【正文】 液攪拌阻力加大，導(dǎo)致攪拌不良；同時晶比過大，結(jié)晶間的摩擦機(jī)會增多，大顆粒結(jié)晶破裂成小粒晶體；并且晶比太大也會使堵塞情況加劇。 晶比對硫酸銨結(jié)晶的影響 懸浮于母液中的硫酸銨結(jié)晶的體積對母液與結(jié)晶總體積的比，稱為晶比。高水平的操作人員和管理者，就是要善于預(yù)先判斷，并作出適宜的調(diào)整方案。更重要的是，在實際生產(chǎn)中，飽和器內(nèi)母液的溫度要按保持飽和器的水平衡來考慮，為此，一般將飽和器內(nèi)母液溫度控制在50～55℃（不產(chǎn)生粗輕吡啶）或55～60℃（產(chǎn)生粗輕吡啶）。但是溫度也不宜過高，溫度過高時，雖能使母液黏度降低，增加了硫酸銨分子向晶體表面擴(kuò)散速率，有利于結(jié)晶體長大，但也容易因溫度波動而造成過高的過飽和度，易形成大量晶核，而得不到較理想的硫酸銨結(jié)晶體。 實驗表明，隨著母液溫度的升高，使母液內(nèi)硫酸銨的介穩(wěn)區(qū)維持在較高的范圍內(nèi)，結(jié)晶的成長速率顯著加快，有利于獲得大顆粒結(jié)晶，并且有利于形成較好的晶型。 溫度和濃度對硫酸銨結(jié)晶的影響 控制母液濃度于“介穩(wěn)區(qū)”內(nèi)可制取大顆粒的結(jié)晶。特別是當(dāng)母液中的鐵、鋁離子形成Fe(OH)3及Al(OH)3等沉淀，進(jìn)而生成亞鐵氰化物，使晶體著色并阻礙晶體的成長。但是，母液酸度也不宜過低。這是因為當(dāng)其他條件不變時，母液的介穩(wěn)區(qū)隨著酸度增加而減小，不能保持所必需的過飽和度所致。 母液酸度對硫酸銨結(jié)晶的影響 母液酸度在氨吸收設(shè)備內(nèi)主要影響硫酸銨結(jié)晶的粒度和氨與吡啶鹽基的回收率。在控制介穩(wěn)區(qū)很小的情況下，當(dāng)母液中結(jié)晶的生成速率與反應(yīng)生成的硫酸銨量相平衡時，晶核的生成量最少，即可得到大的結(jié)晶顆粒。所以，%=%。由圖可見，℃。 正常操作條件下，硫酸銨結(jié)晶的介穩(wěn)區(qū)很小。故增大溶液的過飽和度和減少擴(kuò)散阻力，均有利于晶體的長大。因此，為生產(chǎn)粒度較大的硫酸銨結(jié)晶，必須控制適宜的過飽和度使母液處于介穩(wěn)區(qū)內(nèi)。在飽和器剛開工生產(chǎn)和在大加酸后易出現(xiàn)這種情況。只有當(dāng)母液濃度提高至G點后才能形成大量晶核，母液濃度也隨之降至飽和點F。此時理論上可以形成結(jié)晶，但實際上還缺乏必要的過飽和度而無晶核形成。在飽和器內(nèi)，母液溫度可認(rèn)為是不變的。AB和CD間區(qū)域稱為介穩(wěn)區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)晶核不能自發(fā)形成。 由圖41可見，AB溶解度曲線與CD超溶解度曲線大致平行。因此，為了制得大顆粒硫酸銨，必須控制溶液的過飽和度在一定范圍內(nèi)，并且要控制足夠長的結(jié)晶時間使晶體長大。當(dāng)溶液的過飽和度低時，這兩個過程都進(jìn)行的很慢，晶核生成的速率相對更慢些，故可得到大顆粒硫酸銨。顯然，如能控制這兩種速率，便可控制產(chǎn)品硫酸銨的粒度。通常晶核的形成和長大是同時進(jìn)行的。正常生產(chǎn)情況下母液的大致規(guī)格為： 密度/（kg/L） ～ w[(NH4)2SO4]/% 40～60 游離硫酸含量/% 4～6 w(NH4HSO4)/% 10～15 NH3含量/（g/L） 150～180 母液的密度是隨母液的酸度增加而增大。 由硫酸銨和硫酸氫銨在不同含量的硫酸溶液（60 C）內(nèi)的溶解度比較可知，在酸度小于19%時，析出的固體結(jié)晶為硫酸銨；當(dāng)酸度大于19%而小于34%時，則析出的是硫酸銨和硫酸氫銨兩種鹽的混合物；當(dāng)酸度大于34%時，得到的固體結(jié)晶全為硫酸氫銨。酸度升高時，酸式鹽的含量也隨之提高。通過實驗得知，%的硫酸飽和母液相互作用時，其反應(yīng)熱效應(yīng)為溫度/℃硫酸銨熱效應(yīng)/(kJ/mol) 用適量的硫酸和氨進(jìn)行反應(yīng)時，生成的是中式鹽（NH4）2SO4，當(dāng)硫酸過量時，則生成酸式鹽NH4HSO4 ,其反應(yīng)為 NH3 + H2SO4 → NH4HSO4 ΔH=165kJ/mol 隨溶液被氨飽和的程度，酸式鹽又可轉(zhuǎn)變?yōu)橹惺禁} NH4HSO4 + NH3 →（NH4）2SO4 溶液中酸式鹽和中式鹽的比例起決于母液中游離硫酸的含量，這種含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，稱之為酸度。