【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 洗氨氨混合分離 25~30 4~6 ~ ~寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 直接蒸氨工藝流程簡(jiǎn)介4意圖見(jiàn)圖12 。圖12 直接蒸氨設(shè)計(jì)（65m 3 /h）工藝流程示意圖如圖12 所示，原料氨水與蒸氨廢水換熱至60～68℃后，與用于分解氨水中固定銨的5% 氫氧化鈉溶液一起進(jìn)入蒸氨塔上部，塔底供入直接蒸汽將氨蒸出，氨蒸汽經(jīng)塔頂分凝器冷凝冷卻后，冷凝液作為蒸氨塔的回流，氨汽直接送到硫銨工段或進(jìn)一步冷凝成濃氨水。蒸氨塔底部排出的蒸氨廢水，在與原料氨水換熱后送往生化處理裝置處理或送去洗氨。寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 物料衡算5第二章 物料衡算 數(shù)據(jù)取值和相關(guān)參數(shù)計(jì)算所用到數(shù)據(jù)以下列數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)：剩余氨水量： 65m3/h；直接蒸汽量： 9t/h；剩余氨水含 NH3 量： 4g/L；剩余氨水含 CO2 量： 2g/L；剩余氨水含 H2S 量： 2g/L；加堿量： ；成品氨氣管道壓力： 20kPa。原料氨水入塔溫度： 68℃入塔直接蒸汽溫度： 260℃廢水出塔溫度： 110℃加入堿液溫度： 25℃塔頂溫度： 101℃廢水流量： 70m3/h蒸氨生產(chǎn)相關(guān)參數(shù)如下：F——原料氨水量， kg/hXF——原料氨水中氨的質(zhì)量濃度，%TF——原料氨水溫度，℃J——加堿量, kg/hTJ——進(jìn)堿溫度，℃D成品氨氣產(chǎn)量, kg/hXD成品氨氣含氨質(zhì)量濃度，%TD——成品氨氣溫度， ℃W——廢水量 , kg/hXW——廢水含氨量， %TW——廢水溫度，℃L回流量, kg/hXR回流液含氨質(zhì)量濃度，%V——塔頂蒸汽逸出量，kg/hY1塔頂逸出的氨氣含氨質(zhì)量濃度，%R回流比， R=L/D寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 物料衡算6 原料氨水物料計(jì)算原料氨水含氨量和其它雜質(zhì)量相對(duì)于水可以忽略不計(jì)，取密度為 1000kg/m3 則原料氨水中幾種主要成分的量為 NH3： 654=260kg/h H2S： 652=130kg/hCO2： 652=130kg/h H2O： 651000=65000/h則原料進(jìn)量 FF=260+130+130+65000=65520kg/h則剩余氨水含氨 XF 2601%??? 廢水物料計(jì)算由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果得到平均每小時(shí)廢水量，由于測(cè)量時(shí)是在廢水池中，故測(cè)量溫度為常溫，取此時(shí)廢水密度為 1000kg/m3,則廢水質(zhì)量W=701000=70000kg/h根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果廢水中的含氨量為 %，則每小時(shí)廢水中的氨量為70000%=可以求得氨水中氨氣的蒸出率為： %96??? 成品氨蒸汽物料計(jì)算假設(shè) H2S 和 CO2 全部蒸出，設(shè)水蒸氣的質(zhì)量為 GH2O，則成品氨蒸汽質(zhì)量的組成為：GNH3： 26096%=GH2S： 130kg/hGCO2： 130kg/h 摩爾組成為：nNH3： nH2S： 130/34=寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 物料衡算7nCO2： 130/44=據(jù) 總總 PnNH33?式中： n 總 =nNH3+nH2S+nCO2+nH2O=+nH2O查得成品氨氣中氨的分壓在 101℃時(shí)，P NH3=,成品氨氣管道總壓為20kPa（表壓）,則由表壓=絕壓 大氣壓因此：絕壓= 表壓+大氣壓=+20=??求得： nH2O=換算成質(zhì)量為：GH2O=18=成品氨汽總量 P=+130+130+=氨在成品氨汽中的重量百分濃度為： %9 4NHXpP??