年产70万吨焦炭焦化厂蒸氨工段的设计_蒸氨硫铵工段工艺流程

年产70万吨焦炭焦化厂蒸氨工段的设计由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“蒸氨硫铵工段工艺流程”。

设 计 任 务 书

1.1设计任务

年产70万吨焦碳的焦化厂蒸氨工段的设计。

1.2设计的基础资料

1.2.1 工艺计算主要依据

煤气产率

340Nm3/t干煤 氨产率（挥发氨）

0.3% 初冷器后煤气温度

30℃ 剩余氨水中氨含量

3.5g/l 概述

剩余氨水是煤焦化工业中焦化废水的主要来源，其中含有大量的挥发氨和固定胺盐，严重影响了生化工段的废水处理结果，因此蒸氨工艺是焦化废水处理工艺的第一环节，同时还在为脱硫工段提供碱源的过程中起重要作用，因此蒸氨系统的稳定运行直接影响到生化工段出水指标及脱硫工段的脱硫效果。鼓冷工段昌盛的大量剩余氨水与蒸氨塔底废水换热后，进入到蒸氨塔中开始蒸馏，蒸氨塔底部通入饱和水蒸汽，以提供蒸氨所需热量及氨气载体，蒸出的大量氨气与水蒸气混合气体从塔顶分缩器出来后，去往脱硫工段，塔底废水在与剩余氨水、冷却水连续换热后，去往盛化工段进行水处理，同时在蒸氨过程中，需要在剩余氨水中加入一定量的液体氢氧化钠，以促进剩余氨水中固定铵盐的分解，保证蒸氨效果。

3蒸氨工段设备的计算

3.1 蒸氨塔的计算 3.1.1 基本数据的确定

①原始数据：煤气总量

35000Nm3

进料温度

50℃

分凝器后产品浓度

10%

塔顶温度

102℃

塔顶压力

14.7MPa

塔底温度

105℃

塔底压力

34.3MPa

回流温度

90℃

进料浓度

3.5 g/h 经计算得 进料量F及浓度XF

F = 12.63 t/h 12.633.5103100%0.35%

XF12.63

参考《炼焦化学品回收与加工》附表5，得氨水在水溶液里及液面上蒸汽内的含量为Y1 = 3.5%

② 氨分缩器后成品氨气浓度的确定

XD = 10%,设在蒸氨塔里的氨回收率99%，则氨为: 99%×12.63×3.5×103/1000≈43.75kg/h 或54.51Nm3/h

氨气混合物 D = 43.75÷10% = 437.5 kg/h 水蒸汽的量 437.5×(1-10%)= 393.75kg/h 或 490.61 Nm3/h

考虑到氨气中H2S和CO2,设占氨气体积的5%，则

54.51490.61573.82Nm3/h

15%取分缩器后氨气操作压力为850mmH2O,则氨气在气体混合物中的分压为:

PS = 850×490.61/573.82= 726.148 mmH2O

③分缩器后回流液含氨浓度的确定

出成品氨的浓度为10% 即XD = 10% 查《炼焦化学品回收与加工》中附表5得,回流液浓度为XR = 1.2%。则进料热状况: q = 将1Kmol进料变为饱和蒸汽所需的热量/原料液的Kmol汽化热，查

182250(10250)1840186物性手册得即:YFYq

XFXq

1.0971182250

XD-YF103.5

∴Rmin=YF-XF ==2.06

3.50.5一般取R=(1.1～2)Rmin 现取 R=1.5Rmin=3.09 3.2 物料恒算(1)输入物料

进料量

F = 12.63t/h 含氨量 = 12.63×103×0.35% = 44.19 kg/h 设蒸氨塔中氨的回收率为99%则：

D=44.19×99%/10%=437.47kg/h 回流量 L = RD = 3.09×437.47= 1351.79 kg/h(2)输出物料

塔顶蒸汽量

V =(R+1)D = 4.09×437.47= 1789.26kg/h 废水量

W = F-D+G = 12630– 437.47 +G = 12192.53+ G kg/h(3)热量恒算—确定直接蒸汽量G ①输入热量

进料带入热量 q1 = 12630×50×1.0074×4.187= 2662698.14 kJ/h 回流带入热量 q2=1351.79×90×1.005×4.187= 511941.66kJ/h 直接蒸汽带入热量q3 = 2738G kJ/h 式中 G — 蒸气量

