【正文】 總水量kg/h飽和器出口煤氣中水蒸氣分壓kPa母液最低溫度℃母液的適宜溫度℃熱輸入項(xiàng)目數(shù)值kJ/h熱輸出項(xiàng)目數(shù)值kJ/h煤氣帶入熱量+煤氣帶出熱量氨蒸汽帶入熱量結(jié)晶母液帶出熱量硫酸帶入熱量循環(huán)母液帶出熱量洗滌水帶入熱量飽和器散失熱量結(jié)晶槽回流母液帶入熱量————循環(huán)母液帶入熱量————化學(xué)反應(yīng)熱————合計(jì)+合計(jì)℃。第四章 飽和器的計(jì)算我國大中型焦化廠廣泛采用的外部帶有除酸器的鼓泡式飽和器。其本體是用鋼板焊制，具有可拆卸的頂蓋和錐底，材質(zhì)最好采用耐酸不銹鋼，否則內(nèi)壁需襯以防酸層。防酸層可用石油瀝青、油氈紙，耐酸瓷磚等要求砌襯。飽和器頂蓋內(nèi)表面及中央煤氣管外表面及下段內(nèi)表面，由于經(jīng)常接觸酸霧和酸液，均需焊鉛板襯層。有的廠采用環(huán)氧玻璃鋼代替襯鉛飽和器頂蓋內(nèi)表面及中央煤氣管表面，也取得良好效果[2,19]。在中央煤氣管下端裝有煤氣泡沸傘，沿泡沸傘整個(gè)圓周焊有彎成一定弧度的導(dǎo)向葉片，構(gòu)成了弧形管道，使煤氣均勻分布而出并泡沸穿過母液，以增大氣液相接觸面積，并使飽和器內(nèi)上層母液劇烈旋轉(zhuǎn)。泡沸傘浸入母液深層（或稱浸沒深度）是指泡沸傘煤氣出口上緣至飽和器滿流口下緣的垂直距離。一般情況下，泡沸傘的浸沒深度不小于200mm。煤氣通過飽和器的阻力主要同浸沒深度有關(guān)。泡沸傘可用硬鉛（85%鉛和15%銻合金）澆鑄，也可用用鎳鉻鈦不銹鋼焊制，或用石棉酚醛樹脂制作。為了增大結(jié)晶的粒度，采用母液強(qiáng)化循環(huán)的方法。液體的攪拌器是作為飽和器的一個(gè)組成部分示出的，由供料管和噴嘴組成。飽和器的工作介質(zhì)是由泵通過液體攪拌器壓送的。由于硫酸吸收氨的反應(yīng)速度比吸收吡啶的反應(yīng)速度快得多。故在飽和器中，如果同時(shí)回收氨和吡啶時(shí)，為了保證吡啶的回收率，應(yīng)適當(dāng)加大液封高度，以增加氣液兩相接觸和反應(yīng)時(shí)間。飽和器內(nèi)靠母液循環(huán)泵將循環(huán)母液由噴嘴強(qiáng)制噴出而劇烈攪拌，循環(huán)母液量愈大，攪拌愈劇烈，造成結(jié)晶成長的條件也愈好。國外有些焦化廠為得到大顆粒硫酸銨結(jié)晶，采用的母液循環(huán)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)常用參數(shù)，有的高達(dá)200m3∕h以上。飽和器的設(shè)計(jì)定額：煤氣進(jìn)口速度12~15m/s；中央管內(nèi)煤氣速度7~8m/s；~；泡沸傘煤氣出口速度7~8m/s，以防止夾帶過多的酸滴，然后由設(shè)于頂蓋的導(dǎo)出管引出，經(jīng)除酸器捕集母液液滴后去粗苯工段[20]。根據(jù)上述飽和器的設(shè)計(jì)定額和煤氣處理量可以確定飽和器尺寸，則原始數(shù)據(jù)如下：項(xiàng)目數(shù)值煤氣流量22000m3/h飽和器前煤氣壓力飽和器阻力煤氣預(yù)熱器后煤氣溫度℃飽和器后煤氣溫度露點(diǎn)溫度50℃飽和器后煤氣溫度60℃除冷器后煤氣溫度30℃（1）預(yù)熱器后煤氣實(shí)際體積流量：式中 —1m3煤氣（標(biāo)態(tài)）在30℃時(shí)為水蒸氣飽和后的體積。（2）煤氣進(jìn)口管直徑： 查閱文獻(xiàn)[21]得到如下公式： （41） 式中 d1—煤氣進(jìn)口管直徑，m； V—煤氣流量，m3/h； 取煤氣進(jìn)口速度為u1=13m/s （煤氣進(jìn)口速度12~15m/s）則： （3）中央煤氣管直徑： 得知計(jì)算公式：式中 d2—中央煤氣管直徑，m； V1—預(yù)熱后煤氣實(shí)際體積，m3/h 中央煤氣管道內(nèi)煤氣流速為u2=，（中央管內(nèi)煤氣速度7~8m/s）則：（4）飽和器后煤氣的實(shí)際體積V2： 式中 —1 m3煤氣（標(biāo)態(tài)）在50℃為水蒸氣飽和后的體積。（5）飽和器直徑D ： m/s（~）則內(nèi)環(huán)面積為：飽和器的總截面積為： 則飽和器的直徑為： （6）飽和器高度： 煤氣在飽和器內(nèi)停留時(shí)間大約為10s則飽和器內(nèi)的煤氣體積為：飽和器內(nèi)的母液高度始終保持的高度：飽和器的總高度為：（7）飽和器的壁厚： 設(shè)計(jì)壁厚，采用單面對接焊縫，局部無損檢測， [22]； （42） =考慮鋼板厚度負(fù)偏差及沖壓減薄量，圓整后取厚的鋼板作封頭，所以塔體壁厚和封頭壁厚均取。 校核罐體與封頭水壓試驗(yàn)強(qiáng)度查得公式[22]計(jì)算： （43）式中 mm徑向應(yīng)力MPa則：可以得到 ，所以水壓試驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求。