【正文】 速度應比進口流量小2/7～3/8 WP=27(12/7)= m/s 此時氣流過長度為 L=WPT== m 煤氣回轉(zhuǎn)數(shù)為: n== m m/s時則煤氣通路高度為 h== m所以,出口管在器內(nèi)部分高度為: H=hn== m根據(jù)以上計算,選用除酸器尺寸如下: 外殼 (㎜) D=3520 H=4500 內(nèi)殼 (㎜) D=2200 H=3800本設計采用噴淋式飽和器,不用除酸器,此處僅做計算. H型臥式活塞離心機,用于分離固體顆?！?㎜,固體重量≥30%的結晶塊狀懸浮液,該機加料分離洗滌等操作同時連續(xù)進行,濾渣由一個反復運動的活塞推動脈動地推送出去,這種離心機只有處理量 t單位產(chǎn)量耗電力有關,已大量應用化肥化工等工業(yè)部門,尤其是用在NH4HCO(NH)2SO4和尿素的生產(chǎn)上,要求處理能力: X24/15=24/15= kg/h= t/h 根據(jù)《化工設計手冊》選用臥式活塞推料離心機，型號為WH800BN，其主要參數(shù)： 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑長度 800400㎜ 轉(zhuǎn)速 700 r/min 推料次數(shù) 0～30次/min 推料行程 40 ㎜ 生產(chǎn)能力 ～6 t/h 分離因數(shù) 219 外形尺寸 長寬高 227016001400㎜ 電動機： 主電動機 Y180M—4B3 功率: 油泵 Y160L—6——V1功率: 11KW 硫銨產(chǎn)量(干基) kg/h 每日操作時間 15 h 給料不均勻系數(shù) 進干燥器硫銨含水量 2% 出干燥器硫銨含水量 % 進干燥器硫銨溫度 15℃ 出干燥器硫銨溫度 68℃ 大氣溫度 50℃ 大氣相對濕度 84% 出干燥器空氣溫度 70℃ 熱風器后空氣溫度 140℃ 通過沸騰層空氣平均壓力 3500pa G=510d kg/(ha) 氨帶入的熱量=（N2N4）98 =(－)98 = KJ/h式中 ——98℃時氨的比熱 KJ/(Kgb== m3令 t/h其為裝煤干煤量，取煤氣發(fā)生量Mg=360(干煤)則煤氣發(fā)生量Q=Mg =360 =53793 式中 ——焦爐緊張操作系數(shù)1) 原始數(shù)據(jù) 裝入濕煤量 配煤水分 7% 化合水 2% 煤氣發(fā)生量 360(干煤) 煤氣初冷器后煤氣溫度 30℃ 30℃煤氣通過飽和器的阻力主要有侵沒深度所決定。　　此法的優(yōu)點是能回收焦油，其缺點是氨水帶人母液系統(tǒng)的雜質(zhì)影響硫銨的質(zhì)量。分離出來的母液返回飽和器。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，加大母液循環(huán)也有利于制取大顆粒的硫銨結晶。為保持酸度穩(wěn)定，可采用飽和器連續(xù)加酸制度，同時用水和蒸氣沖洗，以消除飽和器內(nèi)沉積的結晶。一般要求進入飽和器的煤氣必須預熱到６０７０度。因此在實際生產(chǎn)中為了得到較大顆粒的硫酸銨結晶，必須使母液處于介穩(wěn)區(qū)和適宜的過飽和度。　　晶核形成和其成長取決于溶液的過飽和度，使溶液結晶中的物質(zhì)的濃度維持在過飽和狀態(tài)，以便在溶液和晶體表面之間建立濃度差，使溶液中的結晶中的物質(zhì)向晶體表面轉(zhuǎn)移，溶液的過飽和度既為結晶的推動力，推動力越大，則結晶過程速率也越快。因此可減少煤氣預熱器的負荷等優(yōu)點。這是因為除了使氨和吡啶吸收不完全外，還同時易使飽和器堵塞，此外，%時，因母液比重的下降，還易于使泡沫產(chǎn)生，導致操作條件惡化。由于晶體各棱面的平均生長速度比晶體沿生長長向速度增長的速度較快，溫度的提高還有助于降低晶體的長寬比和形成較好的晶形。通常兩個過程同時進行的。 用硫酸吸收煤氣中的氨是快速不可逆的化學反應，所以可在飽和器或酸洗塔內(nèi)，使焦爐煤氣與適量濃度的硫酸接觸以用來回收煤氣中的氨。?。ǎ玻停希?，結晶區(qū)位于硫銨含量較低區(qū)域。