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[薦]44642萬(wàn)m3_h焦?fàn)t煤氣中氨回收工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文[論文報(bào)告](存儲(chǔ)版)

  

【正文】 3g 2 7 3 1 0 1 . 3 3 51 . 2 9 0 . 9 8 k g / m2 7 3 1 0 5 1 0 1 . 3 3? ?? ? ? ?? ③硫酸銨結(jié)晶真密度 s? 為 31770kg/m 27 ④空氣黏度 u 為 5Pa 10? ?? 將上述各值帶入式 ( 45) 得: ? ? 0 . 8 8513 1 . 8 2 0 . 9 40 . 0 62 . 1 1 00 . 1 5 7 m / s0 . 0 0 9 2 3 ( 0 . 5 4 2 1 0 ) ( 1 7 7 0 0 . 9 8 )( 0 . 9 8 )v????? ? ? ? ?? 35c p g1 3 . 9 70 . 5 1 4 1 0 0 . 1 4 0 . 9 82 . 1 1 0dV uRe ??? ?? ? ???? 因?yàn)?Re10,故計(jì)算結(jié)果不必校正。連續(xù)離心機(jī)有單級(jí)和雙級(jí)兩種,其生產(chǎn)能力分別為 2~ 3t/h 和 5~ 7t/h。杯形件內(nèi)裝有向下擴(kuò)寬的供料管,供料管通入固定在杯形件下端的漏斗。將焦?fàn)t煤氣首先冷卻至 25~ 35℃ ,經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)和經(jīng)電捕焦油器除去煤焦油霧,然后進(jìn)入硫酸銨飽和器內(nèi) 與硫酸母液充分接觸生成硫酸銨,同時(shí)將初冷時(shí)生產(chǎn)的剩余氨水進(jìn)行蒸餾,蒸出的氨也通如飽和器與硫酸接觸,氨被硫酸吸收生成硫酸銨。 32 參考文獻(xiàn) [1]何建平 .煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社, 2020. [2]王五喜 .煉焦化學(xué)產(chǎn)品的精制與加工利用 [M].北京 :冶金工業(yè)出版社 ,1989. [3]肖瑞華 .煤化學(xué)產(chǎn)品工藝學(xué) [M].北京 :冶金工業(yè)出版社 ,2020. [4]庫(kù)咸熙 .煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工 [M].北京 :冶金工業(yè)出版社 ,1984. [5]郭樹(shù) 才 .煤化工工藝學(xué) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,1995. 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[24]王兆雄 ,高晉生 .焦化產(chǎn)品的精制與利用 [J].煤化工應(yīng)用 ,2020,25( 5) :1725. ??墒姑簹夂绷?≤30mg/含氨 ≤100mg/m3 即可有效防止粗苯系統(tǒng)的設(shè)備腐蝕、堵塞。由參考文獻(xiàn) [24]可知,飽和器制取硫酸銨采用的結(jié)晶槽有多種型式,本設(shè)計(jì)選用型式見(jiàn)圖 。煤氣走管內(nèi),管外通蒸汽 。 u氣體黏度, Pas? 。整個(gè)干燥過(guò)程可用于 25~ 30s 內(nèi)完 成,干燥效率達(dá) 95%,產(chǎn)品水分可降至 %。查閱文獻(xiàn) [19],可知干燥器可選沸騰床干燥器 。 ⑤飽和器直徑 d3: 取飽和器的內(nèi)環(huán)截面上煤氣流速為 m/s, 則環(huán)形面積為: 255034 1 9 .11m3 6 0 0 0 .8 ?? 飽和器的總截面積為: ? ? 2 2S 4 = 20 .97419 .1 1 m???π 則飽和器的直徑為:1D 4 20 .9 7 m? ?? π ⑥飽和器的高度: 查閱文獻(xiàn) [15]可知,煤氣在飽和器內(nèi)的停留時(shí)間大約為 10s 21 飽和器內(nèi)的煤氣體積為: 355034V 1 0 1 5 2 .8 7m3600? ? ?;1 V 1 5 2 .8 7H 7 .2 9 mS 2 0 .9 7? ? ? 飽和器內(nèi)的母液高度始終保持的高度: ?H 飽和器的總高度為: 1 2H H H 7 .2 9 0 .5 7 .7 9 m?? ? ? ? ⑦飽和器的壁厚 d? : 設(shè)計(jì)壁厚 d? 查閱文獻(xiàn) [16,17]按以下公式 計(jì)算:采用單面對(duì)接焊縫 100%探傷?? ? ?cid2t cPD c2P? ????? ( 43) 則 d? ? ?? ? 3 317 .27 50 00 10 42 11 3 17 .27 10 3 m m??? ? ?? ? ? ?? 考慮鋼板厚度負(fù)偏差及沖壓 減薄量,圓整后取 n 5mm? ? 厚的 235QA? 鋼板作封頭,所以塔體壁厚和封頭壁厚均取 n 5mm? ? 。液體攪拌器作為飽和器的一個(gè)組成部分,由供料管和噴嘴組成。查閱文獻(xiàn) [14,15]得知,防酸層可用石油瀝青、油氈紙,耐酸瓷磚等要求砌襯。 輸入熱量 Q入 煤氣帶入的熱量1Q ①干煤氣帶入熱量: 3 4 0 1 3 0 1 .4 6 5 6 4 7 5 3 tk J /h? ? ?t 式中 — 干煤氣比熱容 kmKJ 3/ ; t— 煤氣預(yù)熱 溫度 /℃ ; ②水蒸氣帶入熱量: 1 5 5 5 . 8 4 ( 2 4 9 1 1 . 8 3 4 t ) 3 8 7 5 5 9 7 . 4 4 2 8 5 3 . 4 t k J / h? ? ? ? 15 式中 — 0~80℃ 時(shí)水蒸氣的比熱 ? ?kJ/kg k? ; 2491— 水在 0℃ 的蒸汽熱, kJ/kg ; ③氨帶入的熱量: 3 4 4 . 0 1 2 . 1 0 6 t 7 2 4 . 4 9 tk J /h?? 式中 — 氨的比熱 ? ?kJ/ kg k? ; 煤氣中所含的苯族烴,硫化氫等組分含量少,在飽和器的前后引起的熱量變化甚微,故可忽略不計(jì)。用熱 水洗滌能更好地從結(jié)晶表面去油類雜質(zhì),并能防止離心機(jī)篩網(wǎng)被細(xì)小油珠堵塞。 晶比 晶比系統(tǒng)指懸浮于母液中的硫酸銨結(jié)晶的體積對(duì)母液與結(jié)晶總體積的百分比。 查閱文獻(xiàn) [9]可知,幾種方法的母液循環(huán)量見(jiàn)表 所示 : 表 幾種方法的母液循環(huán) 指標(biāo) 鼓泡型飽和器 噴淋式飽和器 酸洗塔 對(duì)煤氣的液器比 3/(l/m) 2~ 15 6 對(duì)結(jié)晶系統(tǒng)的循環(huán)量 /結(jié)晶抽出(或供給)量 約 8 145 雜質(zhì) 母液中的雜質(zhì)不僅影響硫酸銨晶體的生長(zhǎng)和晶型,而且還使在單位時(shí)間內(nèi)晶體體積總增長(zhǎng)量小于同一時(shí)間內(nèi),在飽和器中形成的硫酸銨量,引起母液的過(guò)飽和程 度增加,這不僅使硫酸銨晶體強(qiáng)度降低,同時(shí)還會(huì)形成大量針狀晶核,迅速充滿溶液中,破壞正常操作。 查閱文獻(xiàn) [8]可知,母液液面上的水蒸氣分壓取決于母液的酸度、硫酸銨的濃度和溫度等因素。