【正文】 (＋ 179。 98 =()179。 K) 煤氣中所含的苯族烴，硫化氫及其它組成所帶入的熱量，可忽略不計(jì)，至于吡啶堿類，當(dāng)吡啶裝置未生產(chǎn)時(shí)，在飽和器中被吸收的量極少，也不予考慮。（ ＋ ） =179。 Mg 179。 = mmHg 由 Pl= mmHg 由《焦化工藝學(xué)》（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社）圖 93可知， 當(dāng)酸度為 4%，其適宜的操作溫度為 48℃ 酸度為 8 %，其適宜的操作溫度為 51℃。 = 3Nm 故混合氣中水汽所占的體積比為 ? = % 取飽和器后煤氣表壓為 MPa，其絕對(duì)壓力為 MPa 則水蒸氣分壓為 1． 12 179。 =氨汽帶入水量 又 N2－ N4=（ 2W ＋ N2－ N4）179。 17 98 132 y x 硫氨產(chǎn)量 87 93172 13 275 1 ?? ??x kg/h 硫酸理論耗量 1 04 1172 987 55 81 ?? ??y kg/h 水平衡及母液溫度的確定 飽和器內(nèi)的水分主要是煤氣和氫氣帶來(lái)的。 蒸氨廢水帶出氨 L = ＋ 179。 % = t/h = kg/h 剩余氨水帶入氨 N2 = 3G 179。 （ ）179。 Mg 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 1 =179。 24—— 全年工作時(shí)間 n—— 每個(gè)焦?fàn)t組的焦?fàn)t個(gè)數(shù) N—— 每座焦?fàn)t的炭化室個(gè)數(shù) h—— 炭化室的有效裝煤高度 m l—— 炭化室的有效裝煤長(zhǎng)度 m b—— 炭化室的有效裝煤寬度 m 干? —— 裝煤煤干基堆密度 t(干煤 )/ 3m 一般 ~,本設(shè)計(jì)取 T—— 運(yùn)轉(zhuǎn)周期 取設(shè)計(jì)結(jié)焦時(shí)間 25h K—— 干煤全焦率， %。較經(jīng)濟(jì)耐用。煤 氣通過(guò)飽和器的阻力主要有侵沒(méi)深度所決定。此外，飽和器頂蓋內(nèi)表面及中央煤氣管的外表面，由于經(jīng)常與酸霧接觸，均需焊鉛扳襯層 ，近年來(lái)，采用環(huán)氧玻璃鋼襯飽和器頂蓋的內(nèi)表面及中央煤氣管表面，也取得了良好的效果。 權(quán)衡上述利弊，本設(shè)計(jì)所用的硫酸的濃度為７８％，其中再生酸是再大加酸時(shí)加入母液儲(chǔ)槽的，在母液儲(chǔ)槽分離其所含焦油后，再進(jìn)入飽和器，選中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 1 用這樣的酸既可以降低煤氣預(yù)熱器的 負(fù)荷，又可以利用精苯車間的再生酸。 精苯車間的再生酸對(duì)鋼材有著強(qiáng)烈的腐蝕作用，其中有的焦油酸和磺酸，在硫銨結(jié)晶時(shí)嚴(yán)重污染環(huán)境， 因此應(yīng)于新酸混合均勻使用。 二、硫酸的選擇 焦化生產(chǎn)硫銨一般采用 : １ .濃度為 7578%的塔式酸； ２ .濃度為 9398%的接觸法硫酸； ３ .少量使用精苯的再生酸摻入到新酸中?？梢?jiàn)，硫銨晶體的平均粒度是隨著母液酸度的提高而減少的。隨著母液酸度的提高（從 0到10%的范圍內(nèi)），大顆粒結(jié)晶的產(chǎn)率下降，同時(shí) 結(jié)晶的形狀也發(fā)生變化，從長(zhǎng)寬比小的多面顆粒多數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橛心z結(jié)趨勢(shì)的細(xì)長(zhǎng)六角形棱柱形，甚至變形針狀。傳質(zhì)速率是由硫銨分子從晶體表面上移走晶體熱的速率所決定的，而在飽和器內(nèi)充分?jǐn)嚢枋故鼓敢菏艿匠浞值幕旌?，以提高傳質(zhì)速率，同時(shí)還可以使飽和器內(nèi)的母液的酸度和溫度均勻，且使洗粒晶體的母液中呈懸浮狀態(tài)和延長(zhǎng)其在 母液中的停留時(shí)間，均有利于結(jié)晶長(zhǎng)大。反之，則得到大粒結(jié)晶。但酸式鹽比正鹽更容易溶于水和稀硫酸，因此，在溶解度達(dá)到極限時(shí)，在飽和器的酸度范圍內(nèi)從溶液中首先析出的是（ NH4） 2SO4，而 則次出或不出。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 1 ３ .飽和器法生產(chǎn)硫銨工藝流程及主要設(shè)備 焦化廠生產(chǎn)的硫銨是濃硫酸和氨氣在飽和器內(nèi)發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)而生成硫銨的。 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(lái)的酸焦油和母液進(jìn)入分離槽，在此再壓入酸焦油洗滌器。