【正文】 21 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 57 頁 沸騰干燥器工 57 頁 57 頁 57 頁 土建部分 57 頁 供排水 58 頁 供水 58 頁 58 頁 供電 58 頁 59 頁 ,電氣連鎖及檢化驗項目 59 頁 59 頁 電氣連鎖項目 60 頁 檢化項目 61 頁 設(shè)備維修 62 頁 其他部分 62 頁 供氣 62 頁 62 頁 其他 62 頁 63 頁 65 頁 綜合概算 65 頁 編制依據(jù) 65 頁 概算過程 66 頁 工程概算表 69 頁 成本估算與經(jīng)濟分析 70 頁 生產(chǎn)成本估算 70 頁 經(jīng)濟分析 72 頁 74 頁 75 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 1． 緒論 １ .１ 2021年焦炭市場形勢預(yù)測分析 由于今年國內(nèi)鋼材市場上升走勢強勁，在很大的程度上帶動了鐵礦石、煤、焦、生鐵、廢鋼和鐵合金以及耐材等原燃輔料價格也連續(xù)上漲，其中國內(nèi)主要的冶金焦市場價格截至 11月中旬累計比年初市場價格上漲了 40％以上 ，這使國內(nèi)鋼廠降低焦比的努力顯得更加微不足道，因為盡管今年前 9各月國內(nèi)重點鋼鐵企業(yè)的入爐焦比比上年同期降低了 ，但同期冶金焦的價格卻也累計上漲了 400450元 /噸。展望 2021年冶金焦市場形勢，對鋼廠而言不容樂觀。預(yù)計 2021年在鋼市高 位運行的態(tài)勢下，焦炭價格將保持平穩(wěn)略降的運行態(tài)勢，但不會出現(xiàn)05年那樣的大幅度下跌走勢。 根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)字，今年前 9個月國內(nèi)大中型鋼企累計冶金焦平均采購成本為 1108元 /噸，同比增長了 ％。冶金焦價格自 2021年年初以來至今，基本保持了上漲 的走勢，華北地區(qū)唐山市場和華東地區(qū)上海市場 2021年年度內(nèi)累計漲幅分別在 ％和％，而在 2021年前 11個月中，上述兩個市場的焦炭價格累計漲幅分別達到了 ％和 ％。這個產(chǎn)量增速實際上是自今年 4月份以來最快的產(chǎn)量增速。生產(chǎn)焦炭的原材料煉焦煤在中國屬稀有煤種，中國目前是煉焦煤的 凈進口國，根據(jù)海關(guān)總署統(tǒng)計數(shù)據(jù)，今年前 9個月，國內(nèi)累計凈進口煉焦煤 。 國內(nèi)粗鋼和焦炭產(chǎn)量年內(nèi)累計同比增速均呈大幅度回落的趨勢，但焦炭產(chǎn)量增速的下降幅度較粗鋼增速降幅更為明顯。預(yù)計 2021年全年我國粗鋼產(chǎn)量 ，比上年增長 14％， 2021年增長保持在 10％左右；預(yù)計 2021年焦炭產(chǎn)量將突破 3億噸，同比增長 18％， 2021年焦炭產(chǎn)量將達到 。焦炭產(chǎn)量增速的降低，與國家的有關(guān)宏觀調(diào)控措施有直接的關(guān)系。雖然近年來國內(nèi)經(jīng)濟保持了高速增長態(tài)勢，但也遇到了西方國家工業(yè)化進 程中的環(huán)保問題。并且由于發(fā)達國家限制本區(qū)域焦炭生產(chǎn)，依靠進口包括中國在內(nèi)的焦炭以滿足需求。因此預(yù)計 2021年國家針對焦炭行業(yè)的調(diào)控措施力度還會有所加強。主要焦炭產(chǎn)地山西地區(qū)產(chǎn)量增速大幅度的回落， 05年前 10個月，山西地區(qū)焦炭產(chǎn)量增速在 ％， 06年同期降低為 ％，至 07年再降至 ％。 0405年均在 50％左右。 二、出口焦炭價格回升明顯，但出口企業(yè)面臨強大的壓力。 9月份平均出口價格比年初累計上升了 77美元 /噸。 （ 1）、經(jīng)濟全球化和國際產(chǎn)業(yè)分工使中國承接了歐洲、亞洲和北美在內(nèi)的許多發(fā)達國家的高排放產(chǎn)業(yè)，煉焦業(yè)在歐洲特別是歐洲發(fā)達地區(qū)已經(jīng)基本沒有了，但歐盟每年都從中國進口大量的焦 炭， 2021年中國出口焦炭 1450中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 萬噸，其中歐洲地區(qū)就占了 31％，主要采購國包括比利時、意大利、法國、荷蘭、德國和英國等發(fā)達國家。上述地區(qū)對中國焦炭有所依賴。由于面臨巨大的減排壓力，國家 顯然已經(jīng)改變了鼓勵焦炭出口的政策，從 2021年底開始對焦炭開征 5％的出口關(guān)稅，到今年 5月 21日將焦炭出口關(guān)稅提高 10個百分點至 15％，都是這一思路的體現(xiàn)。商務(wù)部 11月初公布的 2021年焦炭出口配額申報條件，進一步提高了焦炭出口企業(yè)配額申報的門檻。商務(wù)部明確表示，提高焦炭的出口門檻，有助于提高企業(yè)出口經(jīng)營集中 度，同時減少出口企業(yè)數(shù)量。 同時，新的出口資質(zhì)規(guī)定，凡 2021年 1月 1日以后注冊登記的企業(yè)，其所屬或關(guān)聯(lián)企業(yè)間的焦炭出口業(yè)績合并將不予認(rèn)定。 （ 2）、出口流向發(fā)生較大的變化，出口歐洲地區(qū)的焦炭呈下 降的趨勢，而出口亞洲地區(qū)的焦炭比重大幅度增加。出口亞洲地區(qū)的焦炭數(shù)量變化也是如此。今年出口情況有所變化，前 9個月出口亞洲地區(qū)的焦炭總量已經(jīng)就達到了 515萬噸，基本上與 05年和 06年全年的出口量水平相當(dāng)。具有諷刺意味的是，歐洲一方面對中國減排和大量出口焦炭不滿，另一方面卻不能明顯降低自身對中國焦炭的依賴。由于預(yù)計 2021年出口焦炭配額大致同 2021年相當(dāng)，因此預(yù)計出口價格不大會出現(xiàn)大幅度下降。進入 2021年以來更是逐月環(huán)比上漲，在漲幅最大的第三季度平均價格達到了 203美元 /噸，比上年同期 144美元 /噸，累計上漲了近 60美元 /噸。但我國是煤炭利用大國，焦炭仍然是重要的工業(yè)產(chǎn)品，隨著能源危機的近一步擴展以及環(huán)境保護的壓力，煉焦化學(xué)品的回收成為煤炭工業(yè)關(guān)注的重要對象，為了獲得實際的經(jīng)濟回報，各企業(yè)不斷優(yōu)化設(shè)備，加強環(huán)境保護，提倡能源充分利用，使煉焦產(chǎn)品的回收與加工水平迅速提高，更快的實現(xiàn)了煤的高效利用。 焦?fàn)t煤氣中的氨可以用于制取硫銨，無水氨和濃氨水，硫酸銨是重要的農(nóng)用肥料， 市場有較大的需求量，所以現(xiàn)今大部分焦化廠都采用硫銨工段來回收煤氣中的氨。隨著我國的改革開放，先進的氨處理工藝逐步被引進，寶鋼的空噴塔法（又叫無飽和器法）生產(chǎn)硫銨工藝，石家莊焦化廠的氨焚燒工藝，攀鋼的無水氨 — 尿素工藝等，但引進投資太大，工藝復(fù)雜而未廣泛采用。 氨的用途、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及各類生產(chǎn)方法 關(guān)于產(chǎn)品硫酸銨 硫酸銨俗稱肥田粉，分子式為（ NH4） 2SO4，相對分子質(zhì)量： （根據(jù) 1989 年國際相對原子質(zhì)量），白色粉狀結(jié)晶，密度 （ 20℃），熔點為 531177。硫銨的水溶液為酸性， 1%溶液的 PH 值為 。 硫酸銨與堿類（燒堿、石灰）作用放出氨，通常不穩(wěn)定，在 100℃時開始分解。工業(yè)用 硫酸銨為白色結(jié)晶。易溶于水，是酸性肥料。之間。 硫酸銨結(jié)晶能吸收空氣中的水分而結(jié)成塊狀，在空氣濕度大，結(jié)晶顆粒小和含水量高時尤甚。 