煤气初冷及硫酸铵生产工艺设计

河南城建学院本科毕业设计（论文）第1页设计说明本设计对焦炉煤气的处理采用半负压操作系统，煤气的初冷采用的是横管式间接初冷器。首先，概述了煤气初步冷却的目的意义，介绍了鼓风冷凝工段的工艺流程，常用的初冷工艺及工艺流程中的常用设备，并对鼓冷工段进行了物料衡算和热量衡算。通过热量衡算和物料衡算确定了设备的选型。其次，采用喷淋式饱和器生产硫酸铵的工艺，并以饱和器母液生产粗轻吡啶。最后，对脱硫和苯回收工艺作说明。同时也对介绍了用硫酸法吸收氨制取硫酸铵的工艺，并对硫酸吸收氨的工艺原理及注意事项做了一些说明，以及对硫酸铵生产工艺的物料衡算和热量衡算，硫酸铵生产的主设备及辅助设备的设计计算。回收轻吡啶的中和器的物料衡算也进行了相应的设计。关键词：横管式初冷器物料衡算硫酸铵饱和器河南城建学院本科毕业设计（论文）第2页DesigndescriptionInthisdesign,thecokeovengastreatmentusingavacuumoperatingsystem,thegasprimarycoolingisusedinhorizontalpipetypeindirectcoolingdevice.First,anoverviewofthegasprimarycoolingpurposeandmeaning,introducedtheblastcondensationprocessflow,commonlyusedprimarycoolingprocessandprocessusedintheequipment,andthedrumcoolingsectionforthematerialbalanceandheatbalance.Byheatbalanceandmaterialbalancecalculationtodeterminetheselectionofequipment.Secondly,usingthespraytypesaturatorforammoniumsulfateproductionprocess,andtothesaturatorliquorproductionoflightpyridine.Finally,onthedesulfurizationandbenzenerecoveryprocessfor.Atthesametimealsointroducedbysulfuricacidmethodforpreparingammoniumsulfateofammoniaabsorptionprocess,andthesulfuricacidtoabsorbammoniaprocessprincipleandmattersneedingattentionaredescribed,aswellasforammoniumsulfateproductionprocessofthematerialbalanceandheatbalance,ammoniumsulfateproductionofmainequipmentandauxiliaryequipmentdesign.Recoveryofpyridineneutralizermaterialbalancehasalsomadethecorrespondingdesign.Keywords:crosstubeprimarycoolingdeviceformaterialbalancecalculationforammoniumsulfateSaturator河南城建学院本科毕业设计（论文）第3页目录设计说明............................................................1引言................................................................51焦炉煤气初冷工艺..................................................71.1煤气的间接冷却工艺...........................................71.2初冷器冷却...................................................81.2.1间接初冷法.............................................81.3煤气的直接冷却工艺..........................................112初冷工艺的计算...................................................132.1集气管的物料平衡和热计算....................................132.1.1物料平衡..............................................132.1.2集气管的热计算.........................................152.2横管初冷器热量和物料衡算....................................173硫酸铵制取工艺...................................................214硫酸铵工艺计算...................................................254.1物料衡算....................................................254.1.1氨平衡及硫酸用量的计算.................................264.1.2水平衡及母液温度的确定.................................274.2热平衡及煤气预热器出口温度的计算............................295硫酸铵生产的主设备的计算.........................................356硫酸铵附属设备的计算.............................................386.1除酸器的计算和选型..........................................386.2离心机的计算和选型..........................................396.3沸腾干燥器..................................................406.3.1沸腾床最底流态化速度G计算.............................416.3.2干燥器直径的确定.......................................426.4煤气预热器的计算与选型......................................436.5蒸氨塔及附属设备的计算......................................456.5.1蒸氨塔的计算...........................................456.5.2氨分凝器...............................................496.6氨水换热器..................................................506.7干燥系统有关设备............................................516.7.1旋风分离器计算.........................................516.7.2通风机的计算...........................................516.8其他设备....................................................526.8.1结晶槽.................................................526.8.2硫铵高位槽.............................................526.8.3废氨水槽...............................................526.8.4母液槽.................................................537硫化氢和氰化氢的脱除及苯回收.....................................547.1焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除..............................54河南城建学院本科毕业设计（论文）第4页7.2洗油吸收煤气中的苯族烃......................................557.3富油脱苯....................................................56总结...............................................................57参考资料...........................................................59致谢.............................................................60河南城建学院本科毕业设计（论文）第5页引言炼焦化学品的回收工艺在近几十年里得到了迅猛的发展，产品越来越多，品种越来越丰富，环保设计日趋成熟，虽然由于石油和天然气的化学加工和合成技术的发展，炼焦化学品受到竞争。但我国是煤炭利用大国，焦炭仍然是重要的工业产品，随着能源危机的近一步扩展以及环境保护的压力，炼焦化学品的回收成为煤炭工业关注的重要对象，为了获得实际的经济回报，各企业不断优化设备，加强环境保护，提倡能源充分利用，使炼焦产品的回收与加工水平迅速提高，更快的实现了煤的高效利用。炼焦化学品种类很多，如炼焦车间的荒煤气，经冷却和吸收处理，可以提取出焦油，氨、萘、硫化氢及粗苯等产品，并且得到净焦炉煤气。煤气的初步冷却：来自焦炉的荒煤气与焦油和氨水沿吸煤气管道至气液分离器，气液分离后荒煤气进入横管初冷器分两段冷却。上段用循环水，下段用低温水将煤气冷却至21~22℃。由横管初冷器下部排出的煤气，进入电捕焦油器，除掉煤气中夹带的焦油雾后，再由煤气鼓风机压送至下一个工段为了保证初冷器的冷却效果，在上段和下段连续喷洒焦油氨水混合液，在其顶部用热氨水不定期进行冲洗，以清除管壁上沉积的焦油和萘等杂质。初冷器上段排出的冷凝液经水封槽流入上段冷凝液槽，用泵将其送入初冷器上段进行喷洒，多余部分送到机械化氨水澄清槽。初冷器下段排出的冷凝液经水封槽流入下段冷凝液槽，加兑一定量焦油和氨水后，用泵将其送入初冷器下段进行喷洒，多余部分流入上段冷凝液槽。焦炉煤气中的氨可以用于制取硫铵，无水氨和浓氨水，硫酸铵是重要的农用肥料，市场有较大的需求量，所以现今大部油和氨水都采用硫酸铵工段来回收煤气中的氨。喷淋包和器分为上下两段，上段为吸收室，下段为结晶室。由上个工段来的煤气进入喷淋包和器的上段，分成两路沿包和器水平方向流动。每股煤气均经过数个喷头，用含游离酸的母液喷洒，以吸收煤气中的氨。两股煤气汇合后从切线方向进入饱和器中心旋风分离部分，除去夹带的酸雾滴，从上部中心出口管离开到下一个工段。喷淋包和器分为上下两段，河南城建学院本科毕业设计（论文）第6页上段为吸收室，下段为结晶室。由上个工段来的煤气进入喷淋