【文章內(nèi)容簡介】 10 衡偏移系數(shù)來確定。 飽和器內(nèi)母液的最低溫度，是根據(jù)飽和器母液面上的水蒸汽分 壓PL 和母液面上煤氣中的水蒸汽分壓 Pg 的大小關系來確定。 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，可按下式計算（出自《煉焦化學產(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 當母液中硫銨總含量為 46%，可得相應的υ = g/100g母液，s= g/100g 母液。（出自《煉焦化學產(chǎn)品回收與加工》） 則 PL=P0（ 1－ － ） mmHg= P0 P0 與母液溫度有關，此最低溫度應使 PL=Pg，則求得： P0=PL/=Pg/=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。 實際上飽和器母液溫度應比最低高，因母液內(nèi)水的蒸發(fā)需要蒸發(fā)推動力，即△ P=PL－ Pg。此外，還由于煤氣在飽和器中停留時間短，不可能達到平衡。所以實際上母液面上的水蒸氣分壓： PL=K Pg 式中 K—— 平 衡偏離系數(shù)，其值約為 ～ 當 K= 時，則 PL= Pg= = mmHg 查飽和水蒸汽表得其溫度為 52℃，此即飽和器母液的適宜溫度，此值是符合生產(chǎn)實際情況的。 實際操作中，吡啶裝置不生產(chǎn)時，母液溫度為 5055℃，生產(chǎn)時，課程設計說明書 11 母液溫度為 5560℃ 。 飽和器內(nèi)的熱平衡： 為了確定是否需要向飽和器補充熱量和煤氣的預熱溫度，必須對飽和器進行熱量平衡計算（假設吡啶未生產(chǎn)）。 輸入熱量： 、煤氣帶入的熱量 Q1： ① 干煤氣帶入的熱量 31878 = 式中 29601—— 煤氣發(fā)生量（ Nm3/h） —— 干煤氣比熱（ kcal/m3℃） t—— 煤氣預熱溫度 ② 水汽帶入的熱量（煤氣中的水分）： （ 595＋ ） =＋ kcal/h 式中 —— 水煤氣中帶入的水量（㎏ /h） —— 水汽比熱（ kcal/㎏℃） 595—— 水在 0℃時的蒸發(fā)熱（ kcal/㎏） t—— 煤 氣預熱溫度（℃） ③ 氨帶入的熱量： = kcal/h 式中 —— 進飽和器的煤氣含氨量（㎏ /h） —— 氨的比熱（ kcal/kg℃） t—— 煤氣預熱溫度（℃） 煤氣中的苯族烴、硫化氫及其它組分，在飽和器雖未被吸收，但由于含量少，在飽和器前后引起的熱量變化甚微，可忽略不記。至于課程設計說明書 12 吡啶堿類，由于吡啶裝置未生產(chǎn)，在飽和器內(nèi)吸收的極少，也不予考慮。 則煤氣帶入飽和器的總熱量以上 3 項之和，即： Q1=＋（ ＋ ）＋ =＋ kcal/h 、硫酸帶入的熱量 Q2： Q2= 20= kcal/h 式中 —— 硫酸消耗量（㎏ /h） —— 濃度為 %硫酸的比熱（ kcal/kg℃ ） 20—— 硫酸的溫度（℃） 洗滌水帶入的熱量（包括洗滌結(jié)晶和沖洗設備的水） Q3： Q3=（ 200＋ ） 60=15434 kcal/h 式中 200—— 沖洗設備的平均水 量（㎏ /h） —— 洗滌硫銨結(jié)晶的水量（㎏ /h） —— 60℃水的比熱（ kcal/kg℃） 60—— 洗滌水溫度（℃） 、結(jié)晶槽回流母液帶入的熱量 Q4： 回流母液溫度約低于飽和器內(nèi)溫度 9～ 10℃，可取 45℃，回流母液量為硫銨產(chǎn)量的 10 倍，則 Q4= 10 45= kcal/h 式中 —— 硫銨產(chǎn)量（㎏ /h） —— 母液的比熱（ kcal/㎏℃） 、循環(huán)母液帶入的熱量 Q5： 循環(huán)母液量取硫銨產(chǎn)量的 60倍，其溫度約低于飽和器內(nèi) 溫度 5～課程設計說明書 13 7℃，可取為 50℃，則 Q5= 60 50= kcal/h 式中 —— 硫銨產(chǎn)量（㎏ /h） —— 母液的比熱（ kcal/㎏℃） 、化學反應熱 Q6： 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=－（ 2 11000＋ ） =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= =18971 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*： 