焦化廠生產(chǎn)的硫酸銨，由于雜質(zhì)的影響往往帶有綠色、藍色或灰色，結(jié)晶多為針狀、片狀或粉末狀，成型的顆粒小。 儲存運輸注意事項：防潮，儲存于通風(fēng)、干燥處。 硫酸銨質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB53588，其質(zhì)量等級按以下劃分： 指 標(biāo) 名 稱 工業(yè)品 農(nóng) 業(yè) 品 一 級 品 二 級 品 氮含量（以干基計） % ≥ 水分（ H2O） 含量 % ≤ 游離酸（ H2SO4）含量 % ≤ 鐵（ Fe）含量 % ≤ —— —— 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 砷（ As）含量 % ≤ —— —— 重金屬含量（以 Pb 計） % ≤ —— —— 睡不溶物含量 % ≤ —— —— 注：硫酸銨作農(nóng)業(yè)用時可不檢驗鐵、砷、重金屬和水不溶物含量等指標(biāo)。）硫酸銨質(zhì)量應(yīng)符合下表要求。 硫酸銨生產(chǎn)的方法 生產(chǎn)硫銨的方法及途徑很多，除了焦化廠中回收氨硫銨工藝，還有如以合成氨為原料生產(chǎn)硫酸銨的工藝等等。液體硫酸銨經(jīng)濃縮、冷卻結(jié)晶分離，即可得到固體硫酸銨，此工藝既解決了尾氣二氧化碳的污 染問題，又解決了原亞銨產(chǎn)品的滯銷問題。 又如得用氨水洗滌含硫煙氣制取硫酸銨，將發(fā)電廠的熱煙氣經(jīng)除塵后進入預(yù)洗滌器，與硫酸銨包和溶液并流接觸。 本設(shè)計是得用焦化廠剩余氨水及煤氣中的氨來生產(chǎn)硫酸銨，它是當(dāng)今化工業(yè)重要的生產(chǎn)硫酸銨工藝。即老式飽和器法，酸洗法，噴淋包和器法和間接飽和器法。 其工藝特點是，由上個工段來的煤氣了經(jīng)煤氣預(yù)熱器至飽和器的中央導(dǎo)管，經(jīng)分配傘穿過母液 層鼓泡而出。脫氨后的煤氣經(jīng)除酸器分離夾帶的酸霧后進入下一工段，沉積于飽和器底的硫銨結(jié)晶用結(jié)晶泵抽至結(jié)晶槽，經(jīng)離心分離干燥后得到成品硫銨。煤氣要經(jīng)過分配從母液層鼓泡而出，因此煤氣系統(tǒng)阻大，使得煤氣鼓風(fēng)機要提供較大的壓頭，硫銨的質(zhì)量也差。 氨的吸收過程主要是在酸洗塔中進行。出酸洗塔的煤氣經(jīng)除酸器后進入下一工段。含有小顆粒的硫銨結(jié)晶母液上升至結(jié)晶槽頂部，通過母液循環(huán)泵經(jīng)過母液加熱器后進入蒸發(fā)器，依靠真空蒸發(fā)而濃縮母液，濃縮后的母液再流至結(jié)晶槽。 酸洗法的特點：吸收和結(jié)晶在不 同設(shè)備中進行。酸洗塔是空噴塔，煤氣系統(tǒng)阻力小，但酸洗法工藝流程長，占地多，投資大。由上個工中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 段來的煤氣進入噴淋包和器的上段，分成兩路沿包和器水平方向流動。兩股煤氣匯合后從切線方向進入飽和器中心旋風(fēng)分離部分，除去夾帶的酸霧滴，從上部中心出口管離開到下一個工段。帶有小顆粒的母液上升至結(jié)晶室上部，大部分至母液循環(huán)泵，少部分至母液加熱器，用蒸汽加熱使母液溫度升高。 飽和器的上段設(shè)滿流管，保持液面并封住煤氣，使其不能進入下段，母液在上段與下段之間不斷循環(huán)，使母液中的晶核不斷長大，沉降在結(jié)晶室底部，用結(jié)晶泵抽至結(jié)晶槽，經(jīng)離心分離， 干燥后得成品硫銨。 噴淋式飽和器生產(chǎn)硫銨工藝，具有煤氣系統(tǒng)阻力小，結(jié)晶顆粒較大、硫銨質(zhì)量好。國內(nèi)有多農(nóng)自行設(shè)計制造的此種飽和器投入使用。用洗滌液蒸出的氣體生產(chǎn)硫銨，故稱間接法。