【正文】 g 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。 － 179。 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。所以實(shí)際上母液面上的水蒸氣分壓： PL=K Pg 式中 K—— 平衡偏離系數(shù)，其值約為 ～ 當(dāng) K= 時(shí)，則 PL= Pg=179。 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℃ 。 輸入熱量： 、煤氣帶入的熱量 Q1： ① 干煤氣帶入的熱量 Q=179?！妫? t—— 煤 氣預(yù)熱溫度 ② 水汽帶入的熱量（煤氣中的水分）： Q=179?！妫? 595—— 水在 0℃時(shí)的蒸發(fā)熱（ kcal/㎏） t—— 煤氣預(yù)熱溫度（℃） 課程設(shè)計(jì)說明書 10 ③ 氨帶入的熱量： Q=179?！妫? 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。 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=179。 20= kcal/h 式中 —— 硫酸消耗量（㎏ /h） —— 濃度為 %硫酸的比熱（ kcal/kg178。 179?！妫? 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=179。 179?！妫? 、循環(huán)母液帶入的熱量 Q5： 課程設(shè)計(jì)說明書 11 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=179。 179?！妫? 、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=279500－（ 2179。 46700= kcal/h 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 硫銨的結(jié)晶熱為 kcal/㎏，則 每 kmol 的結(jié)晶熱為： q2=179。（ 1－ 8%）179。 179?！妫? 課程設(shè)計(jì)說明書 12 ② 水汽帶出的熱量 Q=179。 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/㎏178。（ 1＋ 10）179。 55= 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/㎏178。 60179。 55= 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/㎏178。循環(huán)母液溫度在循環(huán)過程中降低5℃，則 Q4*=179。 179。 25%= 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/㎏178。 四、 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%。 滿流槽內(nèi)液封的高度 應(yīng)大于鼓風(fēng)機(jī)全壓。 除酸器宜用旋流板除酸器，也可選用旋風(fēng)除酸器。 硫銨結(jié)晶的分離應(yīng)采用耐腐蝕的連續(xù)離心機(jī)，并設(shè)置備機(jī)。 預(yù)熱器宜采用立式，以利于焦油流動(dòng)。 飽和器 飽和器是硫銨工段的主體設(shè)備，大型焦化常用 的是外部除酸式飽和器。 原始數(shù)據(jù)： 煤氣流量 Nm3/h 飽和器前煤氣壓力 mmH2O 1800 飽和器阻力 mmH2O 600 預(yù)熱器后煤氣溫度 ℃ 67 飽和器后煤氣露點(diǎn)溫度 ℃ 45 飽和器煤氣溫度 ℃ 55 初冷器后煤氣溫度 ℃ 30 、預(yù)熱器后煤氣實(shí)際體積 hmV / 3 9 6 5302 7 3 672 7 3 8 0 07 6 07 6 01 5 0 9 6 7 3???????? 式中 —— 煤氣流量（ Nm3/h） —— 1Nm3煤氣在 30℃時(shí)水汽飽和后的體積。 1200—— 飽和器后煤氣表壓（ mmH2O） 55—— 飽和器煤氣溫度（℃） 45—— 飽和器后煤氣露點(diǎn)溫度（℃） 、飽和器內(nèi)環(huán)形截面積 取飽和器內(nèi)環(huán)形截面上煤氣流速為 m/s。 旋風(fēng)除酸器的尺寸可按下述計(jì)算確定： 原始數(shù)據(jù) 出飽和器煤氣實(shí)際體積 煤氣中酸霧最小顆粒 16μ m 、除酸器進(jìn)口的尺寸 進(jìn)口煤氣速度不得低于 25m/s，現(xiàn)取為 26 m/s，則煤氣進(jìn)口截面積為： ??? 