100万吨焦化厂硫铵工段设计

容摘要

本设计为年产焦炭120万吨焦化厂回收车间硫铵工段的工艺设计,该焦化厂拟建于市西北郊区.本设计容包括:生产原理、工艺流程、计算及设备的选型等。

本设计采用技术成熟的饱和器法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，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。

本设计在老师的悉心指导下，同学的帮助下完成，在此表示感谢关键字：煤气、合成、氨

目录

0 设计任务书 (1)

0.1 设计任务 (1)

1 绪论 (2)

1.1 我国焦炭行业现状及发展 (2)

2 硫酸铵的用途及生产方法 (3)

2.1 硫酸铵的生产方法 (4)

3硫酸铵的生产原理和工艺流程 (5)

3.1 硫酸铵的生产原理 (5)

3.1.1 硫酸铵生产的化学原理 (5)

3.1.2 硫酸铵生产的结晶原理 (6)

3.2 硫酸铵结晶的影响因素及控制 (7)

3.2.1 母液酸度对硫酸铵结晶的影响 (7)

3.2.2 温度和浓度对硫酸铵结晶的影响 (8)

3.2.3 母液的搅拌对硫酸铵结晶的影响 (8)

3.2.4 晶比对硫酸铵结晶的影响 (8)

3.2.5 杂志对硫酸铵结晶的影响 (8)

3.3 喷淋式饱和器法生产的工艺流程 (9)

4工艺计算与主要设备的选型 (10)

4.1 基础数据的计算 (10)

4.1.1 装煤量的计算 (10)

4.1.2 煤气发生量Q (10)

4.1.3 剩余氨水的计算 (11)

4.2 饱和器的有关计算及选型 (11)

4.2.1 原始数据 (11)

4.2.2 氨平衡及硫酸用量的计算 (12)

4.2.3 水平衡及母液温度的确定 (13)

4.2.4 热平衡及煤气预热器出口温度的计算 (15)

4.2.4.1 输入热量 (16)

4.2.4.2 输出热量 (19)

4.2.5 饱和器基本尺寸 (20)

4.3 除酸器的计算及选型 (20)

4.3.1 煤气进口尺寸 (20)

4.3.2 煤气出口直径 (21)

4.3.3 除算器径 (21)

4.3.4 出口管部分的高度 (21)

4.4 离心机的计算与选型 (22)

4.5 沸腾床干燥器的计算与选型 (23)

4.5.1 原始数据 (23)

4.5.2 沸腾床最低流态速度G的计算 (23)

4.5.3 干燥器直径的确定与选型 (24)

4.6 煤气预热器的计算与选型 (25)

4.6.1 热量恒算 (25)

4.6.1.1 输入热量 (26)

4.6.1.2 输出热量 (26)

4.6.2 预热器选型 (27)

4.7 蒸氨塔及附属设备的计算 (28)

4.7.1 蒸氨塔的计算 (28)

4.7.1.1 基本数据的确定 (28)

4.7.2 物料恒算 (29)

4.7.3 蒸氨塔设备的计算 (30)

4.7.4 氨分凝器 (32)

4.7.5 氨水换热器 (33)

3.8 干燥系统有关设备的选型与计算 (34)

4.8.1 旋风分离器的计算与选型 (34)

4.8.2 引风机的选型与计算 (35)

4.9 其他设备 (36)

4.9.1 结晶槽 (36)

4.9.2 硫铵高位槽 (36)

4.9.3 废氨水槽 (36)

4.9.4 母液槽 (36)

4.9.5 泵的选型 (37)

5 硫铵工段设备一览表 (56)

参考文献 (59)

致谢 (60)

1绪论

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

1.1我国焦炭行业现状及发展

2004年以后，中国焦化行业出现一些新特点：

中国焦化行业显现新特点

——焦炭产能急剧膨胀，产量过剩若隐若现

这是因为：一方面，部分焦炭项目仍处于建设阶段，还不能形成实际的焦炭产量；同时，由于国家在2004年底出台了新的焦化行业准入标准，一大批落后的焦炭产能将被淘汰。这使得焦炭产量过剩始终是若隐若现。中国焦炭供给和需求大致呈现总体平衡、略有富余的态势。

——炼焦煤资源充足，但价格上升幅度较大

凭借相对丰富的炼焦煤资源，我国还是有能力保证焦炭生产的原料煤供应。不过，由于产业结构的原因，相对零散且缺乏资源保障的中国焦化行业，不得不接受炼焦原料煤价格日益上涨的现实。

——焦化行业整合时代即将来临

很长一段时间以来，企业规模过小、产业零散问题一直困扰着中国焦化行业的发展。在2002年以前，产能100万吨以上的独立焦化企业只有寥寥数家。经过近几年的民展，中国独立焦化企业平均产能规模有所扩大，出现了一批超过200万吨的大型独立焦化企业。预计随着市场竞争的加剧，焦化行业优胜劣汰的局面将会出现，产业集中化趋势将日益明显，大型国际化焦化企业集团即将形成。

随着焦炭行业的迅速发展，存在的问题也日益显现。首要问题是产能严重过剩。自2002