由于是用氨汽來生產(chǎn)硫銨，操作溫度高，而飽和器尺寸又不比半直接法小，所以材質(zhì)要求高（德國牌號），投資大。 各類飽和器 焦?fàn)t煤氣先后通過硫銨工序的煤氣預(yù)熱器、飽幾器和除酸器時，由于預(yù)熱器和除酸器的結(jié)構(gòu)比較簡單，產(chǎn)生的阻力相對較?。s ），且較為穩(wěn)定。因此，阻力增加的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是飽和器。 較傳統(tǒng)的飽和器 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 傳統(tǒng)飽和器法生產(chǎn)工藝存在的問題 （ 1） 煤氣系統(tǒng)阻力較大，一般在 5000Pa～ 6000Pa；晶比較高或加酸加水時，系統(tǒng)阻力將高達 8000Pa左右。這不僅浪費煤氣資源，更重要的是嚴(yán)重惡化操作環(huán)境。 泡沸傘式飽和器 煤氣經(jīng)其中央管進入母液中，經(jīng)分配傘穿過母液層鼓泡而出，其中的氨即被母液吸收。 （ 2）由于噴灑液是從飽和器下部直接抽 取，母液中結(jié)晶含量較高，因此在晶比較高時，極易造成噴頭堵塞。 （ 4）隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐漸擴大及先進技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，基于半飽和器法生產(chǎn)硫銨工藝在實踐中存在的問題，越來越不適合現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。 1996年他們將其改造為飽和器硫銨生產(chǎn)工藝，選用了噴淋、泡沸型結(jié)晶型選擇沉淀飽和器噴淋 泡沸型飽和器結(jié)構(gòu)。飽和器主體用鋼板焊制成帶有頂蓋和底的圓筒體，并襯有防酸層。在煤氣進口管的下端設(shè)有煤氣分配傘。噴淋吸收裝置由 16組噴淋母液管和噴頭組成，分上下兩層均布在圓筒體的上部。離開母液層的煤氣在上升過程中與噴淋母液逆流接觸，完成母液對氨的二次吸收，最后煤氣從出口管進入除酸器，飽和器噴淋空間的噴淋密度為 6～ 9m3/()，母液循環(huán)量 50m3/h。由此而引起的阻力約為 ~。 噴淋式飽和器 噴淋式飽和器全部采用不銹鋼制作，噴淋式飽和器由上部的噴淋（吸收）室與除酸器和下部的結(jié)晶室組成，體外有整體保溫層。煤氣進入吸氣室后分成兩股，在本體與內(nèi)筒體間形成的環(huán)形室內(nèi)流動，與噴淋管噴出的母液接觸，然后兩股匯成一股進到飽和器的后室，被噴灑管噴出的二次母液噴淋，進一步吸收煤氣中的氨，再沿切線方向進入內(nèi)筒體 —— 內(nèi)置除酸器，旋轉(zhuǎn)向下進入內(nèi)套筒，由頂部煤氣出口排出。外套筒與內(nèi)套筒間形 成旋風(fēng)式除酸器，起到除去煤氣中夾帶的液滴的作用。在吸收室的下部設(shè)有母液滿流管，控制吸收室下部的液面，促使煤氣由入口向出口在環(huán)形室內(nèi)流動。在煤氣入口和煤氣出口、結(jié)晶室上部設(shè)有溫水噴淋裝置，以清洗吸收室和結(jié)晶室。 第一，噴淋式飽和器除氨，充分吸收煤氣中氨氣，明顯解決了氨氣對環(huán)境污染問題。 第二，設(shè)備阻力小，大大降低了風(fēng)機能耗，明顯地增加了經(jīng)濟效益。該飽和器的設(shè)計阻力不大于 2Kpa，經(jīng)實測，僅為 1Kpa，與其它形式的飽和器中國礦業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 相比，降低 ～ 6Kpa，有效地降低了煤氣鼓風(fēng)機的系統(tǒng)阻力，不僅使風(fēng)機的運行更加可靠平穩(wěn)，而且大大降低了風(fēng)機的能耗，明顯增加經(jīng)濟效益。噴淋式飽和器上部為三層套筒式結(jié)構(gòu)，