【正文】 KJ/h） KJ/h2. 硫銨的結(jié)晶熱 （1 Kgmol的硫銨但是結(jié)晶熱為10886 KJ/h） KJ/h3. 硫酸的稀釋熱（100% KJ/Kgmol） kJ/h 化學(xué)反應(yīng)熱共計 =2396642＋133429＋475478 =3005549 KJ/h飽和器總的輸出熱量為=＋＋＋＋＋＋ = ＋ ＋ ＋ ＋ ＋＋10840064 ＋3005549 =＋ KJ/ha) 煤氣從飽和器帶出的熱量煤氣飽和器帶出由于干煤氣和水汽所組成飽和器后煤氣溫度為60℃則1. 干煤氣帶出的熱量 36060= KJ/h2. 水汽帶走熱量 2339(+60)= KJ/h煤氣從飽和器帶出熱量 =+= KJ/hb) 結(jié)晶母液帶出熱量 (母液溫度為55℃) =(10+1)55= KJ/hc) 循環(huán)母液帶出熱量 =5055= KJ/hd) 飽和器熱損失飽和器熱損失相當(dāng)于循環(huán)母液熱損失的20%～25%,本設(shè)計取25%,循環(huán)母液在循環(huán)過程中降低6%左右.=5025%6= KJ/h總上 Q出=+++ = KJ/h由能量守恒得 Q入=Q出＋ = 則 t=℃ ℃ 飽和器結(jié)構(gòu)基本已定,通過計算主要確定直徑, Mpa,煤氣預(yù)熱器溫度為70℃,飽和器后煤氣露點溫度為50℃,飽和器后煤氣溫度為60℃. 煤氣初冷器后煤氣溫度為35℃ a) 預(yù)熱器后煤氣實際體積 360= m3/h 式中 ——1Nm3煤氣在35℃時,為水汽飽和器后的體積, m/s 其斷面面積為 = m3b) 飽和器后煤氣的實際體積360 m3/h式中 ——1 Nm3煤氣在50℃時,為水汽飽和后體積c) 飽和器內(nèi)環(huán)形截面積, m/s 則 ㎡d) 飽和器直徑 飽和器總截面積為 +=㎡直徑 D= m本設(shè)計采用噴淋式飽和器選用DN5000/SN3800 H=11260℃.設(shè)計兩臺一開一備. 除酸器作用是捕捉飽和器后煤氣所夾帶的酸滴,常用有擋板式和旋風(fēng)式,現(xiàn)代廣泛使用的是旋風(fēng)式除酸器.除酸器用鋼板焊合,內(nèi)壁及中央煤氣出口管的內(nèi)外表面均襯以防酸層.1. 煤氣進(jìn)口尺寸 m3,進(jìn)口煤氣速度不宜低于25 m/s,現(xiàn)取27 m/s,則煤氣進(jìn)口截面積 F= ㎡ 煤氣進(jìn)口采用矩形,設(shè)長邊長為h,短邊長為a,且b=2a則 F=ab=2a= a= m b=2a= m2. 煤氣出口直徑煤氣速度可采用4～8 m/s,本設(shè)計采用6 m/s,則出口內(nèi)徑為DN== m 若出口管用8㎜厚鋼板制成,內(nèi)外表面積各襯以5㎜厚的酚醛玻璃鋼,其外徑為: DW=+(+)2= m3. 除酸器內(nèi)徑除酸器內(nèi)環(huán)形截面寬度取與煤氣進(jìn)口寬度相等,則除酸器的內(nèi)徑,DN=DW+2a=+2= m4. 出口管內(nèi)部分高度為計算內(nèi)部分高度,應(yīng)先確定在環(huán)形空間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動速度,以及其在器內(nèi)環(huán)形空間內(nèi)停留時間, s 氣流旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)比進(jìn)口流量小2/7～3/8 WP=27(12/7)= m/s 此時氣流過長度為 L=WPT== m 煤氣回轉(zhuǎn)數(shù)為: n== m m/s時則煤氣通路高度為 h== m所以,出口管在器內(nèi)部分高度為: H=hn== m根據(jù)以上計算,選用除酸器尺寸如下: 外殼 (㎜) D=3520 H=4500 內(nèi)殼 (㎜) D=2200 H=3800本設(shè)計采用噴淋式飽和器,不用除酸器,此處僅做計算. H型臥式活塞離心機(jī),用于分離固體顆?！?