設飽和器后煤氣溫度為 55℃，則 ① 干煤氣帶出的熱量 105（ 1－ 8%） 330 55=613652 kcal/h 課程設計說明書 14 式中 105—— 焦爐濕煤裝入量（ 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℃） ② 水汽帶出的熱量 （ 595＋ 55） = kcal/h 式中 —— 輸出煤氣的總含 水量（ kg/h） 595—— 水在 0℃時的蒸發(fā)熱（ kcal/㎏） —— 水汽比熱（ kcal/㎏℃） Q1*=613652＋ = kcal/h 、結(jié)晶母液帶出的熱量 Q2*： 設結(jié)晶母液溫度為 55℃ Q2*=（ 1＋ 10） 55= kcal/h 式中 —— 硫銨產(chǎn)量（㎏ /h） 10—— 結(jié)晶母液中水與硫銨的質(zhì)量比 —— 結(jié)晶母液的比熱（ kcal/㎏℃） 、循環(huán)母液帶 出的熱量 Q3*： 設循環(huán)母液溫度為 55℃ Q3*= 60 55= kcal/h 式中 —— 硫銨產(chǎn)量（㎏ /h） 60—— 循環(huán)母液與硫銨的質(zhì)量比 —— 結(jié)晶母液的比熱（ kcal/㎏℃） 、飽和器散失的熱量 Q4*： 設其相當于循環(huán)母液熱損失的 25%。循環(huán)母液溫度在循環(huán)過程中課程設計說明書 15 降低 5℃，則 Q4*= 60 5 25%= kcal/h 式中 —— 硫銨產(chǎn)量（㎏ /h） 60—— 循環(huán)母液與硫銨的質(zhì)量比 —— 結(jié)晶母液的比熱（ kcal/㎏℃） 5℃ —— 進入相比降低 5℃ 輸出熱量 Q出總計為： Q 出 = Q1*＋ Q2 *＋ Q3*＋ Q4* = kcal/h 飽和器的熱平衡，列表如下： 根據(jù)熱平衡關系，則 Q入 = Q 出 += t=70℃ 與我們廠操作溫度比較接近。 硫銨工段的設備計算及選型 輸 入 輸 出 項 目 Q1 + 項 目 Q1* Q2 Q2* Q3 15434 Q3* Q4 Q4* Q5 Q6 合 計 + 合 計 課程設計說明書 16 設備選用原則 飽和器機組設置備機，備用率 10%～ 100%。 飽和器內(nèi)的泡沸傘分左、右兩種導流形式，應根據(jù)回流母液在器內(nèi)有較長的流動路 線而定。 滿流槽內(nèi)液封的高度應大于鼓風機全壓。 為了維持生產(chǎn)及檢修飽和器，設置兩個母液貯槽。 除酸器宜用旋流板除酸器，也可選用旋風除酸器。 硫銨結(jié)晶槽應采用選擇分離式，也可用重力沉降式。 硫銨結(jié)晶的分離應采用耐腐蝕的連續(xù)離心機，并設置備機。 硫銨干燥宜采用沸騰干燥器。 預熱器宜采用立式，以利于焦油流動。 應設置除塵、粉塵捕集裝置。 飽和器 飽和器是硫銨工段的主體設備，大型焦化常用 的是外部除酸式飽和器。對飽和器的計算 主要是針對一定的煤氣處理量確定其直徑。 原始數(shù)據(jù)： 煤氣流量 Nm3/h 31878 飽和器前煤氣壓力 mmH2O 1800 飽和器阻力 mmH2O 600 預熱器后煤氣溫度 ℃ 67 飽和器后煤氣露點溫度 ℃ 45 飽和器煤氣溫度 ℃ 55 初冷器后煤氣溫度 ℃ 30 課程設計說明書 17 、預熱器后煤氣實際體積 31878 760/[760＋ 1800/]（ 273＋ 70） /（ 273＋30） =35590m3/h 式中 31878—— 煤氣流量（ Nm3/h） —— 1Nm3 煤氣在 30℃時水汽飽和后的體積。 760—— 1 標準大氣壓的毫米汞柱 1800—— 飽和器前煤氣壓力（ mmH2O） —— 毫米汞柱與毫米水柱的換算系數(shù) 273—— 冰水混合物的絕對溫度（ K） 70—— 預熱器后煤氣溫度（℃） 30—— 初冷器后煤氣溫度（℃） 、中央煤氣管斷面積 取中央煤氣管道內(nèi)煤氣流速 ，則其斷面為： 31878/3600/= 、飽和器后煤氣的實際體積 ： 31878 760/[760＋ 1200/]（ 273＋ 55） /（ 273＋45） =37886 m3/h 式中 —— 1Nm3 煤氣在 35℃水汽飽和后的體積。 1200—— 飽和器后煤氣表壓（ mmH2O） 55—— 飽和器煤氣溫度（℃） 45—— 飽和器后煤氣露點溫度（℃） 、飽和器內(nèi)環(huán)形截面積 取飽和器內(nèi)環(huán)形截面上煤氣流速為 m/s。 37886/（ 3600 ） = m2