【正文】 Qh 即 =25310 (105t) 可得 t=℃ 熱流體 ℃ 108 → 冷流體 ℃ 50 ← 30 △ t ℃ 55 △ tm= 2 ? =℃ 擬用螺旋板式換熱器 ,取其傳熱系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值為 600W/㎡℃ ) q= 1500 )5098( ??? = L? =L+qF=+ 20890= ㎏ /h V? =V+(q1)F=+ 20890=5676 ㎏ /h 21)(PvPlVhLh = 21)( ? = 塔板間距取 450㎜，板上液層高度取 則 HThL= 查《化工原理》天大版下冊(cè) P160 史密斯關(guān)系圖得 C20= 校正 C=C20 )(? = )( = ∴ Umax=C PvPvPl? = ? = m/s 通常取 U=～ 現(xiàn)取安全系數(shù) 則 U= = m/s 則 D= = 56764 ??? = m 圓整取 D=1800 mm 塔截面面積 AT= D = ? =㎡ 塔高計(jì)算 該塔有效高度 Z=(N1) HT=(161) = m 塔頂輔助高度取 1m 塔底輔助高度取 (塔底最后一塊塔板到塔底封頭切線的距離 ) 塔底裙座高度取 2 m 第 31 頁(yè) 人孔 ,人孔的設(shè)計(jì)應(yīng)便于進(jìn)入任何一層塔板 ,但 設(shè)置過(guò)多會(huì)使制造時(shí)塔體彎曲度難以達(dá)到要求 ,所以本塔設(shè)置一個(gè)人孔 ,位置在自上面算起第 8塊塔板處 ,此處塔板間距設(shè)計(jì)為 600㎜ ,另外 ,塔裙處應(yīng)設(shè)計(jì)兩個(gè)人孔直徑為 450㎜ . 綜 上 該 塔 實(shí) 際 高 度 H=+1++2+()= m 物料平衡 進(jìn)入物料 由蒸氨塔帶來(lái)的氨氣 V= ㎏ /h 含氨量 ㎏ /h 輸出物料 出分凝器濃氨水 D= ㎏ /h 含氨量 10%= ㎏ /h 分凝器至蒸氨塔的回流 L= ㎏ /h 含氨量 %= ㎏ /h 熱平衡 輸入熱量 Q1 塔頂氨蒸汽帶入熱量 q1= kJ/h 回 流 液 中 氨 的 溶 解 熱 q2= 491 =55174 kJ/h Q1=q1+q2= kJ/h 輸出熱量 Q2 成品濃氨水帶出熱量 Q3=( 98)+() = kJ/h 式中 —— 98℃時(shí)氨的比熱 kJ/(㎏ h) = kg/(m3 K) 回流母液帶入的熱量 回流母液帶入的熱量即結(jié)晶槽和離心機(jī)返回母液帶入的熱量，回流母液溫度應(yīng)不低于飽和器內(nèi)溫度10℃左右。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 6Q 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 煤氣帶入熱量 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤!未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤!未指定書(shū)簽。煤氣帶出水 Wt 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。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： 輸入方 輸出方 煤氣帶入水量 1W = 360 = kg/h 4W 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。泡沸傘可用硬鉛（８５％鉛和１５％合金）澆鑄，也有用鎳鉻鈦不銹鋼制成。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１ ５為常用的外部除酸式。 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。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４０－５０％。 ３）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。 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６中的水汽分壓的１ .３～１ .５倍，與此相應(yīng)的母液溫度即為母液的適宜溫度。但飽和器內(nèi)母液溫度的高低，是取決于飽和器的水平衡。圖中ＡＢ線與普通溶解度曲線，ＣＤ線為超溶解度曲線，ＡＢ與ＣＤ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。 權(quán)衡上述利弊，本設(shè)計(jì)所用 的硫酸的濃度為７８％，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。 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 98%的接觸法硫酸； 第 6 頁(yè) ３ .少量使用精苯的再生酸摻入到新酸中。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?yōu)橛心z結(jié)趨勢(shì)的細(xì)長(zhǎng)六角形棱柱形，甚至變形針狀。反之，則得到大粒結(jié)晶。 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。 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。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。飽和器法有分直接法和半直接法。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。 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 年平均氣溫 14度 極端最高氣溫 極端最低氣溫 平均相對(duì)濕度 71% 年降水量 年降水天數(shù) 最大積雪厚度 25厘米 平均風(fēng)速 /秒 最大風(fēng)速及風(fēng)向 16WSW 最多風(fēng)向及頻率 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。 直接法 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。 （ 2）結(jié)晶顆粒較小。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。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。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。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。 其中塔式酸 一般含有鉛、砷及氮的氧化物等雜質(zhì)。 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。若濃度為Ｅ的未加晶種的溶液冷至Ｆ，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Ｆ到冷到Ｇ，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。母液溫度過(guò)高過(guò)低都不利于晶體的成長(zhǎng)。母液酸度、溫度與母液液面上的水蒸氣的關(guān)系見(jiàn)圖１ ２。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。 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６５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，然后送往粗笨車(chē)間，在飽和器后煤氣的含氨量一般要求低于３０ mg/標(biāo) m3。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。 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。近幾年來(lái)，有用石棉酚酞玻璃鋼制作的。 1W 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 5W 錯(cuò)誤!未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。煤氣帶入水錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤!未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤!未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。?4Q 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 1Q 第 17 頁(yè) 輸入熱量 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。一般為 45℃，回流母液量為硫銨產(chǎn)量的 第 19 頁(yè) 10 倍，則 5Q = 45 10 = KJ/h 式中 —— 45℃時(shí)母液的比熱 KJ/(Kg s) 將重量換算成線速度 V0=G/Pg= 在沸騰干燥器內(nèi)氣 流實(shí)際操作速度 ,根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐 ,可取最底流態(tài)化速度 V0 的 10 倍 ,即 V=10V0=10 = m/s 干燥器內(nèi)平均操作溫度及壓力下濕空氣體積計(jì)算如下 干燥器處理負(fù)荷 24/25= kg/h 原料含水量 %2%21 ?? = kg/h 干燥器后殘留在硫銨中的水量為 %% ?? = kg/h 需蒸發(fā)水分為 = kg/h 干燥器每處理 1t 硫銨 (干基 )需溫度 50℃ ,相對(duì)濕度 84%的干空氣 1900 kg, 則濕空氣體積為 : 第 25 頁(yè) 35001 0 1 3 2 51 0 1 3 2 527327318 2 701 4 0)( ??? ????? ? = m3/h 所需干燥器沸騰床面積 F= ? = ㎡ 根據(jù)《焦化設(shè)計(jì)參考資料》選用 DN1740 ㎜定型沸騰干燥器一臺(tái) ,沸騰床面積 ㎡ 進(jìn)煤氣預(yù)熱器內(nèi)煤氣氣量 Nm3/h 68435