但是溫度也不易過(guò)高,溫度過(guò)高時(shí),雖然因母液黏 度降低而增加了硫酸銨分子向晶體表面的擴(kuò)散速率,有利于晶體長(zhǎng)大,但也易因溫度波動(dòng)而形成局部過(guò)飽和程度過(guò)高現(xiàn)象,促使大量晶核形成。否則,除了氨和吡啶的吸收率下降外,還易造成飽和器堵塞。因此要對(duì)這些影響因素有所了解。 煤氣帶入飽和器的煤焦油霧,在飽和器內(nèi)與硫酸作用生成所謂的酸煤焦油,泡沫狀酸煤焦油漂浮在母液面上,并與母液一起流入滿流槽。 飽和器母液中不斷有硫酸銨生成,在硫酸銨含量高于其溶解度時(shí),就析出結(jié)晶,并沉淀于飽和器底部。 飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的方法有鼓泡式飽和器和噴淋式飽和器,鑒于設(shè)計(jì)任務(wù)的要求不是太高,而且鼓泡式飽和器法比較成熟。查閱文獻(xiàn) [4]得知,如氨與酸度為 %的硫酸銨飽和母液相互作用是,其反 應(yīng)熱效應(yīng)如表 所示: 表 氨與母液反應(yīng)熱效應(yīng) 溫度 /℃ 硫酸銨熱效應(yīng) /( J/mol) 240883 245878 249208 用適量的硫酸與氨進(jìn)行反應(yīng)時(shí),生成的是中式鹽,當(dāng)硫酸過(guò)量時(shí),則生成酸式鹽: 3 2 4 4 4N H H S O N H H S O , H 1 6 5 0 1 7 J / m o l? ? ? ? ? ( 12) 隨溶液吸氨量增加,酸式鹽又可轉(zhuǎn)變?yōu)橹惺禁}, 4 4 3 4 4N H H S O N H ( N H ) S O?? ( 13) 溶液中酸式鹽和中式鹽的比例取決于母液中游離硫酸的含量,這種含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示,稱之為酸度。 硫酸銨生產(chǎn)按采用的設(shè)備不同,有飽和器法和酸洗塔法。此法工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,在國(guó)內(nèi)焦化廠已得到廣泛應(yīng)用。 焦?fàn)t生產(chǎn)焦炭的副產(chǎn)品是焦?fàn)t煤氣,現(xiàn)代焦?fàn)t生產(chǎn)工藝殘留于煤氣中的氨,如果直接棄之,不僅造成資源浪費(fèi),也不利于環(huán)境保護(hù)。上述這些都是現(xiàn)代焦化生產(chǎn)遇到困難。 此外,煤氣中的氨在燃燒時(shí)會(huì)生成有毒的、有腐蝕性的氧化氮,氨在粗苯回收中能使油和水形成穩(wěn)定的乳化液,妨礙油水分離。煤在煉焦時(shí),除有 75%左右變成焦炭外,還有 25%左右生成多種化學(xué)產(chǎn)品及煤氣。 半直接法:將焦?fàn)t煤氣首先冷卻至 25~ 35℃ ,經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓后,再經(jīng)電捕焦油器除去煤焦油霧,然后進(jìn)入硫酸銨飽和器內(nèi)與硫酸母液充分接觸生成硫酸銨,同時(shí)將初冷時(shí)生產(chǎn)的剩余氨水進(jìn)行蒸餾,蒸出的氨也通如飽和器,與硫酸接觸,氨被硫酸吸收生成硫酸銨。由于處于負(fù)壓狀態(tài)下的設(shè)備太多,要求設(shè)備性能好,在生產(chǎn)上不夠安全,工業(yè)生產(chǎn)上暫未被采用。查閱文獻(xiàn) [3]可知,氨與硫酸發(fā)生的中和反應(yīng)為: 3 2 4 4 2 42N H H S O ( N H ) S O , H 2 7 5 0
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