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焦?fàn)t煤氣中氨回收工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-在線(xiàn)瀏覽

2024-08-07 23:09本頁(yè)面
  

【正文】 的煤氣經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱至60~70℃或更高溫度[10]。采用不飽和的酸性母液作為吸收液,用吸收塔(酸洗塔)代替飽和器,在酸洗塔內(nèi)生成硫酸銨。它分為氨的吸收蒸發(fā)結(jié)晶和分離干燥。操作條件可以分別控制,能夠得到大顆粒的硫銨結(jié)晶,且提高了硫銨的質(zhì)量。利用的主要設(shè)備有真空蒸發(fā)結(jié)晶器(上部分是蒸發(fā)器,下部分是結(jié)晶槽)、空噴酸洗塔等。①半直接法,首先將焦?fàn)t煤氣冷卻至25~35℃,經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓后,再經(jīng)電捕焦油器除去煤焦油霧,然后進(jìn)入硫酸銨飽和器內(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。②間接法,采用間接法生產(chǎn)出的硫酸銨質(zhì)量好,但是蒸汽消耗量大,蒸餾設(shè)備較為龐大,因此生產(chǎn)應(yīng)用受到一定的限制,只有個(gè)別焦化企業(yè)配合煤氣脫硫采用此法。此法在負(fù)壓下回收工藝系統(tǒng)中生產(chǎn)出了高質(zhì)量的硫酸銨。但是此法在初冷器得到的冷凝氨水正好全部補(bǔ)充到循環(huán)氨水中,由于沒(méi)有剩余氨水產(chǎn)生,因而可省去蒸氨設(shè)備和節(jié)省能量。而后在飽和器中,煤氣中的氨被硫酸吸收而生產(chǎn)硫酸銨。所以操作中必須定期進(jìn)行酸洗和水洗。在正常生產(chǎn)時(shí)又將這些母液抽回飽和器以作補(bǔ)充。這些都是鼓泡式飽和器存在的缺點(diǎn)。從經(jīng)濟(jì)觀(guān)點(diǎn)分析,硫銨工藝是否可行受硫酸和硫銨的市場(chǎng)價(jià)格影響較大。第二章 工藝流程 采用鼓泡式飽和器法進(jìn)行氨回收,用于生產(chǎn)硫酸銨。1煤氣預(yù)熱器;2飽和器;3除酸器;4結(jié)晶槽;5離心機(jī);6螺旋輸送機(jī)7沸騰干燥器;8送風(fēng)機(jī);9熱風(fēng)機(jī);10旋風(fēng)分離器;11排風(fēng)機(jī);12滿(mǎn)流槽;13結(jié)晶泵;14循環(huán)泵;15母液貯槽;16硫酸銨貯斗;17母液泵;18細(xì)粒硫酸銨貯斗;19硫酸銨包裝機(jī);20膠帶運(yùn)輸機(jī);21硫酸高置槽將焦?fàn)t煤氣冷卻至25~35℃,經(jīng)由鼓風(fēng)機(jī)和電捕焦油器進(jìn)入煤氣預(yù)熱器1。預(yù)熱后的煤氣沿飽和器中央煤氣管進(jìn)入飽和器,經(jīng)泡沸傘從酸性母液中鼓泡而出,同時(shí)煤氣中的氨被硫酸所吸收,煤氣出飽和器進(jìn)入除酸器3,捕集其夾帶的酸霧后,被送往粗苯工段。飽和器底部的結(jié)晶被抽到結(jié)晶槽4,在結(jié)晶槽內(nèi)使結(jié)晶長(zhǎng)大并沉降于槽底部。離心分離的母液于結(jié)晶槽流出的母液一同自流回到飽和器中。為了使飽和器內(nèi)煤氣與母液接觸充分,必須使煤氣泡沸傘在母液中有一定的液封高度,并保證飽和器內(nèi)液面穩(wěn)定,為此在飽和器上還設(shè)有滿(mǎn)流口,從滿(mǎn)流口溢出的母液經(jīng)插入液封內(nèi)的滿(mǎn)流管流入滿(mǎn)流槽12,以防止煤氣逸出。