【正文】 進(jìn)煤氣預(yù)熱器內(nèi)煤氣溫度 ℃ 45 出煤氣預(yù)熱器內(nèi)煤氣溫度 ℃ 70 加熱蒸汽壓力 (絕熱 ) MPa 加熱蒸汽溫度 ℃ 120 輸入熱量 Q 入 煤氣帶入熱量 Q1 Q 干煤氣 =68435 45= kJ/h 式中 —— 干燥氣化熱 kJ/(m3℃ ) —— 92℃時(shí)水蒸汽的熱焓 kg/㎏ 回流液帶出熱量 q4= kJ/h 冷卻水帶出熱量 q5(水溫由 32℃到 45℃ ) Q2=q3+q4+q5=+q5 由 Q1=Q2 ∴ q5= kJ/h 所需換熱面積 氨氣 ℃ 102 → 98 第 32 頁 水 ℃ 45 ← 32 △ t ℃ 57 66 由《煉焦化學(xué)品回收與加工》中取經(jīng)驗(yàn)值 K=300W/(㎡℃ ) Qc=20890 (5030)= kJ/h Qh=25310 (105t) 式中 —— 105℃時(shí)水的比熱 kJ/(㎏ k) QH2S=68435 45= kJ/h 式中 —— 0～ 80℃水汽平均比熱 kJ/(㎏則 6Q = 50 50 =10840064 KJ/h 化學(xué)反應(yīng)熱 化學(xué)反應(yīng)熱包括中和熱、結(jié)晶熱和稀釋熱 硫酸的中和熱（ 1 Kg K) 氨帶入的熱量 氨Q = 1N = = 式中 氨Q —— 氨帶入的熱量 KJ/h 2． 11—— 氨的比熱 KJ/(Kg 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽 。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。錯(cuò)誤 !未指定書簽。錯(cuò)誤 !未指定書簽。錯(cuò)誤 !未指定書簽。錯(cuò)誤 !未指定書簽。錯(cuò)誤 !未指定書簽。錯(cuò)誤 !未指定書簽。錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 氨汽帶入熱量 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò) 誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。錯(cuò)誤 !未指定書簽。錯(cuò)誤 !未指定書簽。飽 和 器 錯(cuò)誤 !未指定書簽。錯(cuò)誤!未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。錯(cuò)誤!未指定書簽。 2W 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 當(dāng)回收氨與吡啶同時(shí)進(jìn)行時(shí)，由于硫酸吸收氨的反應(yīng)速度快的多，故在飽和器中同時(shí)回收吡啶時(shí)，為保證吡啶的回收率，應(yīng)適當(dāng)加大液封高度，以增加氣液接觸和反應(yīng)時(shí)間。 在中央煤氣管下端裝有煤氣泡沸傘，沿泡沸傘整個(gè)圓周，焊有一定數(shù)量的彎成一定弧度的導(dǎo)向葉片，構(gòu)成了２８個(gè)弧形通道，煤氣均勻的分布，并泡沸穿過母液，同時(shí)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(duì)于晶體的長大是有利的。 在飽和器內(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(jìn)入分離槽，在此再壓入 酸焦油洗滌器。因此，飽和器還起著結(jié)晶設(shè)備的作用。 另外，雜質(zhì)不僅影響晶體的成長和晶形，而且還由于在單位時(shí)間內(nèi)晶體體積的總增長量小于同時(shí)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。 ２）酸度的影響 母液酸度對(duì)硫銨結(jié)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(jié)晶，反之， 則可能使氨和吡啶的吸收不完全。但母液溫度過高時(shí)，硫銨在母液中的溶解度很大，當(dāng)溫度波動(dòng)時(shí)，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。溶液濃度迅速降至Ｈ（飽和點(diǎn)），這樣得到的晶體很小。即在一定的條件下結(jié)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(jié)晶。此外，還會(huì)使飽和器的母液生成泡沫影響安全生產(chǎn)。因而增加了硫銨分子向晶體表面擴(kuò)散的阻力，阻礙了晶體正常的生長。晶核的成長速度和溶液的潔凈程度，溶液的酸 第 5 頁 度以溶質(zhì)由液相向固相的傳質(zhì)速率有關(guān)，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(duì)結(jié)晶的成長速度和晶核均有不利的影響。在飽和器內(nèi)的酸度控制在 12%時(shí)，生成的硫銨產(chǎn)品主要為正鹽當(dāng)酸度升高時(shí)，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(shí)飽和器和母液中同時(shí)存在著正鹽又存在著酸式鹽。 流程選擇 第 4 頁 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。 因此半直接法生產(chǎn)硫銨的工業(yè)等有待進(jìn)一步改進(jìn)，以適應(yīng)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(jìn)，因此工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用較廣。因此，在工業(yè)上 應(yīng)用比較困難，所以此法在工業(yè)上得不到廣泛應(yīng)用，難以推廣。 焦?fàn)t炭化室尺寸： 有效長 l=13280m 有效高 h=4100m 平均寬 b=500m 堆積密度 干?=~ t(干煤 )/3 第 2 頁 １ .