎏ /h） —— 氨的比熱（ kcal/kg（出自《煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工》） 則 PL=P0（ 1－ － ） mmHg= P0 P0與母液溫度有關(guān)，此最低溫度應(yīng)使 PL=Pg，則求得： 6 1 . 2 2 m m H g=0 . 7 5 54 6 . 2 2=0 . 7 5 5Pg=0 . 7 5 5PL=P0 查飽和水蒸汽表得其溫度為 ℃，這就是飽和器母液所需的最低溫度。 原始數(shù)據(jù)： 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 焦?fàn)t濕煤裝入量 t/h 90 煤氣發(fā)生量 Nm3/t 干煤 330 初冷器后煤氣溫度 ℃ 30 剩余氨水含氨量 g/L 氨的產(chǎn)率（揮發(fā)氨） % （按部分混合氨水系統(tǒng)計(jì)） 飽和器后煤氣含氨量 g/Nm3 硫酸濃度 % 配煤水分 % 化合水分 % 預(yù)熱器前煤氣溫度 ℃ 55 預(yù)熱器后煤氣溫度 ℃ 60 預(yù)熱器內(nèi)煤氣平均壓力 mmHg 872 飽和器前煤氣壓力 mmH2O 1800 飽和器阻力 mmH2O 600 飽和器后煤氣露點(diǎn)溫度 ℃ 45 飽和器煤氣溫度 ℃ 55 每天操作時(shí)間 h/d 15 進(jìn)干燥器的硫銨含水 % 2 出干燥器的硫銨含水 % 進(jìn)干燥器 的硫銨溫度 ℃ 15 出干燥器的硫銨溫度 ℃ 68 大氣溫度 ℃ 5 相對(duì)濕度 % 84 出干燥器的空氣溫度 ℃ 70 空氣加熱器后空氣溫度 ℃ 104 三、硫銨工段的設(shè)備計(jì)算及選型 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 飽和器內(nèi)氨的平衡及硫酸用量的計(jì)算： 、煤 氣發(fā)生量 60=90 V=90（ 1－ 8%） 330=27324Nm3/h 式中 90—— 焦?fàn)t濕煤裝入量（ t/h） 8%—— 配煤水分 330—— 干煤的煤氣發(fā)生量（ Nm3/t） 、氨產(chǎn)量： M=90（ 1－ 8%） %=㎏ /h 式中 %—— 氨的產(chǎn)率（揮發(fā)氨） （按部分混合氨水系統(tǒng)計(jì)） 、 剩余氨水揮發(fā)氨量： 先計(jì)算生產(chǎn)剩余氨水量 7 . 8 9 t / h = 10 3 5 . 227324－2 % ]8 % )－(190＋8%[ 9 0=M 6 式中 2%—— 化合水分 —— 30℃時(shí)，煤氣中飽和水蒸汽含量（ g/ Nm3）。為使其水分降至 %以下，濕硫銨經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)送入沸 騰式干燥機(jī)進(jìn)行干燥。煤氣出飽和器后進(jìn)入除酸器，以分離所夾帶的酸霧，然后煤氣去粗笨工段。酸洗塔法以硫酸為吸收液，在噴淋式酸洗塔中吸收煤氣中的氨，再將母液移入蒸發(fā)結(jié)晶器中濃縮結(jié)晶，生產(chǎn)大顆粒結(jié)晶硫酸銨。制濃氨水法以軟水為吸收液回收焦?fàn)t氣中的氨，氨水經(jīng)蒸餾得到濃氨水。氨既是化工原料，又是腐蝕性介質(zhì)，因此必須從粗煤氣中回收氨。加入 電鍍液 中能增 加導(dǎo)電性。有刺激性。無(wú)氣味。通過(guò)對(duì)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(jì)算，確定了設(shè)備尺寸計(jì)算與選型。 2. 化工技術(shù)部分。文獻(xiàn)綜述 包括課題來(lái)源、項(xiàng)目名稱、本課題研究領(lǐng)域的歷史及現(xiàn)狀、前沿發(fā)展情況分析、已有研究成果及文獻(xiàn)清單。 工藝計(jì)算包括飽和器的物料和熱量平衡計(jì)算，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定母液的適宜溫度和煤氣預(yù)熱溫度。 關(guān)于產(chǎn)品硫酸銨 、硫酸銨 無(wú)色結(jié)晶或白色顆粒。低毒，半數(shù)致死量（大鼠，經(jīng)口） 3000mg/kg。能與 食鹽進(jìn)行 復(fù)分解反應(yīng) 制造 氯化銨 ，與 硫酸鋁 作用生成 銨明礬 ，與 硼酸 等一起制造耐火材料 。粗煤氣含氨量為 6～ 9g/m3。這類方法有：制濃氨水法、間接法、聯(lián)堿法和氨分解法。飽和器法以硫酸為吸收液，在飽和器中吸收煤氣中的氨，生成硫酸銨。預(yù)熱后的煤氣沿中央煤氣管進(jìn) 入飽和器，并經(jīng)煤氣分配傘從酸性母液中鼓泡而出，其中氨即為硫酸吸收。 離心機(jī)后的硫銨，通常含水 23%?，F(xiàn)計(jì)算如下： 其中煉焦按每天出 112 爐計(jì)，平均每小時(shí)裝濕煤量為 102 t/h。 母液上面水蒸氣分壓 PL取決于母液溫度和母液中游離酸及硫銨的含量，可按下式計(jì)算（出自《煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工》）： PL=P0（ 1－ － ） mmHg 式中 P0—— 在規(guī)定溫度下水的飽和蒸汽壓， mmHg υ —— 母液中硫銨的含量， g/100g 母液 s—— 游離酸含量， g/100g 母液 當(dāng)母液中硫銨總含量為 46%，可得相應(yīng)的υ = g/100g 母液，s= g/100g 母液?！妫? t—— 煤氣預(yù)熱溫度 ② 水汽帶入的熱量（煤氣中的水分）： Q=（ 595＋ ） =572271＋ kcal/h 式中 —— 水煤氣中帶入的水量（㎏ /h） —— 水汽比熱（ kcal/㎏℃） 、化學(xué)反應(yīng)熱 Q6： 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 ① 中和熱 q1 2NH3+H2SO4 （ NH4） 2SO4 已知 ： NH3的生成熱 11000 kcal/kmol H2SO4的生成熱 210800 kcal/kmol （ NH4） 2SO4的生成熱 279500kcal/kmol 則中和熱為 ： q1=279500－（ 2 11000＋ 210800） =46700 kcal/kmol 46700= kcal/h 式中 —— 硫銨的產(chǎn)量 （ kg/h） 132—— 硫銨摩爾的質(zhì)量 （ kg/kmol） ② 結(jié)晶熱 q2 硫銨的結(jié)晶熱為 kcal/㎏，則每 kmol 的結(jié)晶熱為： q2= =17710 kcal/kmol 式中 —— 硫銨的質(zhì)量（ kg/h） 輸出熱量： 飽和器中煤氣帶出的熱量 Q1*： 設(shè)飽和器后煤氣溫度為 55℃，則 ① 干煤氣帶出的熱量 Q=90（ 1－ 8%） 330 55=525987 kcal/h 式中 90— — 焦?fàn)t濕煤裝入量（ t/h） 8%—— 配煤水分 330—— 干煤的煤氣發(fā)生量（ Nm3/t） —— 干煤氣比熱（ kcal/m3 飽和器內(nèi)的泡沸傘分左、右兩種