因有一定的噴射速度,故飽和器內(nèi)母液被不斷循環(huán)攪動(dòng),以改善結(jié)晶過(guò)程。在吸收氨的同時(shí)吡啶堿也被吸收下來(lái)。飽和器中母液經(jīng)水管入滿(mǎn)流槽,由此用泵打回到飽和器的底部,這樣構(gòu)成母液循環(huán)系統(tǒng),并在器內(nèi)形成上升的母液流,進(jìn)行攪拌。 含量為72%~78%的硫酸自高位槽加入飽和器。硫酸銨結(jié)晶漿液在離心機(jī)分出結(jié)晶,結(jié)晶含水分1%~2%,于干燥器中脫水后送去倉(cāng)庫(kù)。為此,飽和器需定期用熱水和借助于加酸進(jìn)行洗滌。預(yù)熱器前煤氣溫度與初冷后的煤氣溫度及煤氣在鼓風(fēng)機(jī)的溫升有關(guān)。為了蒸發(fā)飽和器中多余水分,保持飽和器內(nèi)的水平衡,以防止母液被稀釋?zhuān)M(jìn)入飽和器的煤氣必須經(jīng)過(guò)預(yù)熱,其預(yù)熱溫度按飽和器熱量平衡計(jì)算確定。當(dāng)吡啶裝置生產(chǎn)時(shí),氨氣全部進(jìn)入飽和器,預(yù)熱器后煤氣溫度一般控制為70~80℃。飽和器的溫度制度是依據(jù)飽和器的水平衡制定的。 酸度4%和8%的母液溫度與母液液面上水蒸氣壓的關(guān)系曲線(xiàn)母液溫度影響晶體成長(zhǎng)速度。同時(shí),由于晶體增長(zhǎng)速度也變快,故可將溶液的過(guò)飽和程度控制在較小范圍內(nèi),減小晶核生成。實(shí)際上,母液溫度是根據(jù)器內(nèi)的水平衡確定的。這樣不僅影響氨和吡啶鹽基的回收率,而且設(shè)備的腐蝕加劇,同時(shí)影響硫酸銨質(zhì)量。酸度為4%和8%,提高母液酸度和母液中硫酸銨的含量以及降低母液的溫度時(shí),均會(huì)使母液液面上水蒸氣壓降低。因此在飽和器內(nèi)母液適宜溫度應(yīng)比最低溫度高。適宜的母液溫度是在保持在保證母液不被稀釋的條件下,采用較低的操作溫度,并使其保持穩(wěn)定均勻。母液酸度對(duì)硫酸銨結(jié)晶影響較大。酸度小時(shí),除使氨和吡啶的吸收不完全外,還容易造成飽和器堵塞。一般情況下,當(dāng)母液酸度維持在4%~6%是比較合適的。為此應(yīng)采用飽和器連續(xù)加酸和深度加酸。加酸一般將母液酸度提高到12%~14%,深度加酸一般將母液酸度提高到20%~25%。為使飽和器母液酸度和溫度均勻,結(jié)晶顆粒能在母液中呈懸浮狀態(tài),最有效的措施就是對(duì)母液進(jìn)行攪拌。同時(shí)結(jié)晶顆粒增大后也相應(yīng)地提高了離心機(jī)的處理能力。用泵循環(huán)攪拌時(shí),母液循環(huán)量應(yīng)不小于飽和器內(nèi)母液容積的2~3倍[13]。晶比要控制適當(dāng),晶比太大時(shí),相對(duì)減少了氨與硫酸反應(yīng)的容積,不利于氨的吸收,并使母液攪拌的阻力加大,導(dǎo)致母液攪拌不良,也易造成飽和器的堵塞。結(jié)晶槽中保持一定的結(jié)晶厚度,對(duì)保證硫酸銨質(zhì)量和穩(wěn)定離心機(jī)的操作極為重要。一般宜將結(jié)晶層厚度控制在結(jié)晶槽高度的1∕3。要求放入離心機(jī)的料漿和料漿的結(jié)晶濃度保持穩(wěn)定,否則離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)料層厚度不容易均勻,影響分離效果。用熱水洗滌能更好地從結(jié)晶表面去油類(lèi)雜質(zhì),并能防止離心機(jī)篩網(wǎng)被細(xì)小油珠堵塞。 離心機(jī)的洗水量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量也有顯著影響。另外水洗量過(guò)多也會(huì)破壞飽和器的水平衡。 