項(xiàng) 目數(shù) 值單位煤氣進(jìn)口管直徑d1800mm飽和器中央煤氣管直徑d21250mm飽和器直徑D3800mm飽和器高度H7580mm結(jié) 論焦?fàn)t煤氣中氨直接排放不僅浪費(fèi)資源也會(huì)造成對環(huán)境的破壞，對氨的回收既能保護(hù)環(huán)境，又能將其充分利用獲得最大收益?，F(xiàn)在主要有濃氨水工藝、硫銨法、氨分解法和弗薩姆無水氨法等。經(jīng)過分析對比，采用的是鼓泡式飽和器法回收氨生成硫酸銨，其反應(yīng)速率快，反應(yīng)不可逆，故用該方法回收氨效果較好，可使煤氣含氨量≤。通常認(rèn)為煤氣含氨≤、堵塞。本設(shè)計(jì)選用的鼓泡式飽和器法的工藝方法回收氨是一項(xiàng)比較成熟的工藝。將焦?fàn)t煤氣首先冷卻至25～35℃，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)和電捕焦油器除去煤焦油霧，然后進(jìn)入鼓泡式飽和器內(nèi)與硫酸母液充分接觸生成硫酸銨，同時(shí)將初冷時(shí)生產(chǎn)的剩余氨水進(jìn)行蒸餾，蒸出的氨也通入飽和器內(nèi)與硫酸接觸，氨被硫酸吸收生成硫酸銨。在實(shí)際生產(chǎn)中主要是控制好飽和器母液的溫度、酸度、雜質(zhì)、結(jié)晶的提取、煤氣預(yù)熱器溫度等，才能更好的獲得硫酸銨產(chǎn)品。此方法工藝過程簡單，生產(chǎn)成本低，在國內(nèi)焦化廠已得到廣泛應(yīng)用。經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算，該設(shè)計(jì)工藝基本可完成既定設(shè)計(jì)任務(wù)，即完成22000m3/h焦?fàn)t煤氣中氨回收的工藝目標(biāo)和水平。煤氣中氨含量為1%～%，℃，℃。并且通過結(jié)晶分離所得的硫酸銨晶體，顆粒較大，含雜質(zhì)較少，可作為肥料使用，也可以作為生產(chǎn)其他肥料的原料加以利用，使資源得到充分利用，增大經(jīng)濟(jì)效益。由物料衡算和熱量衡算，進(jìn)行設(shè)備選型及計(jì)算來設(shè)計(jì)鼓泡式飽和器。煤氣進(jìn)口管直徑為800mm，中央煤氣管直徑為1250mm，飽和器直徑為3800mm，高度為7580mm，壁厚為5mm，進(jìn)行水壓試驗(yàn)校核滿足工藝要求。參考文獻(xiàn)[1]王芬,[J].煤礦環(huán)保,2009,(4):108111.[2]何建平,[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2006.[3][M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011.[4]黃仲九,[M].北京:高等教育出版社,2008.[5][J].四川冶金,2007,(4)4751.[6]楚可嘉,飽和器法回收焦?fàn)t煤氣中的氨[J].山東冶金,2006,(12):5455.[7]沙興中,[J].煤化工應(yīng)用,2008,19(3):1223.[8]王兆雄,[J].煤化工應(yīng)用,2008,25 (5):1725.[9][J],煤氣與熱力,2005, (4).3255.[10][J],冶金動(dòng)力,2009,(4):3738.[11][J].包鋼科技,2001,(1):1220.[12]孫鴻,張子峰,[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2012,7:144149.[13][M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003:96121.[14][M].北京:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1995:7790.[15]黃璐,[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.[16]TungLiHuang, removal from wastewater by a catalytic oxidation method[J].,35(9):21132120.[17] SHEN z, Huang J, Qi an G. Recovery of cyanide from wastewater using gas filled membrane absorption [J].Water Environ Res., 1997, 69 (3): 363 367.[18][J].化工環(huán)保,1999,2:6578.[19][M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.[20]王兆雄,[J].煤化工應(yīng)用,2008,25(5):1725.[21][M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1992.[22]刁玉瑋,王立業(yè),[M].大連:大連理工大學(xué)出版社,2006.