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1、专业班级学生姓名课程名称化工设计设计名称年产68万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/L 3.5焦炉湿煤装入量 t/h 102（68万吨时为102） 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/L 3.5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/Nm3 0.03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 mmHg 872饱和器前煤气压力 H2O 1800饱和器阻力 H2O 600饱和器后煤气露点温度
2、 45饱和器煤气温度 55每天操作时间 h/d 15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
3、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68
4、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。指导教师签名： 日期： 目 录 任务说明书-一、绪 论- 1 -1、关于产品硫酸铵- 2 -1.1；硫酸铵- 2 -1.2、产品用途- 2 -1.3、储存运输注意事项- 2 -2、回收氨简介及氨的危害- 3 -3、焦化厂氨回收工艺- 3 -3.1、水洗氨法- 3 -3.2硫酸吸
5、氨法- 4 -3.3磷酸吸氨法- 4 -二、化 工 技 术 部 分- 4 -1、硫铵工段流程简介- 4 -3、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、硫铵工段的设备计算及选型- 16 -五、硫铵工段工艺布置- 25 -六、对其他专业要求- 27 -七、经 济 技 术 部 分- 27 -八、综 合 技 术 部 分- 28 -1、厂址选择- 28 -2、外部条件- 31 -2.1、交通运输现状- 31 -2.2、水、电、汽设施- 31 -2.3、地理地形- 32 -2.4、环境保护- 32 -九、硫铵工段设备一览表- 32 -十、结 束 语- 34 -十一、主要
6、参考资料- 34 -一、绪 论炼焦化学品种类很多，如来自炼焦车间的荒煤气，经冷却和用各种吸收剂处理，可以提取出焦油、氨、萘、硫化氢及粗苯等产品，并得到净炉煤气。其中，焦炉煤气中所含的氨可用于制取硫酸铵、无水氨或浓氨水；其中含的氢可用于制造合成氨，进一步制造尿素、硝酸铵和碳酸氢铵等化肥。由于硫酸铵是重要的农用化肥，在市场上具有较大的需求量，所以现今大部分焦化厂都采用硫胺工段来回收煤气中的氨。氨的用途、质量标准及各类生产方法1、关于产品硫酸铵1.1；硫酸铵硫酸铵俗称肥田粉，分子式为（NH4）2SO4，相对分子质量：132.141（根据1989年国际相对原子质量），白色粉状结晶，密度1.769（20
7、），熔点为5312，235分解。硫铵的水溶液为酸性，1%溶液的PH值为5.7。硫酸铵的结晶热为82.5KJ/Kg，溶解热为62.8KJ/Kg。硫酸铵与碱类（烧碱、石灰）作用放出氨，通常不稳定，在100时开始分解。纯品是无色斜方晶体，水溶液带有辛辣的碱味。工业用硫酸铵为白色结晶。农业用硫酸铵晶体因生产中带入杂质的原因带黄色或棕色，硫酸铵带有碱味。易溶于水，是酸性肥料。纯态硫酸铵为无色菱形晶体，含一定水分的硫酸铵堆积重度随结晶颗粒的大小波动于780830kg/m之间。化学纯的硫酸铵含氮量为21.2%。硫酸铵结晶能吸收空气中的水分而结成块状，在空气湿度大，结晶颗粒小和含水量高时尤甚。潮湿的硫酸铵对钢
8、铁水泥和麻袋等有腐蚀性。焦化厂生产的硫酸铵，由于杂质的影响往往带有绿色、蓝色或灰色，结晶多为针状、片状或粉末状，成型的颗粒小。1.2、产品用途：农业作为化肥，工业可作印染剂、食品催化剂、缓冲剂，皮革脱灰剂，是化工、印染、医药工业的原料。1.3、储存运输注意事项：防潮，储存于通风、干燥处。1.4、硫酸铵是一种比较常用的农用化肥，由于我国是农业大国，需用大量的农用化肥，因此硫酸铵作为一种有效的氮肥以及化工生产原料具有很大的市场空间。2、回收氨简介及氨的危害炼焦煤料在焦炉中干馏时，煤中所含的一部分氮转化为含氮化合物进入粗煤气中，其中最主要的是氨。粗煤气含氨量为69g/m3。氨既是化工原料，又是腐蚀性
9、介质，因此必须从粗煤气中回收氨。焦炉煤气回收氨主要有水洗氨法、硫酸吸氨法和磷酸吸氨法三种。除去煤气中的氨有三方面的原因：氨是一种较好的肥料；氨对吸收煤气中粗苯的洗油质量有严重影响，易使洗油乳化变质；氨对生产设备及煤气管道有腐蚀作用。3、焦化厂氨回收工艺焦化厂炼焦生成的煤气中的氨是一种较好的农业肥料。氨存在于煤气之中，不仅对吸收煤气中粗苯的洗油质量有严重影响，易使洗油乳化变质，而且对粗苯的生产设备、煤气管道及后续设备有严重的腐蚀作用，并且煤气中的氨在燃烧时会生成有毒有腐蚀性的氨氧化物，大量的氨进入洗油中，还会使油和水形成稳定的乳化液妨碍油水分离，为此煤气中的氨必须进行脱除，一般出厂煤气中的氨含量
10、规定在0.03g/m3以下。3.1、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。回收的氨合成氮肥或进行分解。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。3.2硫酸吸氨法以硫酸为吸收液回收煤气中的氨，同时制
11、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。3.3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解吸、精馏制取无水氨的弗萨姆法。此法目前在国际上被认为是回收
12、氨的最佳方法。二、化 工 技 术 部 分1、硫铵工段流程简介自冷鼓工段来的焦炉气，经预热，从饱和器中央煤气管进入，经分配伞穿过母液层鼓泡而出，焦炉气中的氨即被硫酸吸收生成硫酸铵。焦炉气出饱和器后，入除酸器，分离出所夹带的酸雾后，被送往两苯车间。饱和器中的硫酸铵呈过饱和状态时就有结晶析出，沉积于饱和器底部，由结晶泵连同一部分母液送至结晶槽，较大颗粒的结晶沉淀下来，放入离心机洗涤，离心分离，最后经沸腾干燥器干燥后，装袋入库即为产品。结晶澄清的母液及离心机洗涤液一起返回饱和器。饱和器所需硫酸由硫酸高位槽加入饱和器内。母液从溢流口溢出，由循环泵打入饱和器循环，以保证器内温度、酸度、粒度均匀。3、饱和器的物料平衡和热平衡进行饱和器的物料平衡和热平衡的计算，对分析饱和器的操作及制定硫铵工段的正常操作有重要意义。水平衡是饱和器物料平衡中最主要的一项，可以决定饱和器内母液的适宜温度。通过热平衡计算则可以确定饱和器操作过程中是否需要补充热量，从而确定煤气的预热温度。现计算如下：其中炼焦按每天出112炉计，平均每小时装湿煤量为102 t/h。原始数据：焦炉湿煤装入量 t/h 102煤气发生量 Nm3/t干煤 330初冷器后煤气温度