煤氣進(jìn)口采用矩形，長(zhǎng)邊 a 對(duì)短邊 b 之比取為 a/b=，則F== b= a= 、出口管的直徑： 出口管的煤氣流速可取為 4～ 8m/s，現(xiàn)取為4m/s。 2）179。 2= Dm= D1*＋ D2=+= 、出口管在器內(nèi)部分高度 出口管在器內(nèi)部分的高度為有效分離高度。 70%=當(dāng)煤氣中酸霧最小顆粒的直徑為 16μ m，為將其捕集下來，煤氣在環(huán)形空間停留的時(shí)間 T 應(yīng)為 ，這樣煤氣流過的長(zhǎng)度： L=W179。 = 煤氣在器內(nèi)的回轉(zhuǎn)周數(shù)為： 2DLn m????? ? 當(dāng)環(huán)形通道寬 b=，旋轉(zhuǎn)速度為 W=，則煤氣通路的高度為： 5 0 6 0 0 6 8 0 3h ???? 出口管在器內(nèi)部分的高度為： H=h179。 = 煤氣預(yù)熱器 煤氣預(yù)熱器為單層列管式換熱器，用法蘭聯(lián)接在煤氣管道上，煤 氣走管程，加熱用的低壓蒸汽走殼程。 原始數(shù)據(jù) 煤氣流量 Nm3/h 預(yù)熱器前煤氣溫度 ℃ 55 預(yù)熱器后煤氣溫度 ℃ 67 預(yù)熱器內(nèi)煤氣平均壓力 mmHg 872（絕壓） 、進(jìn)入預(yù)熱器的煤氣體積 煤氣的平均溫度 C 6055 ?? ，平均壓力為 872 mmHg，故實(shí)際體積為： hmV /872760760760273 3?????? 式中 760—— 1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的毫米汞柱 273—— 冰水混合物的絕對(duì)溫度 （ K） 依經(jīng)驗(yàn)得加熱面積為： 1 21 0 0 7 4 4 6 mS ??? 干燥器 經(jīng)離心機(jī)分離出來的硫銨結(jié)晶含有約 2%的水分，須經(jīng)干燥降至 %以下。沸騰床式干燥器具有體積小、干燥速度快、生產(chǎn)大、容積干燥強(qiáng)度大、工作環(huán)境好、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。 、干燥器主要尺寸的確定： 原始數(shù)據(jù) 硫銨產(chǎn)量（干基） ㎏ /h 每天操作時(shí)間 h/d 15 進(jìn)干燥器的硫銨含水 % 2 出干燥器的硫銨含水 % 進(jìn)干燥器的硫銨溫度 ℃ 15 出干燥器的硫銨溫度 ℃ 68 課程設(shè)計(jì)說明書 18 大氣溫度 ℃ 5 相對(duì)濕度 % 84 出干燥器的空氣溫度 ℃ 70 空氣加熱器后的空氣溫度 ℃ 104 、沸騰床最低流態(tài)化速度的確定 當(dāng)熱空氣流通過沸騰床干燥器硫銨顆粒床層的流速大到使全部顆粒剛好進(jìn)入懸浮狀態(tài)時(shí)，顆粒與氣體間的摩擦力與其重量平衡，且通過此床層的任一截面的壓降大致等于在該截面上顆粒和流體的重量，則可認(rèn)為床層剛剛流化，并稱之為處于臨界流化狀態(tài)的床層。 最低流態(tài)化速度可按下式計(jì)算（煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工）： G 臨流 =179。 179。 m2 式中 dp—— 固體顆粒的平均直徑（ mm） g? —— 氣體密度（㎏ /m3） s? —— 固體密度，為硫銨結(jié)晶的真比重（㎏ /m3） Z—— 氣體粘度（厘泊，用 Cpa 表示） 上式適用的條件是雷諾數(shù)是 Re= dp G 臨流 /Z＜ 10，若大于 10，則另對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校正。 h 或 ㎏ /m2178。 干燥器主要尺寸的確定 ① 沸騰床干燥器內(nèi)氣體流速取最低流態(tài)化速度的 10 倍： υ =υ 臨速 179。 10= m/s ② 在干燥器內(nèi)平均操作溫度及壓力下的濕空氣體積： 干燥器的處理負(fù)荷（按一晝夜工作 15 小時(shí)計(jì)） h/kg3 1 4 8 915249 3 0 . 8 2M ??? 式中 —— 硫銨產(chǎn)量（干基） ㎏ /h 15—— 每天操作時(shí)間 h/d 原料含水量： h/3 0 . 3 9 4 k g2%%21 3 1 4 8 9M ???? 式中 2%—— 進(jìn)干燥器的硫銨含水 干燥后殘留在硫銨中的水量： h/1 . 4 9 k g0 . 1 %% 3 1 4 8 9M ???? 式中 %—— 出干燥器的硫銨含水 課程設(shè)計(jì)說明書 20 則需蒸發(fā)的水量： M=－ = ㎏ /h 按設(shè)計(jì)定額，干燥器每處理 1t 硫銨（干基）需溫度為 5℃，相對(duì)濕度為 84%的空氣 1500kg，每公斤空 氣含水 克，則隨熱風(fēng)帶入的水分為