年产焦炭70万吨焦化厂回收车间硫铵工段的工艺设计参照模板.docx

年产焦炭70万吨焦化厂回收车间硫铵工段的工艺设计参照模板.docx

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年产焦炭70万吨焦化厂回收车间硫铵工段的工艺设计参照模板

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

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1992.5

2.化工原理（上、下册）天津科学出版社1983.11

3.煤气设计手册（中）中国建筑工业出版社1986.12

4.煤炭气化工程机械工业出版社1992.7

5.化工工艺设计手册（上）化学工业出版社1989.12

6.焦化厂化产生产问答冶金工业出版社1992.5

7.贵州化肥厂技术可行性报告贵州省化工设计院编1992.12

8.化工设备机械基础华东化工学院出版社1991.12

9.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：

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。

ABSTRACT

InthispaperThisdesignforanannualoutputof700000tonsofcokeplantrecyclingtechnologydesignofammoniumsulphatesectionintheworkshop.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.

课程设计任务书Ⅰ

摘要....................................................II

ABSTRACT................................................III

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氨的最佳方法。

3、硫铵的生产方法

硫铵的生产方法有：

饱和器法和非饱和器法。

饱和器法有分直接法和半直接法。

3.1、直接法

热的煤气从焦炉中出来经过煤气冷凝器冷却再经电捕焦油器清洁净化后进入饱和器，在饱和器内，煤气中的氨同硫酸结合生成硫铵。

直接法由于对电捕焦油器等净化装置要求较高以保硫酸铵产品质量。

因此，在工业上应用比较困难，所以此法在工业上得不到广泛应用，难以推广。

3.2、间接法

煤气中的氨在氨洗塔中用冷水吸收，所得氨水从蒸馏柱进入饱和器同浓硫酸反应制成硫酸铵。

由于这方法需要的设备庞大，投资大，消耗掉大量的蒸汽，耗能大，经济效果也不好。

因此，此法在工业上应用很少，很难推广，特别是在现代化工业生产中应用更少。

3.3、半直接法

由焦炉出来的煤气经过冷却，所得的冷凝氨水通过氨蒸馏柱蒸出氨水并和煤气中的氨共同进入饱和器，穿过母液层和硫酸溶液相互作用生成酸式硫酸铵。

半直接法生产硫酸铵由于生产流程简单，产品成本较低，工艺技术及管理较成熟，因此在工业生产上应用较广，但它也不是十全十美，也有它的缺点，主要有下列几点：

（1）需处理一定量的氨水。

（2）结晶颗粒较小。

（3）煤气通过饱和器阻力较大，因而能量消耗大。

因此半直接法生产硫铵的工业等有待进一步改进，以适应现代工业生产的需要，尽管如此，由于它的生产工艺管理等方面均较直接法和间接法先进，因此工业生产上应用较广。

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