本設(shè)計選擇半直接法。（3）煤氣通過飽和器阻力較大，因而能量消耗大。半直接法生產(chǎn)硫酸銨由于生產(chǎn)流程簡單，產(chǎn)品成本較低，工藝技術(shù)及管理較成熟，因此在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用較廣，但它也不是十全十美，也有它的缺點，主要有下列幾點：（1）需處理一定量的氨水。因此，此法在工業(yè)上應(yīng)用很少，很難推廣，特別是在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用更少。 間接法 煤氣中的氨在氨洗塔中用冷水吸收，所得氨水從蒸餾柱進(jìn)入飽和器同濃硫酸反應(yīng)制成硫酸銨。直接法由于對電捕焦油器等凈化裝置要求較高以保硫酸銨產(chǎn)品質(zhì)量。飽和器法有分直接法和半直接法。所以，無論在水田還是旱田，硫銨都要深施。在用作種肥時一定要注意用量不宜多。應(yīng)結(jié)合排水曬田，改善通氣條件，避免產(chǎn)生黑根。但對中性和酸性土壤，殘留的SO4將與H+結(jié)合降低土壤的pH值，酸化土壤，需要采用配施石灰等措施來防止酸化。 硫銨的分子中含有陰離子SO4，難以被土粒吸附，作物對銨離子的吸收較多而使SO4殘留土壤，故硫銨是一種典型的生理酸性肥料。硫銨易溶于水，20℃時溶解度為70％，水中呈中性反應(yīng)，由于產(chǎn)品中往往有游離酸存在，也呈現(xiàn)微酸性。氮素形態(tài)是銨離子(NH4+)，屬氨態(tài)氮肥。 。 ，焦炭水分小于3%。與6M焦?fàn)t相比有以下優(yōu)點： “單個炭化室壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)”，可以在不同的結(jié)焦?fàn)顟B(tài)下，保持炭化室壓力恒定。 隨著國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，近幾年來焦化工業(yè)呈快速增長的勢頭，中國的焦炭產(chǎn)量已多年居世界第一，目前已達(dá)世界總產(chǎn)量的50%以上。短期利益驅(qū)動下的粗放型發(fā)展模式必須改變，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)為指導(dǎo)的發(fā)展方向才能使中國的能源戰(zhàn)略支持我國經(jīng)濟(jì)長期健康的發(fā)展。到2005年，可滿足生產(chǎn)4億噸鋼的需求，超過市場對焦炭產(chǎn)品的需求總量。自2002年以來，由于全球鋼鐵業(yè)的快速發(fā)展，焦炭出現(xiàn)了供應(yīng)緊張的局面，國內(nèi)外焦炭價格上漲迅猛。 隨著焦炭行業(yè)的迅速發(fā)展，存在的問題也日益顯現(xiàn)。經(jīng)過近幾年的民展，中國獨立焦化企業(yè)平均產(chǎn)能規(guī)模有所擴(kuò)大，出現(xiàn)了一批超過200萬噸的大型獨立焦化企業(yè)。 ——焦化行業(yè)整合時代即將來臨 很長一段時間以來，企業(yè)規(guī)模過小、產(chǎn)業(yè)零散問題一直困擾著中國焦化行業(yè)的發(fā)展。 ——煉焦煤資源充足，但價格上升幅度較大 憑借相對豐富的煉焦煤資源，我國還是有能力保證焦炭生產(chǎn)的原料煤供應(yīng)。這使得焦炭產(chǎn)量過剩始終是若隱若現(xiàn)。由于煤炭的自身組成特殊性，在煉焦同時產(chǎn)生的煤氣中，含有多種可供回收利用的成分，其中氨作為生產(chǎn)過程中的有害成分之一，其含量雖少但由于其水溶液具有腐蝕設(shè)備和管路，生成的銨鹽會引起堵塞，燃燒產(chǎn)生的氮氨化物污染大氣，所以有必要將其回收，并加以利用。本設(shè)計在李老師的悉心指導(dǎo)下，同學(xué)的幫助下完成，在此表示感謝?。?！　　 關(guān)鍵字：煤氣、合成、氨目 錄0 設(shè)計任務(wù)書………………………………………………………………… 1 設(shè)計任務(wù)……………………………………………………………… 11 緒論………………………………………………………………………… 2 我國焦炭行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展…………………………………………… 22 硫酸銨的用途及生產(chǎn)方法………………………………………………… 3 硫酸銨的生產(chǎn)方法……………………………………………………43硫酸銨的生產(chǎn)原理和工藝流程……………………………………………… 