離心 機(jī)卸出的硫銨晶體經(jīng)干燥后既為產(chǎn)品。因此，飽和器還起著結(jié)晶設(shè)備的作用。 ５）結(jié)晶濃度的影響 母液中的結(jié)晶濃度是指母液中所含結(jié)晶的體積對(duì)母液與結(jié)晶總體積的百分比。 另外，雜質(zhì)不僅影響晶體 的成長(zhǎng)和晶形，而且還由于在單位時(shí)間內(nèi)晶體體積的總增長(zhǎng)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(guò)飽和程度增加。采取中加酸時(shí)母液酸度為１２％～１４％，大加酸時(shí)為１８％～２２％。 ２）酸度的影響 母液酸度對(duì)硫銨結(jié)晶影響較大，酸度過(guò)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。而飽和器母液應(yīng)該在保證不被稀釋的條件下，保證較低的操作溫度，以５０～５５度為宜。但母液溫度過(guò)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(guò)飽和現(xiàn)象，促使大量晶核形成，這樣就得不到大顆粒晶體。 水蒸氣壓的關(guān)系 注： 1mmHg— 1． 2 一母液酸度分別為 4％、 6％ 由圖２ ２ 可以看出，硫銨在母液中的溶解度，隨著溫度升高而增加。為了控制晶體數(shù)目和大小，可在結(jié)晶前，溶液中加入晶種，降低晶核形成所需的過(guò)飽和度。 圖中ＡＢ線與普通溶解度曲線，ＣＤ線為超溶解度曲線，ＡＢ與ＣＤ線之間為介穩(wěn)區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)，晶核不能自發(fā)形成。反之，則得到大粒結(jié)晶。 權(quán)衡上述利弊，本設(shè)計(jì)所用的硫酸的濃度為７８％，其中再生酸是再大加酸時(shí)加入母液儲(chǔ)槽的，在母液儲(chǔ)槽分離其所含焦油后，再進(jìn)入飽和器，選用這樣的酸既可以降低煤氣預(yù)熱器的負(fù)荷，又可以利用精苯車間的再生酸。 精苯車間的再生酸對(duì)鋼材有著強(qiáng)烈的腐蝕作用，其中有的焦油酸和磺酸，在硫銨結(jié)晶時(shí)嚴(yán)重污染環(huán)境，因此應(yīng)于新 酸混合均勻使用。 二、硫酸的選擇 焦化生產(chǎn)硫銨一般采用 : １ .濃度為 7578%的塔式酸； ２ .濃度為 998%的接觸法硫酸； ３ .少量使用精苯的再生酸摻入到新酸中?？梢?jiàn)，硫銨晶體的平均粒度是隨著母液酸度的提高而減少的。隨著母液酸度的提高（從 0到10%的范圍內(nèi)），大顆粒結(jié)晶的產(chǎn)率下降，同時(shí)結(jié)晶的形狀也發(fā)生變化，從長(zhǎng)寬比小的多面顆粒多數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橛心z結(jié)趨勢(shì)的細(xì)長(zhǎng)六角形棱柱形，甚至變形針狀。傳質(zhì)速率是由硫銨分子從晶體表面上移走晶體熱的速率所決定的，而在飽和器內(nèi)充分?jǐn)嚢枋故鼓敢菏艿匠浞值幕旌?，以提高傳質(zhì)速率，同時(shí)還可以使飽和器內(nèi)的母液的酸度和溫度均勻，且使洗粒晶體的母液中呈懸浮狀態(tài)和延長(zhǎng)其在母液中的停留時(shí)間，均有利于結(jié)晶長(zhǎng)大。反之，則得到大粒結(jié)晶。但酸式中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 1 鹽比正鹽更容易溶于水和稀硫酸，因此，在溶解度達(dá)到極限時(shí)，在飽和器的酸度范圍內(nèi)從溶液中首先析出的是（ NH4） 2SO4，而 則次出或不出。 二、制定生產(chǎn)工藝流程的原理 焦化廠生產(chǎn)的硫銨是濃硫酸和氨氣在飽和器內(nèi)發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)而生成硫銨的。 （ 2）結(jié)晶顆粒較小。由于這方法需要的設(shè)備龐大，投資大，消耗掉大量的蒸汽，耗能大，經(jīng)濟(jì)效果也不好。 直接法 熱的煤氣從焦?fàn)t中出來(lái)經(jīng)過(guò)煤氣冷凝器冷卻再經(jīng)電捕焦油器清潔凈化后進(jìn)入飽和器，在飽和器內(nèi) ，煤氣中的氨同硫酸結(jié)合生成硫銨。國(guó)外除趨向于用沸薩姆法生產(chǎn)無(wú)水氨外，還有許多焦化廠用飽和器法或酸洗法生產(chǎn)硫酸銨。 ２ .２硫銨用途 長(zhǎng)期以來(lái)，主要用來(lái)做肥料，適用多種土壤和多種作物，還可用于紡織、皮革、醫(yī)藥等方面。