年产焦炭70万吨焦化厂回收车间硫铵工段的工艺设计

课程设计说明书I专业班级学生姓名课程名称设计名称年产70万吨焦化厂硫铵工段的初步设计设计周数指导教师设计任务主要设计参数剩余氨水含氨量g/L3.5焦炉湿煤装入量t/h105（70万吨时为105）配煤水分%8.0化合水%2.0煤气发生量Nm3/t干煤330初冷器后煤气温度℃30剩余氨水含氨量g/L3.5氨的产率（挥发氨）%0.29（按部分混合氨水系统计）饱和器后煤气含氨量g/Nm30.03硫酸浓度%92.5预热器前煤气温度℃55预热器后煤气温度℃67预热器内煤气平均压力mmHg872饱和器前煤气压力㎜H2O1800饱和器阻力㎜H2O600饱和器后煤气露点温度℃45饱和器煤气温度℃55每天操作时间h/d15进干燥器的硫铵含水%2出干燥器的硫铵含水%0.1进干燥器的硫铵温度℃15出干燥器的硫铵温度℃68大气温度℃5相对湿度%84出干燥器的空气温度℃70空气加热器后空气温度℃104课程设计说明书II课程设计任务书注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。设计内容设计要求1.绪论。其中包括：煤炭的洁净利用、脱氨简介、硫铵方法概述、硫铵方法的选择标准等。文献综述包括课题来源、项目名称、本课题研究领域的历史及现状、前沿发展情况分析、已有研究成果及文献清单。2.化工技术部分。主要包括：硫铵工艺的比较与选择、设备的选择、设备的平立面布置、整个工段的平面布置、有关专业要求等。3.计算部分。主要包括物料衡算、热量衡算、主要设备的计算等。4.综合技术部分5.经济技术部分6.其它主要参考资料1.煤化工工艺学化学工业出版社1992.52.化工原理（上、下册）天津科学出版社1983.113.煤气设计手册（中）中国建筑工业出版社1986.124.煤炭气化工程机械工业出版社1992.75.化工工艺设计手册（上）化学工业出版社1989.126.焦化厂化产生产问答冶金工业出版社1992.57.贵州化肥厂技术可行性报告贵州省化工设计院编1992.128.化工设备机械基础华东化工学院出版社1991.129.化工过程设计与经济上海科学技术出版社1989.4学生提交归档文件年产70万吨焦化厂硫铵工段的初步设计课程设计说明书一本硫铵工段生产工艺流程图一套（手工绘制）2#图纸主要设备结构图喷淋式饱和器装配图一套（CAD绘制）2#图纸课程设计说明书III指导教师签名：日期：摘要本设计为年产焦炭70万吨焦化厂回收车间硫铵工段的工艺设计。本设计内容包括:生产原理、工艺流程、计算及设备的选型等。本设计采用喷淋式饱和器中半直接法来回收煤气中的氨，工艺流程如下：从冷凝工段来得煤气首先进入煤气预热器，然后进入饱和器，在饱和器内，煤气中的氨与硫酸反应生产硫铵，硫铵经后续操作分离，从饱和器出来的煤气经除酸器后送往粗苯工段。工艺计算包括饱和器的物料和热量平衡计算，通过计算来确定母液的适宜温度和煤气预热温度。通过对主要设备如饱和器、除酸器、煤气预热器、沸腾干燥器、蒸氨塔、循环泵、结晶泵等的计算，确定了设备尺寸计算与选型。设计图纸部分包括主要设备喷淋式饱和器结构的CAD图，手工绘制的硫铵工段工艺流程图。关键字：煤气、硫铵回收、物料衡算、热量衡算。ABSTRACTInthispaperThisdesignforanannualoutputof700000tonsofcokeplantrecyclingtechnologydesignofammoniumsulphatesectionintheworkshop.Thisdesigncontentincludes:theproductionprincipleandprocessflow,calculationandequipmentselection,etc.Thisdesignadoptsthespray-typesaturatorinhalfadirectmethodforrecoveryofammoniagas,theprocessflowisasfollows:firstcomesfromthecondensationsectioningasintothegaspreheater,andthenenterthesaturator,withinthesaturator,gasammoniareactionwithsulfuricacidproductionintheammoniumsulphate,ammoniumsulphatebysubsequentseparationoperation,outofthesaturatorgasafterdeacidificationdevicetothecrudebenzolsection.Processcalculationincludingthesaturatormaterialandheatbalancecalculation,throughcalculationtodeterminethesuitabletemperatureandgaspreheatingtemperatureofmotherliquor.Throughtothemainequipmentsuchassaturator,exceptfortheacid,gaspreheater,boilingdryer,steamedammoniatower,circulatingpump,thecalculationofcrystallizationpumps,determinethesizecalculationandselectionofequipment.DesigndrawingpartincludesthemainequipmentofspraytypesaturatorstructureCADdrawings,hand-paintedthiaminsectionprocessflowdiagram.Keywords:gas,thiamin,recycling,materialbalance,heatbalance.