緒論 煤炭作為我國的主要能源之一，由于其儲(chǔ)藏量有限，單純作為燃料不僅浪費(fèi)很大，而且會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，隨著現(xiàn)代科技和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展對(duì)煤炭的利用范圍已大大擴(kuò)展，煤炭的綜合利用已被列為我國煤炭行業(yè)的三大支柱。 二、設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)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。 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。因此，此法在工業(yè)上應(yīng)用很少，很難推廣，特別是在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中 第 3 頁 應(yīng)用更少。 （２）結(jié)晶熱１０ .８７ＫＧ／ＭＯＬ，結(jié)晶區(qū)位于硫銨含量較低區(qū)域。 用硫酸吸收煤氣中的氨是快速不可逆的化學(xué)反應(yīng)，所以可在飽和器或酸洗塔內(nèi)，使焦?fàn)t煤氣與適量濃度的硫酸接觸以用來回收煤氣中的氨。通常兩個(gè)過程同時(shí)進(jìn)行的。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。這是因?yàn)槌耸拱焙瓦拎の詹煌耆?，還同時(shí)易使飽和器堵塞，此外，當(dāng)酸度低于 %時(shí)，因母液比重的下降，還易于使泡沫產(chǎn)生，導(dǎo)致操作條件惡化。因此可減少煤氣預(yù)熱器的負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。 晶核形成和其成長取決于溶液的過飽和度，使溶液結(jié)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(jié)晶中的物質(zhì)向晶體表面轉(zhuǎn)移，溶液的過飽和度既為結(jié)晶的推動(dòng)力，推動(dòng)力越大，則結(jié)晶過程速率也越快。因此在實(shí)際生產(chǎn)中為了得到較大顆粒的硫酸銨結(jié)晶，必須使母液處于介穩(wěn)區(qū)和適宜的過飽和度。一般要求進(jìn)入飽和器的煤氣必須預(yù)熱到６０ ７０度。為保持酸度穩(wěn)定，可采用飽和器連續(xù)加酸制度，同時(shí)用水和蒸氣沖洗，以消除飽和器內(nèi)沉積的結(jié)晶。同時(shí)，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(jié)晶。分離出來的母液返回飽和器。 此法的優(yōu)點(diǎn)是能回收焦油，其缺點(diǎn)是氨水帶人母液系統(tǒng)的雜質(zhì)影響硫銨的質(zhì)量。煤氣通過飽和器的阻力主要有侵沒深度所決定。 b= = m3 atG /8 7 7 80 %7124 ???????????? 第 12 頁 令 3 924 ??????? th lbnNG 干? t/h 其為裝煤干煤量，取煤氣發(fā)生量 Mg=360 tNm/3 (干煤 ) 則煤氣發(fā)生量 Q=G? Mg = 360 =53793 hNm/3 式中 —— 焦?fàn)t緊張操作系數(shù) 5) 原始數(shù)據(jù) 裝入濕煤量 htG /15 0%)71/( 9%)71/( ????? 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 ℃時(shí) 1 3Nm 煤 氣 經(jīng) 過 蒸 汽 飽 和 后 水 汽 含 量 g/ 3Nm 《焦化工藝學(xué)》 P82 表 42 6) 計(jì)算根據(jù)煤氣初冷系統(tǒng)中的水平衡，可得剩余氨水 3G t/h 3G = 1G — 2G 式中 1G —— 煤氣帶入集氣管中水量 t/h 2G —— 初冷器后煤氣帶走的水量 t/h 1G =150 7% ＋ 2% = t/h 2G =Q =53793 =1888 Kg/h= t/h 3G = 1G — 2G = t/h 即剩余氨水量 G3= t/h 、熱平衡和結(jié)構(gòu)尺寸的確定 焦?fàn)t干煤裝入量 G? t/h 煤氣發(fā)生量 Mg tNm/3 (干煤 ) 360 氨的產(chǎn)率（揮發(fā)氨） % 初冷器 后煤氣溫度 t ℃ 30 第 13 頁 總氨 N 飽 和 器 N1 煤氣帶入氨 N2 剩余氨水帶入氨 N5 飽和器耗氨 N3 飽和器帶出氨 N4 蒸氨廢水帶出氨 剩余氨水量 3G t/h 蒸氨廢水中含氨量 g/l 剩余氨水中含氨量 g/l 直接用蒸汽量（每蒸餾 1 3m 稀氨水） kg/ 3m 250 分縮器后氨氣溫度 t ℃ 98 飽和器后煤氣含氨量 g/ 3Nm 硫酸濃度 Wt % 98 煉焦煤含水量 % 12 由平衡知 N = N1 ＋ N2 = N3 ＋ N4 ＋ N5 則總氨量 N = G? % = % = t/h = kg/h 剩余氨水帶入氨 N2 = 3G = = kg/h 干餾煤氣帶入氨 N1 = N－ N1=－ = kg/h 干餾煤氣帶出氨 N3 = 360 kg/h 蒸氨廢水帶出氨 L = ＋ = t/h 第 14 頁 N4 = 1000 = kg/h 飽和器耗氨量 N5 = N－ N3－ N4 =－ － = kg/h 由反應(yīng)原理 硫酸吸收氨反映式： 424423 )(2 SONHSOHNH ?? 2 17 98 132 y x 硫氨產(chǎn)量 6 1 7172 1327 3 7 ?? ??x kg/h 硫酸理論耗量 2 0 1172 987 3 7 1 6 ?? ??y kg/h 換算成 98% 硫酸耗量 y? = 溫度的確定 飽和器內(nèi)的水分主要是煤氣和氫氣帶來的。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。錯(cuò)誤!未指定書簽。未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 硫銨產(chǎn)品帶出水 第 15 頁 氨汽帶入水量 由 N2－ N4=（ W2＋ N2－ N4） 10% 得 )(9%10 %)101)(( 422 ??????? NNW kg/h 硫酸帶入水 3W = (198%)= kg/h 洗滌硫銨用水量 (扣除硫銨產(chǎn)品帶出水量 ) W4=6% = kg/h 沖洗水量 Ws=100 kg/h 則帶入飽和器總水量 Wt=W1+W2+W3+W4+WS