因此，此法在工業(yè)上應用很少，很難推廣，特別是在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中應用更少。 硫銨的生產(chǎn)不僅達到了除去煤氣中氨的目的，而且硫銨作為化肥應用于農(nóng)業(yè)中可以提高農(nóng)作物的單位面積產(chǎn)量，對農(nóng)業(yè)的發(fā)展起著重要作用。二、設計的基礎資料 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。焦爐炭化室尺寸： 有效長 l=13280m 有效高 h=4100m 平均寬 b=500m堆積密度 =~ t(干煤)/ 煤炭作為我國的主要能源之一，由于其儲藏量有限，單純作為燃料不僅浪費很大，而且會造成嚴重的環(huán)境污染，隨著現(xiàn)代科技和化學工業(yè)的發(fā)展對煤炭的利用范圍已大大擴展，煤炭的綜合利用已被列為我國煤炭行業(yè)的三大支柱。因此，在工業(yè)上應用比較困難，所以此法在工業(yè)上得不到廣泛應用，難以推廣。因此半直接法生產(chǎn)硫銨的工業(yè)等有待進一步改進，以適應現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要，盡管如此，由于它的生產(chǎn)工藝管理等方面均較直接法和間接法先進，因此工業(yè)生產(chǎn)上應用較廣。 1. 流程選擇 目前，我國大部分焦化廠均用飽和器法生產(chǎn)硫酸銨，來回收煤氣中的氨。在飽和器內(nèi)的酸度控制在12%時，生成的硫銨產(chǎn)品主要為正鹽當酸度升高時，隨酸度的提高而酸式鹽含量則提高，飽和器內(nèi)酸度控制（指母液的酸度）在48%時飽和器和母液中同時存在著正鹽又存在著酸式鹽。晶核的成長速度和溶液的潔凈程度，溶液的酸度以溶質(zhì)由液相向固相的傳質(zhì)速率有關，在純凈的母液中，硫銨晶體的生長速度最快，母液中的可溶性雜質(zhì)對結晶的成長速度和晶核均有不利的影響。因而增加了硫銨分子向晶體表面擴散的阻力，阻礙了晶體正常的生長。此外，還會使飽和器的母液生成泡沫影響安全生產(chǎn)。即在一定的條件下結晶，若晶核形成的速率大于晶體成長的速率，得到的是小粒結晶。溶液濃度迅速降至Ｈ（飽和點），這樣得到的晶體很小。但母液溫度過高時，硫銨在母液中的溶解度很大，當溫度波動時，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?！　。玻┧岫鹊挠绊憽　∧敢核岫葘α蜾@結晶影響較大，酸度過大使溶解在母液中的硫銨數(shù)量增加，難以獲得大顆粒結晶，反之，則可能使氨和吡啶的吸收不完全?！　×硗?，雜質(zhì)不僅影響晶體的成長和晶形，而且還由于在單位時間內(nèi)晶體體積的總增長量小于同時間內(nèi)在飽和器中形成的硫銨量，因而使母液的過飽和程度增加。因此，飽和器還起著結晶設備的作用?！　≡陲柡推鲀?nèi)生產(chǎn)的酸焦油可用氨水中和法回收，由滿流槽溢出來的酸焦油和母液進入分離槽，在此再壓入酸焦油洗滌器?！　≡谥醒朊簹夤芟露搜b有煤氣泡沸傘，沿泡沸傘整個圓周，焊有一定數(shù)量的彎成一定弧度的導向葉片，構成了２８個弧形通道，煤氣均勻的分布，并泡沸穿過母液，同時還促使飽和器中的上層母液劇烈地旋轉(zhuǎn)，從而使母液中的硫酸銨晶體保持一定的懸浮狀態(tài)，這對于晶體的長大是有利的?！　‘敾厥瞻迸c吡啶同時進行時，由于硫酸吸收氨的反應速度快的多，故在飽和器中同時回收吡啶時，為保證吡啶的回收率，應適當加大液封高度，以增加氣液接觸和反應時間。K)c) 氨帶入的熱量 ===式中 ——氨帶入的熱量 KJ/h 2．11——氨的比熱 KJ/(Kg則=5050=10840064 KJ/hg) 化學反應熱化學反應熱包括中和熱、結晶熱和稀釋熱1. 硫酸的中和熱（1 Kgk)QH2S=6843545= kJ/h式中 ——0～80℃水汽平均比熱 kJ/(㎏℃) Qc=20890(5030)= kJ/h Qh=25310(105t)式中 ——105℃時水的比熱 kJ/(㎏４）酸庫一般單獨設置，其泵房布置在靠近硫酸高位槽的廠房一側(cè)。