飽和器法生產(chǎn)硫銨工藝雖然存在很多缺陷，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝成熟、投資較少、原料易購(gòu)、產(chǎn)品易儲(chǔ)、銷路廣，所以在大、中型焦化廠被廣泛采用。 煉焦化學(xué)品種類很多，如煉焦車間的荒煤氣，經(jīng)冷卻和吸收處理，可以提取出焦油，氨、萘、硫化氫及粗苯等產(chǎn)品，并且得到凈焦?fàn)t煤氣。 。 爐是德國(guó)伍德公司開(kāi)發(fā)的一種較成熟的分段加熱的復(fù)熱式大容積焦?fàn)t。嚴(yán)把焦炭項(xiàng)目的審批，對(duì)于不符合環(huán)保要求的焦化項(xiàng)目要予以整頓，加快煉焦產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào) 整，節(jié)約和保護(hù)資源，才能使煉焦行業(yè)真正走入健康發(fā)展的軌道。 —— 環(huán)境污染仍然嚴(yán)重。不過(guò)，由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的原因，相對(duì)零散且缺乏資源保障的中國(guó)焦化行業(yè)，不得不接受煉焦原料煤價(jià)格日益上漲的現(xiàn)實(shí)?；厥者@些化學(xué)產(chǎn)品對(duì)煤炭的綜合利用和我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著重要的意義。 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 假設(shè)年產(chǎn) 60萬(wàn)噸的焦化廠用的是 58型 2179。 工藝計(jì)算主要依據(jù) 高 爐組孔數(shù)為 2179。 此外還給出了圖紙目錄說(shuō)明和設(shè)備一覽表。本設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：生產(chǎn)原理、工藝流程、計(jì)算及設(shè)備的選型、工藝布置、操作規(guī)程、成本估算、經(jīng)濟(jì)分析等。 本設(shè)計(jì)采用技術(shù)較成熟的飽和器法中的半直接法來(lái)回收煤氣中的氨，工藝流程如下：從冷凝工段來(lái)的煤氣首先進(jìn)入煤氣預(yù)熱器，然后進(jìn)入飽和器，在飽和器內(nèi)，煤氣中的氨與硫酸反應(yīng)生成硫銨，硫銨經(jīng)后續(xù)操作分離，從飽和器出來(lái)的煤氣送往粗苯工段。 關(guān)鍵詞：焦炭；飽和器；氨；硫銨。 42 煤氣產(chǎn)率 340Nm3/t 干煤 氨產(chǎn)率（揮發(fā)氨） % 初冷器后煤氣溫度 30℃ 剩余氨水中氨含量 二、 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)地點(diǎn) :徐州 氣象條件： 本地區(qū)屬海洋性氣候，具有大陸性氣候特點(diǎn)： 年平均氣溫： 14℃ 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 1 極端最高氣溫： ℃ 極端最底氣溫： – ℃ 大氣壓力：冬季 767mmHg 夏季 751mmHg 降水量（年）： 降水天數(shù)（年）： 平均相對(duì)溫度： 71% 最大積雪厚度： 25cm 最高地下水位： — 最大風(fēng)速： 最大平均風(fēng)速： 最多風(fēng)向幾頻率： 全年 東、東北 夏季 東、東南 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(lái)水和本廠的處理循環(huán)水。 42孔的焦?fàn)t。 2021年以后，中國(guó)焦化行業(yè)出現(xiàn)一些新特點(diǎn)： —— 焦炭產(chǎn)能急劇膨脹，產(chǎn)量過(guò)剩若隱若現(xiàn) 因?yàn)椋阂环矫?，部分焦炭?xiàng)目仍處于建設(shè)階段，還不能形成實(shí)際的焦炭產(chǎn)量；同時(shí)，由于國(guó)家在 2021 年 底出臺(tái)了新的焦化行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，一大批落后的焦炭產(chǎn)能將被淘汰。 —— 成本成為決定價(jià)格的主因 目前來(lái)看，一些限制焦炭供給的瓶頸因素（無(wú)論是煉焦煤供應(yīng)或是鐵路運(yùn)輸能力），如果不考慮價(jià)格因素，都得到了一定程度 的緩解?，F(xiàn)已建成的獨(dú)立焦炭生產(chǎn)企業(yè)中，只有少數(shù)焦?fàn)t的煤氣得到了全部或部分利用。 現(xiàn)代煉焦技術(shù)到 20世紀(jì) 20年代已基本定型，但是各項(xiàng)工藝仍在不斷改進(jìn)和完善，尤其是近幾十年來(lái)又有重要發(fā)展，主要成就有焦?fàn)t容積大