［荐］44642万m3_h焦炉煤气中氨回收工艺设计毕业论文［论文报告］

［荐］44642万m3_h焦炉煤气中氨回收工艺设计毕业论文［论文报告］内容摘要：

5 g / m3 4 0 1 3 0  相应的， 31m 煤气中水蒸气体积为： 35 6 .5 2 2 .4 0 .0 7 0 31 8 1 0 0 0 m  混合气体中水汽所占体积为： %  取饱和器后煤气表压为 ，则水蒸气分压为 ( 1 0 1 .3 3 1 1 .7 7 ) 6 .5 7 % 7 .4 3 k Pa   ③ 母液最低温度的确定 母液液面上的水蒸气分压等于煤气中的水蒸气分压，查图 可得：若使煤气 带 14 走这些水分，必须使用母液液面分压大于煤气中蒸汽分压，使之产生推动力，即：1 2p p p。 由于煤气在饱和器中停留的时间短，不可能达到平衡，所以，实际上母液液面上的水蒸气分压为： 1 gp Kp （ 31） 式中 K— 平衡偏离系数，其值为 ～ ，取 ； 则 1 1 . 5 7 . 4 3 1 1 . 1 4 5 k P ap    由图 得：当母液酸度为 4%和 8%时，与 1  相对应的母液适宜温度分别 50℃ 及 55℃。 当酸度为 6%时， 可取平均值 ℃。 以上的物料平衡计算数据如表 所列： 表 物料平衡数据表 项 目 数 值 单位 硫酸铵产量 kg/h 硫酸消耗量 kg/h 氨损失率 % 带入饱和器总水量 2497 kg/h 饱和器出口煤气中水蒸气分压 kPa 母液最低温度 ℃ 煤气预热温度 T ℃ 热量衡算 热平衡以 0℃ 为基准。 输入热量 Q入 煤气带入的热量1Q ①干煤气带入热量： 3 4 0 1 3 0 1 .4 6 5 6 4 7 5 3 tk J /h  t 式中 — 干煤气比热容 kmKJ 3/ ； t— 煤气预热 温度 /℃ ； ②水蒸气带入热量： 1 5 5 5 . 8 4 ( 2 4 9 1 1 . 8 3 4 t ) 3 8 7 5 5 9 7 . 4 4 2 8 5 3 . 4 t k J / h    15 式中 — 0~80℃ 时水蒸气的比热  kJ/kg k ； 2491— 水在 0℃ 的蒸汽热， kJ/kg ； ③氨带入的热量： 3 4 4 . 0 1 2 . 1 0 6 t 7 2 4 . 4 9 tk J /h 式中 — 氨的比热  kJ/ kg k ； 煤气中所含的苯族烃，硫化氢等组分含量少，在饱和器的前后引起的热量变化甚微，故可忽略不计。 由因吡啶装置未生产，吡啶基在饱和器中被吸收的极少，也不予考虑。 煤气带入饱和器的总量为： 1Q 6 4 7 5 3 t 3 8 7 5 5 9 7 4 4 2 8 5 3 . 4 t 7 2 4 . 4 9 t    kJ/ h 氨气带入2Q 水蒸气带入热：  3 4 2 . 9 5 4 2 4 9 1 1 . 8 4 9 8 9 1 6 1 4 0 k J / h    3 8 . 1 0 6 2 . 1 2 7 9 8 7 9 4 3 k J /h   则 2Q924083kJ/h =916140+7943=924083kJ/h 硫酸带入热量3Q 3 1 4 0 7 . 1 4 1 . 8 8 2 2 0 5 2 9 6 4 . 7 k J / hQ     式中 — 质量浓度为 78%硫酸在 20℃ 时的比热容  kJ/ kg k 洗涤水带入热量4Q 4 ( 2 0 0 8 8 . 7 ) 4 . 1 7 7 6 0 7 2 3 5 4 k J / hQ      式中 — 60℃ 时水的比热容，  kJ/ kg k。 结晶槽回流母液带入热量5Q 取回流母液温度 45℃ ，母液量为硫酸铵的产量的 10 倍， 则 : 5 1 4 7 8 . 3 6 1 0 2 . 6 7 6 4 5 1 7 8 0 2 4 1 k J / hQ      式中 — 母液的比热容，  kJ/ kg k 16 循环母液带入热量6Q 取循环母液温度为 50℃ ，母液量为硫酸铵产量的 60 倍 则 : 6 1 4 7 8 . 3 6 6 0 2 . 6 7 6 5 0 1 1 8 6 8 2 7 4 k J / hQ      式中 — 母液的比热容，  kJ/ kg k 化学反应热7Q 这部分热量包括硫酸稀释热氨与硫酸的反应热、硫酸铵结晶热的总和。 ①硫酸稀释热 1q （由 78%→6% ）： 每 1mol 硫酸 稀释热计算公式：12112 n n74776q ( ) （ 32） 式中 1n ， 2n — 分别为稀释后和稀释前水与酸的物质的量之比： 194 18 6 98n (硫酸质量分数 6%)122 18 78 98n (硫酸质量分数 78%) 则 1 8 5 . 3 9 6 3 1 . 5 3 5 6 1 4 0 7 . 1 4 7 8 %7 4 7 7 6 ( )1 . 7 9 8 3 8 5 . 3 9 6 3 1 . 7 9 8 3 1 . 5 3 5 6 9 8q    434478kJ/h ②稀 硫酸 与氨气反应生成 硫酸铵 水溶液的反应热 2q ： 2 1955 24= 2189 809. 55132q kJ/h 式中 195524— 稀硫酸与氨气反应生成硫酸铵水溶液的反应热 ③硫酸铵结晶热 3q ： 314 78 .3 6q 10 88 6= 12 19 19 .9 kJ/h132  式中 10886— 硫酸铵结晶热 J/mol 则 7 1 2 3Q q q q 2 7 4 6 2 0 8 k J / h     总入热量 Q入： 1 2 3 4 5 6 7Q Q Q Q Q Q Q Q21319722. 1 4 68330. 9t kJ / h      入 =+ 输出热量 Q出 17 ①煤气带出热 1Q ： 3 4 0 1 3 0 1 . 4 6 5 5 5 3 5 6 1 4 1 5 k J /h    ：  2 4 9 7 2 4 9 1 1 . 8 3 4 5 5 6 4 7 1 8 9 9 k J / h    则 1Q = 1 0 0 3 3 3 1 4 .4 k J /h ②结晶母液带出热 2Q  2Q 1 3 6 2 . 6 1 1 0 2 . 6 7 6 5 5 2 2 0 6 0 2 2 k J / h       ③循环母液带出热 3Q 3Q 1 4 7 8 . 3 6 6 0 2 . 6 7 6 5 5 1 3 0 5 5 1 0 1 . 5 k J / h      ④饱和器散失热量 4Q 4 12Q aF(t t )  （ 33） 式中 a— 结晶系数，取  3m h kkJ/ 。 F— 饱和器表面积，（当直径为 5m时， F≈200 2m ）； 1t — 饱和器壁温度，取 45℃ ； 2t — 大气温度，取 20℃ 4 12Q aF(t t )  = 2 0 . 9 2 0 0 ( 4 5 2 0 ) 2 7 1 7 0 0 K J / h     输出热总量 Q出： 1 2 3 4Q Q Q Q Q 2 5 7 5 3 5 5 1 . 2 k J / h       出 以上的热量平衡计算数据如表 所列： 表 热平衡数据表 （ 热平衡以 0℃ 为基准） 热输入项目 数值 kJ/h 热输出项目 数值 kJ/h 煤气带入热量 1Q + 煤气带出热量 1Q 氨气带入热量 2Q 924083 结晶母液带出热量 2Q 硫酸带入热量 3Q 循环母液带出热量 3Q 18 热输入项目 数值 kJ/h 热输出项目 数值 kJ/h 洗涤水带入热量 4Q 72354 饱和器散失热量 4Q 271700 结晶槽回流母液 带入热量 5Q 1780241 —— —— 循环母液带入热量 6Q 11868274 —— —— 化学反应热 7Q 2746208 —— —— 合计 + 合计 由热平衡关系，得： 5 7 5 3 5 5 8 3 3 1 3 1 9 7 2 2  t t≈℃ 实际操作中煤气预热温度控制在 60～ 70℃。 当使用硫酸质量浓度为 92%～93%时，由于稀释热增大，而带入的水分减少，故有时煤气不经预热仍可维持饱和器水平衡。 19 第 4 章 饱和器法回收氨的主设备计算 饱和器 饱和器用钢板焊制，具有可拆卸的顶盖和锥底，材质最好采用耐酸不锈钢，否则内壁需衬以防酸层。 查阅文献 [14,15]得知，防酸层可用石油沥青、油毡纸，耐酸瓷砖等要求砌衬。 饱和器顶盖内表面及中央煤气管外表面及下段内表面，由于经常接触酸雾和酸液，均需焊铅板衬层。 在中央煤气管下端装有煤气泡沸伞，沿泡沸伞整个圆周焊有弯成一定弧度的导向叶片，构成了弧形管道，使煤气均匀分布而出并泡沸穿过母液，以增大气液相接触面积，并使饱和器内上层母液剧烈旋转。 泡沸伞浸入母液深层（或称浸没深度）是指泡沸伞煤气出口上缘至饱和器满流口下缘的垂直距离。 煤气通过饱和器的阻力主要与浸没深度有关。 一般情况下，泡沸伞的浸没深度不小于 200mm。 泡沸伞可用硬铅（ 85%铅和 15%锑合金）浇铸，也可用用镍铬钛不锈钢焊制， 或用石棉酚醛树脂制作。 为了增大结。