㎜,固體重量≥30%的結(jié)晶塊狀懸浮液,該機(jī)加料分離洗滌等操作同時連續(xù)進(jìn)行,濾渣由一個反復(fù)運(yùn)動的活塞推動脈動地推送出去,這種離心機(jī)只有處理量 t單位產(chǎn)量耗電力有關(guān),已大量應(yīng)用化肥化工等工業(yè)部門,尤其是用在NH4HCO(NH)2SO4和尿素的生產(chǎn)上,要求處理能力: X24/15=24/15= kg/h= t/h 根據(jù)《化工設(shè)計手冊》選用臥式活塞推料離心機(jī)，型號為WH800BN，其主要參數(shù)： 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑長度 800400㎜ 轉(zhuǎn)速 700 r/min 推料次數(shù) 0～30次/min 推料行程 40 ㎜ 生產(chǎn)能力 ～6 t/h 分離因數(shù) 219 外形尺寸 長寬高 227016001400㎜ 電動機(jī)： 主電動機(jī) Y180M—4B3 功率: 油泵 Y160L—6——V1功率: 11KW 硫銨產(chǎn)量(干基) kg/h 每日操作時間 15 h 給料不均勻系數(shù) 進(jìn)干燥器硫銨含水量 2% 出干燥器硫銨含水量 % 進(jìn)干燥器硫銨溫度 15℃ 出干燥器硫銨溫度 68℃ 大氣溫度 50℃ 大氣相對濕度 84% 出干燥器空氣溫度 70℃ 熱風(fēng)器后空氣溫度 140℃ 通過沸騰層空氣平均壓力 3500pa G=510d kg/(h㎡) 式中 dp——固體顆粒平均直徑 ㎜ Pq——固體密度kg/m Pg——氣體密度kg/m3 Z——氣體粘度 原油 上式中各項數(shù)值計算如下1) dp的確定 dp= ㎜ 式中 X——篩分組成 % D——每級顆粒直徑 ㎜ 硫銨篩分分組 d1 (㎜) 2 X1 (%) 42 34 22 dp== ㎜2) Pg的確定在沸騰干燥器內(nèi)氣體溫度為105℃并假設(shè)操作壓力3500Mpa,則空氣流在實際操作狀態(tài)下密度 Pg= = kg/m3式中 ——空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度kg/m33) Pg為硫銨結(jié)晶比重取1770 kg/m34) Z為空氣粘度, 厘泊 綜上,將上述各值帶入公式得 G=510 = kg/(m3h) = kg/(m3s)將重量換算成線速度 V0=G/Pg=1) 在沸騰干燥器內(nèi)氣流實際操作速度,根據(jù)生產(chǎn)實踐,可取最底流態(tài)化速度V0的10倍,即 V=10V0=10= m/s2) 干燥器內(nèi)平均操作溫度及壓力下濕空氣體積計算如下干燥器處理負(fù)荷 24/25= kg/h原料含水量 = kg/h干燥器后殘留在硫銨中的水量為 = kg/h需蒸發(fā)水分為 = kg/h干燥器每處理1t硫銨(干基)需溫度50℃,相對濕度84%的干空氣1900 kg,則濕空氣體積為: = m3/h3) 所需干燥器沸騰床面積 F== ㎡根據(jù)《焦化設(shè)計參考資料》選用DN1740㎜定型沸騰干燥器一臺,㎡ 進(jìn)煤氣預(yù)熱器內(nèi)煤氣氣量 Nm3/h 68435 進(jìn)煤氣預(yù)熱器內(nèi)煤氣溫度 ℃ 45 出煤氣預(yù)熱器內(nèi)煤氣溫度 ℃ 