８）除酸器的安裝高度應使其錐底能順暢自流入滿流槽設置內(nèi)的小于液封槽中，液封槽中的液面高度應小于鼓風機的全壓。１）蒸氨塔位置應靠近樓體?！　×蜾@工段布置在冷凝鼓風工段之后，粗笨工段之前，工段前后，左右都靠近廠內(nèi)公路，給產(chǎn)品和原料運輸提供方便。這些由車間統(tǒng)一安排。（2） 負責人崗位儀表的維修和保養(yǎng)。4． 沸騰干燥器工（1） 負責沸騰干燥器、螺旋給料機、鼓風機、引風機操作。（4） 。 本工段所屬的回收車間設立維修車間。1) 標準及非標準的設備價格參考有關資料及當前接個做出估計2) %計算3) 工藝管道按照材料費的220%計算4) 管材料按當前市場計，考慮物價上漲等因素，煤氣管道按原材料的價格就地加工計算5) 設備安裝費按購買價格的20%計算6) 工具費按購置設備費的1%計算7) 施工管理費按設備施工費的5%計算8) %計算9) 建筑工程費只包括主要建筑，基礎建筑包括在設備安裝費中10) 不可預見費用以工程費用的5%計算(一) 建筑工程費用表91名稱面積/㎡單價（元/m2）總價（萬元）242=360650 242=360 550硫銨倉庫2415=360 500酸地下槽1312=156 450一層平面4422=968 300 總計2204(二) 設備購置費1) 標準設備的價格表92名稱規(guī)格單價（元/臺）數(shù)量總計（萬元）大循環(huán)泵100FZ4060004小循環(huán)泵3/2C—AH40002結晶泵65F—2538004廢水泵65F—2538002液下泵—3A35001 煤氣閥DN900120005 6離心機WH800BN1000002 20硫酸泵IH503215045002通風機65001 引風機65001 總計 2) 非標準設備價格非標準設備的估價是以設備主要材料的總重量為基準，按材料重要的制造價為指標，兩者之積即為價格。具體送到硫銨工段由焦化廠統(tǒng)一安排。一層樓房的高度應根據(jù)硫銨貯斗距地面的高度，根據(jù)包裝。5． 包裝工（1） 負責硫銨成品的過濾，包裝工作。2． 泵工（1） 負責本工段的各個泵的正常運轉(zhuǎn)，并與飽和器工密切配合，保持滿流槽液面無焦油大塊。補缺人員占生產(chǎn)人員的5%。　　本設計中結晶槽設在四層，離心機設在三層，干燥器設在二層，另外各層還有其他相應設備、設施。１）檢修飽和器機組設置電動或手動橋式吊車，在飽和器一側(cè)應留有能放下一套飽和器機組的檢修用地，當采用坦克吊作為起吊實施時，除建筑固定車道外，尚需根據(jù)坦克吊其回轉(zhuǎn)臂在起吊最大部分時所需作業(yè)區(qū)大小在飽和器機組附近留有足夠的作業(yè)廠地。１０）飽和器加酸視鏡應布置在操作室內(nèi)靠近飽和器一側(cè)的墻上或室外平臺上，加酸視鏡安裝高度應保證在大加酸時硫酸呈細流通過加酸視鏡，然后自流進入飽和器內(nèi)。２）飽和器中心距離一般不小于下列數(shù)據(jù)：　?。模危叮玻担帮柡推?，　?。保裁?；　?。模危矗担埃帮柡推?，　　　９米；　　ＤＮ３０００飽和器，　　?。访住！? 則其換熱面積 F=== ㎡ V=20890/= m3/h 式中 992,2——30～50℃時水的密度 ㎏/m3 根據(jù)《化工工藝設計手冊》第二版選用螺旋板式換熱器,其具體參數(shù) PN≤ FN=15㎡ DN=900㎜ b=14㎜ δ=4㎜ H= F=㎡ V=㎜ Lt= f=㎜ d=300㎜ 旋風分離器計算選型1) 出沸騰干燥器氣體溫度 70℃2) 計算氣體流量= m3/h3) 根據(jù)設計定額,要求進入旋風分離器的尾氣速度不小于 20m/s 本設計取 23m/s則所需截面面積為 F== m4) 設入口為矩形,邊長為a,b 且a=2b 則 ab=2b= ∴b= m a= m5) 筒體直徑 DO=2a=2= m6) 筒體高 H1=2DO=2= m7) 全高 H=4DO=4= m8) 出口管直徑 D1=DO/2=a= m9) 根據(jù)《化工工藝設計手冊》(化學出版社)選用CLK—