课程设计说明书IV课程设计说明书目录课程设计任务书...........................................Ⅰ摘要....................................................IIABSTRACT................................................III一、绪论................................................21、概述............................................................22、回收氨方法概述..................................................22.1、水洗氨法.............................................................22.2、硫酸吸氨法............................................................32.3、磷酸吸氨法............................................................33、硫铵的生产方法..................................................33.1、直接法.......................................................33.2、间接法.......................................................33.3、半直接法.....................................................4二、化工技术部分.........................................41、硫铵工段流程简介................................................42、饱和器的物料平衡和热平衡........................................5三、硫铵工段的设备计算及选型..................................6四、硫铵工段工艺布置.........................................26五、对其他专业要求...........................................27六、经济技术部分........................................27七、综合技术部分........................................281、厂址选择.......................................................282、外部条件.......................................................31八、硫铵工段设备一览表.......................................34九、结束语...............................................35十、主要参考资料.............................................35课程设计说明书一、绪论1、概述煤炭作为我国的主要能源之一，由于其储藏量有限，单纯作为燃料不仅浪费很大，而且会造成严重的环境污染，随着现代科技和化学工业的发展对煤炭的利用范围已大大扩展，煤炭的综合利用已被列为我国煤炭行业的三大支柱。高温炼焦化学工业是煤炭的综合利用中历史最久，工业最完善，技术最成熟，应用最广泛的行业。由于煤炭的自身组成特殊性，在炼焦同时产生的煤气中，含有多种可供回收利用的成分，其中氨作为生产过程中的有害成分之一，其含量虽少但由于其水溶液具有腐蚀设备和管路，生成的铵盐会引起堵塞，燃烧产生的氮氨化物污染大气，所以有必要将其回收，并加以利用。硫铵的生产不仅达到了除去煤气中氨的目的，而且硫铵作为化肥应用于农业中可以提高农作物的单位面积产量，对农业的发展起着重要作用。2、回收氨方法概述2.1、水洗氨法是以软水为吸收液回收煤气中的氨，同时使焦炉气得到净化。回收的氨制成氮肥或进行分解。这类方法有：制浓氨水法、间接法、联碱法和氨分解法。制浓氨水法以软水为吸收液回收焦炉气中的氨，氨水经蒸馏得到浓氨水。间接法以软水为吸收液回收煤气中的氨，氨再经蒸氨制取硫铵。联碱法是以焦化厂生产的浓氨水为原料，用氯化铵与碱的联合生产的方法将浓氨水加工成氯化铵。氨分解法是以软水为吸收液回收煤气中的氨，并课程设计说明书在高温和催化剂等作用下将氨分解为氮和氢。水洗氨法的优点是产品可按市场需要调整，适应性大；缺点是，流程长，设备多，占地面积大。2.2、硫酸吸氨法以硫酸为吸收液回收煤气中的氨，同时制成硫酸铵。硫酸吸氨法回收氨有饱和器法和酸洗塔法。饱和器法以硫酸为吸收液，在饱和器中吸收煤气中的氨，生成硫酸铵。酸洗塔法以硫酸为吸收液，在喷淋式酸洗塔中吸收煤气中的氨，再将母液移入蒸发结晶器中浓缩结晶，生产大颗粒结晶硫酸铵。硫酸吸氨法的优点是工艺流程比较简单；缺点是，所用原料硫酸消耗量大，成本高，生产硫酸铵的经济效益低，设备腐蚀比较严重，漏酸、漏母液不易解决，对环境污染严重，此法逐步被淘汰。根据我厂情况，本设计将对此法进行计算。2.3、磷酸吸氨法以磷酸溶液为吸收液回收煤气中的氨，使煤气净化同时回收的氨制成磷肥的磷酸氢二铵法或是将回收的氨经