70 加熱蒸汽壓力(絕熱) MPa 加熱蒸汽溫度 ℃ 1201) 輸入熱量Q入a) 煤氣帶入熱量Q1Q干煤氣=6843545= kJ/h式中 ——干燥氣化熱kJ/(m3k)Q水蒸汽=W1(+45) =(+45) = kJ/h式中 ——0～80℃水汽平均比熱 kJ/(㎏k)QH2S=6843545= kJ/h式中 ——0～80℃水汽平均比熱 kJ/(㎏k) ——1Nm3煤氣含H2S的量 kg/m3Q苯族烴=6843545= kJ/h式中 ——0～80℃苯族烴平均比熱 kJ/(㎏k) ——1Nm3煤氣中含苯族烴的量 kg/m3Q氨=459..8645= kJ/h∴Q入= Q干煤氣+ Q水蒸汽+ QH2S+Q苯族烴+ Q氨 = =X熱蒸汽放出熱量為:Q2 Q出=Q1+Q2=X+Q22) 輸出熱量 Q出a) 煤氣帶出熱量 干煤氣=6843570= KJ/h 水蒸氣=(+70)= KJ/h H2S=6843570= KJ/h 苯族烴=6843570= KJ/h 氨=70= KJ/h1=干煤氣+水蒸氣+H2S +苯族烴+氨 = KJ/hb) 散熱損失熱量一般取散熱器損失熱量為換熱器熱量的5%左右,即2= Q2換熱器的熱量即為飽和水蒸氣放出的熱量,即 Q出=1+2=+ Q2 令Q出=Q入 即 10521298+Q2=+ Q2 ∴Q2= KJ/h ∴水蒸氣的耗量: = ㎏/h 式中 ——飽和水蒸氣冷凝潛熱 KJ/㎏c) 預(yù)熱器造型平均溫度: t=(47+70)/2= ℃進(jìn)預(yù)熱器時煤氣壓力取 2000 ㎜H2O(表壓)出預(yù)熱器時煤氣壓力取 1800 ㎜H2O(表壓)則平均壓力為:1900 ㎜H2O(表壓)而實際條件下,煤氣流量為: = Nm3 式中 433——30℃是水蒸氣分壓 ㎜H2O 按設(shè)計要求,每小時處理1000Nm3煤氣需加熱面積3 m3,則需加熱面積為: F=3/1000= ㎡ 由于計算假設(shè)出煤氣預(yù)熱器煤氣溫度為70℃,而實際生產(chǎn)中只要加熱到60～70℃℃之間即可. ∴根據(jù)《焦化設(shè)計參考資料》可選用 F=202 ㎡的換熱器其參數(shù)如下: 直徑 2020 ㎜ 長2110 ㎜ 加熱管直徑厚度 ㎜3㎜ 加熱管長度管數(shù) 2110㎜611 煤氣流通截面積 ㎡ 保溫面積 ㎡ 蒸氨塔的計算1) 基本數(shù)據(jù)的確定原始數(shù)據(jù)：進(jìn)料溫度 50℃ 分凝器后產(chǎn)品濃度 10% 塔頂溫度 102℃ 塔頂壓力 塔底溫度105℃ 塔底壓力 回流溫度90℃ 進(jìn)料量 廢水濃度 進(jìn)料量F及濃度XF F= t/h XF=100%=%參考《煉焦化學(xué)品回收與加工》附表5，得氨水在水溶液里及液面上蒸汽內(nèi)的含量為Y1=%2) 氨分縮器后成品氨氣溫度的確定XD=10%,設(shè)在蒸氨塔里的氨回收率為99%,則氨為: 99%10/1000≈氨氣混合物 D=247。10%= kg/h水蒸汽的量 (110%)= kg/h 或 Nm3/h則氨氣在氣體混合物中的分壓為: PS=8503) 分縮器后回流液含氨濃度的確定出成品氨的濃度為10% 即XD=10% 查《煉焦化學(xué)品回收與加工》中附表5得,回流液濃度為XR=% 則進(jìn)料熱狀況: q=將1Kmol進(jìn)料變?yōu)轱柡驼羝璧臒崃?原料液的Kmol汽化熱 = =≈1 即:YF=YP XF=Xq ∴Rmin= ==一般取R=(～2) Rmin 現(xiàn)取 R= Rmin=4) 物料平衡輸入物料進(jìn)料量 F=含氨量=10%= kg/h因 D=回流量 L=RD== kg/h輸出物料塔頂蒸汽量 V=(R+1)D== kg/h廢水量 W=FD+