【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 100合 計(jì)100 飽和器內(nèi)水的平衡及母液溫度的確定： 飽和器內(nèi)的水分主要是煤氣和硫酸帶來的水分，以及離心機(jī)、飽和器和除酸器的洗滌水等。為了保持飽和器的水平衡，防止母液被稀釋，破壞正常操作，這些水分應(yīng)全部呈蒸汽狀態(tài)被煤氣帶走。 、帶入飽和器的總水量： ①煤氣帶入的水量： 式中 31878——煤氣發(fā)生量（Nm3/h） ——30℃時(shí)，煤氣中飽和水蒸汽含量（g/ Nm3）。 ②硫酸帶入的水量：（1－%）=㎏/h 式中 ——硫酸消耗量（㎏/h） %——硫酸濃度 ③洗滌硫銨的水量：取硫銨重量的8%，而出離心機(jī)的硫銨帶相當(dāng)硫銨量2%的水分，故帶入的洗滌水量為：式中 ——硫銨產(chǎn)量（㎏/h）④沖洗飽和器和除酸器帶入的水量：飽和器的酸洗和水洗是定期進(jìn)行的，可取洗水量為平均200㎏/h。則帶入飽和器的總水量為以上四項(xiàng)的總和，即：+++200=㎏/h 、飽和器出口煤氣中的水蒸氣分壓Pg： 帶入飽和器的總水量，均應(yīng)有煤氣帶走，則由飽和器出去的每標(biāo)方煤氣應(yīng)帶走的水量為： 式中 31878——煤氣發(fā)生量（Nm3/h） 相應(yīng)的每標(biāo)方煤氣中水汽的體積為： 式中 18——水的摩爾質(zhì)量（g/mol） 則：1 Nm3混合氣體中所另外攜帶的水汽所占的體積百分比為： 取飽和器后煤氣表壓為1200mmH2O，則絕對(duì)壓力為： 760＋1200/=848mmHg 式中 760——1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的毫米汞柱 ——毫米汞柱與毫米水柱的換算系數(shù) 則混合氣體中水蒸氣分壓Pg： Pg=848%= 、飽和器內(nèi)母液適宜溫度的確定：飽和器內(nèi)母液的適宜溫度，可按飽和器內(nèi)母液的最低溫度乘以平衡偏移系數(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(guān)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(jì)算（出自《煉焦化學(xué)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(dāng)母液中硫銨總含量為46%，可得相應(yīng)的υ= g/100g母液，s= g/100g母液。（出自《煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工》） 則PL=P0（1－－）mmHg= P0P0與母液溫度有關(guān)，此最低溫度應(yīng)使PL=Pg，則求得：℃，這就是飽和器母液所需的最低溫度。實(shí)際上飽和器母液溫度應(yīng)比最低高，因母液內(nèi)水的蒸發(fā)需要蒸發(fā)推動(dòng)力，即△P=PL－Pg。此外，還由于煤氣在飽和器中停留時(shí)間短，不可能達(dá)到平衡。所以實(shí)際上母液面上的水蒸氣分壓：PL=KPg 式中 K——平衡偏離系數(shù)，～ 當(dāng)K=，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(shí)際情況的。實(shí)際操作中，吡啶裝置不生產(chǎn)時(shí)，母液溫度為5055℃，生產(chǎn)時(shí)，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(bǔ)充熱量和煤氣的預(yù)熱溫度，必須對(duì)飽和器進(jìn)行熱量平衡計(jì)算（假設(shè)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(yù)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(shí)的蒸發(fā)熱（kcal/㎏） t——煤氣預(yù)熱溫度（℃）③氨帶入的熱量：= kcal/h 式中 ——進(jìn)飽和器的煤氣含氨量（㎏/h） ——氨的比熱（kcal/kg℃） t——煤氣預(yù)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(xiàng)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） ——%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(shè)備的水）Q3：Q3=（200＋）60=15434 kcal/h 式中 200——沖洗設(shè)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=1045= 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5～7℃，可取為50℃，則Q5=6050= kcal/h 式中 ——硫銨產(chǎn)量（㎏/h） ——母液的比熱（kcal/㎏℃） 、化學(xué)反應(yīng)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=－（211000＋）=46700 kcal/kmol 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 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(shè)飽和器后煤氣溫度為55℃，則 ① 干煤氣帶出的熱量105（1－8%）33055=613652 kcal/h 式中 105——焦?fàn)t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(shí)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(shè)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(shè)循環(huán)母液溫度為55℃Q3*=6055= 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(shè)其相當(dāng)于循環(huán)母液熱損失的25%。循環(huán)母液溫度在循環(huán)過程中降低5℃，則Q4*=60525%= 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(jìn)入相比降低5℃輸 入輸 出項(xiàng)目Q1+項(xiàng)目Q1*Q2Q2*Q315434Q3*Q4Q4*Q5Q6合 計(jì)+合 計(jì)輸出熱量Q出總計(jì)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(guān)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(shè)備計(jì)算及選型 設(shè)備選用原則 飽和器機(jī)組設(shè)置備機(jī)，備用率10%～100%。 飽和器內(nèi)的泡沸傘分左、右兩種導(dǎo)流形式，應(yīng)根據(jù)回流母液在器內(nèi)有較長(zhǎng)的流動(dòng)路線而定。 滿流槽內(nèi)液封的高度應(yīng)大于鼓風(fēng)機(jī)全壓。