5 硫酸銨的生產(chǎn)原理………………………………………………………5 硫酸銨生產(chǎn)的化學(xué)原理…………………………………………… 5 硫酸銨生產(chǎn)的結(jié)晶原理…………………………………………… 6 硫酸銨結(jié)晶的影響因素及控制…………………………………………7 母液酸度對硫酸銨結(jié)晶的影響…………………………………… 7 溫度和濃度對硫酸銨結(jié)晶的影響………………………………… 8 母液的攪拌對硫酸銨結(jié)晶的影響………………………………… 8 晶比對硫酸銨結(jié)晶的影響………………………………………… 8 雜志對硫酸銨結(jié)晶的影響………………………………………… 8 噴淋式飽和器法生產(chǎn)的工藝流程………………………………………94工藝計算與主要設(shè)備的選型 ……………………………………………… 10 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計算 ……………………………………………………… 10 裝煤量的計算……………………………………………………… 10 煤氣發(fā)生量Q……………………………………………………… 10 剩余氨水的計算…………………………………………………… 11 飽和器的有關(guān)計算及選型 …………………………………………… 11 原始數(shù)據(jù)…………………………………………………………… 11 氨平衡及硫酸用量的計算………………………………………… 12 水平衡及母液溫度的確定………………………………………… 13 熱平衡及煤氣預(yù)熱器出口溫度的計算…………………………… 15 輸入熱量 ……………………………………………………… 16 輸出熱量 ……………………………………………………… 19 飽和器基本尺寸…………………………………………………… 20 除酸器的計算及選型 ………………………………………………… 20 煤氣進(jìn)口尺寸……………………………………………………… 20 煤氣出口直徑……………………………………………………… 21 除算器內(nèi)徑………………………………………………………… 21 出口管內(nèi)部分的高度……………………………………………… 21 離心機(jī)的計算與選型………………………………………………… 22 沸騰床干燥器的計算與選型………………………………………… 23 原始數(shù)據(jù)………………………………………………………… 23 沸騰床最低流態(tài)速度G的計算……………………………………23 干燥器直徑的確定與選型…………………………………………24 煤氣預(yù)熱器的計算與選型…………………………………………… 25 熱量恒算……………………………………………………………25 輸入熱量……………………………………………………… 26 輸出熱量……………………………………………………… 26 預(yù)熱器選型…………………………………………………………27 蒸氨塔及附屬設(shè)備的計算…………………………………………… 28 蒸氨塔的計算………………………………………………………28 基本數(shù)據(jù)的確定……………………………………………… 28 物料恒算……………………………………………………………29 蒸氨塔設(shè)備的計算…………………………………………………30 氨分凝器……………………………………………………………32 氨水換熱器…………………………………………………………33 干燥系統(tǒng)有關(guān)設(shè)備的選型與計算…………………………………… 34 旋風(fēng)分離器的計算與選型…………………………………………34 引風(fēng)機(jī)的選型與計算………………………………………………35 其他設(shè)備……………………………………………………………… 36 結(jié)晶槽………………………………………………………………36 硫銨高位槽…………………………………………………………36 廢氨水槽……………………………………………………………36 母液槽………………………………………………………………36 泵的選型……………………………………………………………37 5 硫銨工段設(shè)備一覽表……………………………………………………… 56參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 59致謝…………………………………………………………………………… 60