總 加堿量物料計(jì)算 由測(cè)量數(shù)據(jù)知加堿量為： 3/h，堿液濃度為 34%，查得稀堿液密度為1100kg/m3，則加堿液量 J J=1100=770kg/h 堿液的濃度為 34%，則其中含堿量為77034%= 蒸汽量物料計(jì)算 蒸汽用量 9t/h=9000kg/h，則 G=9000kg/h寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 物料衡算8 回流比與塔頂氨氣含氨濃度的確定由塔頂氨分縮器作為物料平衡及氨平衡計(jì)算，可得：Vy1=LXR+DXDV=L+DR=L/D由上面三式可推得 ①11??RXyD ②?1表 21 氨在水溶液內(nèi)及液面上蒸汽內(nèi)的含量 [4]（重量%） 蒸汽內(nèi) 溶液內(nèi) 蒸汽內(nèi) 溶液內(nèi) 5 10 11 12 14 由上面二個(gè)式子可見(jiàn)，當(dāng) XD 及 XR 均為已知時(shí)，實(shí)際回流比 R 與塔頂氨汽濃度y1 互為因變數(shù)，必須先確定其中一個(gè)，另一個(gè)就可由公式求得。控制塔頂氨汽濃度 y1 等于或略大于與 XD 達(dá)成平衡的 y1 值后，即可依式(1)求得回流比 R。前已知 XD=%，查表 21 可得 XR=%，XF=%，查表 21，可查得與 XF 達(dá)成平衡的氣相濃度 YF=%。設(shè) y1 稍大于 Y，取為 %，代入式（2）得R= 則回流量L=RD==寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 物料衡算9 塔頂逸出蒸汽量V=L+D=+=則塔頂組成 NH3： H2S： 130kg/hCO2： 130kg/h H2O： 回流組成 NH3： %=H2O： 總物料平衡計(jì)算由蒸氨塔物料平衡，進(jìn)料有原料氨水、蒸汽、堿，出料有廢水、塔頂蒸汽，以及少量的焦油瀝青（量很少，可以忽略不計(jì)） ，則有進(jìn)料總量為：F+G+J+L=65520+9000+770+= 　 出料總量為：W+V=70000+= 系統(tǒng)水平衡計(jì)算原料帶入的水量為 65000kg/h 加堿帶入的水量770（1－34%）= 直接蒸汽帶入的水量為 9000kg/h 總?cè)胨縈 入 =65000++9000= 廢水中含水量70000－= 產(chǎn)品氨的含水量－=總出水量M 出 =+=寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 熱量衡算10第三章 熱量衡算 輸入的熱量計(jì)算 進(jìn)塔氨水帶入熱量（入塔溫度為 68℃）Q1=6552068=式中 ——68℃原料氨水的比熱， kJ/kg℃進(jìn)塔直接蒸汽（260℃）帶入的熱量Q2=90002796=25164000kJ/h 式中 2796——260℃水蒸汽焓值，kJ/kg加堿（25℃）帶入的熱量Q3=77025=80465（ kJ/h） 式中 ——25℃堿液的比熱容， kJ/kg℃回流帶入的熱量412=式中 412——回流液在 98℃的焓值 [5]。 輸出的熱量計(jì)算塔頂蒸汽帶走的熱量（出塔溫度 101℃）水蒸氣(374K) 帶走的熱量： 374=氨氣帶走的熱量： 374=式中 ——氨氣的比熱 kJ/，硫化氫和二氧化碳帶走的熱量（+）374=36782kJ/h式中： 、 分別為硫化氫和二氧化碳的比熱，kJ/Q 總 =++36782=廢水帶走的熱量（出塔溫度 110℃）Q2=70000450=31500000kJ/h式中 450——水在 110℃時(shí)的焓值化學(xué)反應(yīng)熱碳酸銨的分解熱量q1=1301017=132210kJ/h式中： 1017——每分解出一千克二氧化碳的所需熱量，kJ/kg硫化銨的分解熱量q2=130762=99060kJ/h寧夏大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 熱量衡算11式中： 762——每分解出一千克硫化氫的所需熱量，kJ/kg氨、硫化氫和二氧化碳從溶液析出所需熱量q3=2054+130（583+532 ）=式中： 20558532 分別為氨、硫化氫、二氧化碳溶液中析出所需熱量 [5]，kJ/kgQ 化 = q1+ q2 ＋q 3=132210+99060+=散熱損失（取為直接蒸汽供給熱量的 1%）Q 散 =167760001%=167760kJ/h由上可得Q 出 =+31500000++167760=Q 入 =+25164000+80465+= 結(jié)果分析 物料平衡分析物料平衡有上面求得的數(shù)據(jù)可知，總進(jìn)料量為 ，總出料量為 kg/h，則誤差 %.19???? 誤差小于 2%，所以計(jì)算結(jié)果在置信區(qū)間之內(nèi)，總進(jìn)料量略大于出料量，可能由于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)取值以及儀表存在一定的誤差。還有塔底排油也會(huì)帶走一定的量，由于排油量為每周約 3m3，所以排量比較小，可以忽略不計(jì)。 回流分析 蒸氨塔的分縮器處于塔頂，塔相對(duì)高 由于循環(huán)水壓力有限，以至不能到達(dá)分縮器中，所以本塔的分縮器上水量偏小，塔頂回流量不足，實(shí)際操作回流比僅 ，由于回流偏小，從而造成本塔水分大量蒸發(fā)出塔，使得氨的蒸出率不高。處理每立方