在生產(chǎn)吡啶時(shí),采用凈化后的脫吡啶母液洗滌離心機(jī)內(nèi)硫酸銨,可進(jìn)一步降低離心機(jī)內(nèi)硫酸銨游離酸含量。沸騰干燥器的正常運(yùn)行,首先是給料的均勻和水分的穩(wěn)定,其次是根據(jù)來(lái)料情況調(diào)節(jié)溫度和風(fēng)壓,并及時(shí)搗碎器內(nèi)結(jié)塊,使物料保持沸騰狀態(tài)。操作要點(diǎn)如下:(1)開(kāi)車(chē)前,干燥器內(nèi)的固定層應(yīng)攪拌均勻,保持料層厚度在100mm左右。(3)塊狀物料或水分大于3%的濕料不能投入干燥器內(nèi),以防堵塞。根據(jù)下料量進(jìn)行調(diào)整,保持干燥器進(jìn)料口處風(fēng)壓為零。母液中含有可溶性和不溶性雜質(zhì)。母液中的雜質(zhì)不僅影響硫酸銨晶體的成長(zhǎng)和晶型,而且還使在單位時(shí)間內(nèi)晶體體積總增長(zhǎng)量小于同一時(shí)間內(nèi)在飽和器中形成的硫酸銨量,引起母液的過(guò)飽和程度增加,這不僅使硫酸銨晶體強(qiáng)度降低,同時(shí)還會(huì)形成大量針狀晶核,迅速充滿(mǎn)溶液中,破壞正常操作。雜質(zhì)對(duì)晶體生長(zhǎng)機(jī)制的影響有以下幾種情況:晶面吸附雜質(zhì)或離子后被毒化,不再是生長(zhǎng)的活性點(diǎn),柱型結(jié)晶變成針型;吸附雜質(zhì)后,晶體生長(zhǎng)時(shí)需要排除雜質(zhì),導(dǎo)致速率下降,晶粒??;雜質(zhì)的存在使介穩(wěn)區(qū)縮小,導(dǎo)致生成大量晶核。其多半來(lái)自硫酸、腐蝕設(shè)備或工業(yè)用水帶入;此外,隨煤氣帶入的煤焦油霧,有時(shí)也會(huì)與母液形成穩(wěn)定的乳濁液附著在晶體表面,阻止晶體的成長(zhǎng)。這些雜質(zhì)既阻礙硫酸銨結(jié)晶的長(zhǎng)大,又使硫酸銨著色。 第三章 物料衡算和熱量衡算進(jìn)行飽和器的物料衡算和熱量衡算,對(duì)分析飽和器的操作及制定硫酸銨生產(chǎn)的正常溫度制度具有重要意義。然而通過(guò)熱平衡計(jì)算則可以確定飽和器操作過(guò)程中是否需要補(bǔ)充熱量[2,15]。原始數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:項(xiàng)目數(shù)值焦?fàn)t氣處理量m3/h220001 t干煤的煤氣發(fā)生量/m3340焦?fàn)t干煤裝入量/(t/h)氨的產(chǎn)率(揮發(fā)氨)/%剩余氨水量/(t/h)剩余氨水含氨量/(g/kg)初冷器后煤氣溫度/℃30蒸餾1m3稀氨水用直接蒸氨汽量/kg100蒸氨塔廢水含氨量/(g/L)分縮器后氨氣溫度/℃98飽和器后煤氣壓力(表壓)/kpa飽和器后煤氣允許含氨量/(g/m3)硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%78 煤氣中氨含量為1%~%,帶入飽和器的氨量:煤氣量:煤氣帶入飽和器的氨量:飽和器后隨煤氣帶走的氨量:由蒸氨柱的氨氣帶入飽和器的氨量:飽和器內(nèi)被硫酸吸收的氨量:入飽和器出飽和器項(xiàng)目kg/h項(xiàng)目kg/h煤氣帶入氨氨氣帶入氨共 計(jì)硫酸吸入的氨煤氣帶走的氨共 計(jì)硫酸銨產(chǎn)量(干):式中 132—硫酸銨的相對(duì)分子質(zhì)量17—氨的相對(duì)分子質(zhì)量換算為78%的硫酸為: 式中98—硫酸的相對(duì)分子量氨的損失率:飽和器內(nèi)的水分主要是由煤氣和氨氣帶入的,其余的為硫酸帶入以及離心機(jī)、飽和器和除酸器的洗水等。(1)帶入飽和器的水量 煤氣帶入水:
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