2738—4Kg/cm3（绝压）时水蒸气热焓，2741 — 表压为0.3时,水蒸汽热焓

kJ/Kg Q1= q1+ q2+ q3 = 2662698.14+ 511941.66 + 2738G

= 3174639.8+ 2738G kJ/h ②输出热量

塔顶蒸汽带出热量

q4 = 2811.7×3.5%×102×2.131 + 2811.7×(1-3.5%)×2678.84

= 7507857.8 kJ/h

式中

2.131—— 氨的比热

KJ/(Kg·℃)

3.5% —— 含氨量

2678.84—— 102℃时水的热焓 kJ/kg

氨解析吸收的热量 q5 = 2811.695×3.5%×491×4.187

= 20231.16 kJ/h

废水带出的热量

q6 =(12192.53+G)×105×1.0089×4.187

= 5407969.27+443.5G kJ/h

散热损失

q7 = q3×2% = 2738G×0.02 = 57.46G kJ/h

Q2 = q4 + q5

+ q6+ q7

=7507857.8+20231.16+5407969.27+443.5G +54.76G

=12936058.23+488.26G kJ/h

由 Q1=Q2 得：

3174639.8+ 2738G =12936058.23+488.26G

直接蒸汽量G =4338.91kg/h

1吨氨水所用蒸汽量 g = G/F = 4338.91/12.63 = 343.54kg/t

废水量 W = 12192.53+ G = 12536.07kg/h = 16531.44 t/h 3.3蒸氨塔设备的计算（1）塔板层数的确定

作全塔的物料平衡：

∵废水量W = 12192.53+ G = 16531.44kg/h = 16.531 t/h

3.512192.532%0.005%∴废水含氨量XW=100016531.44 直接蒸汽加热时，提镏段的操作线方程为

WWXm1XW

YmGG式中：W—废水量，16531.44 kg/h

G—直接蒸汽耗量，4338.91kg/h 16531.4416531.44Xm1XW3.81Xm10.000191

4338.914338.91以进料含氨量浓度 XF=0.35% 按《炼焦化学品回收与加工》附表5中数据采用逐板计算法计算提馏段理论板数.X % 0.35 0.17 0.0811 0.0374 0.0159 0.00536 0.000176

Y %

1.70 0.811

0.374

0.159

0.0536

0.00176 ∴提馏段需理论板数为5 对于精馏段由于塔顶气相浓度不高于和进料平衡的气相浓度,所以只

需要一块理论板,则全塔理论板数为6块.本设计采用浮阀塔,总板效率取0.5,则实际板数为6/0.5=12块（2）塔径的计算 即Ym

∵V＜VS

∴用塔底气体积确定塔径

.73.5%2811.7(13.5%)273102101.32811

Vs = 22.41718273101.334.3

=3601.2m3/h

原料汽化热取水的热量为 1500kJ/kg 平均温度(98+50)/2 = 74℃ ρl= 974.8 ㎏/m3

ρV=0.661 ㎏/m3

查《化工原理》（天大版）

附表7

水的比热为4.2 kJ/(㎏·℃)15004.2(9850)q = =1.13 1500L = L+QF = 1351.79+1.13×20890 =24957.49㎏/h V = V+(q-1)F = 1351.79+0.13×20890 =4067.49㎏/h LhVhPl(Pv)1225842.2/974.8=5676/0.661(974.80.661)12= 00.119

塔板间距取45㎜，板上液层高度取0.07m则： HT-Hl = 0.38 m查《化工原理》（天大版）下册P160，史密斯关系图得C20 = 0.0062校正

C = C20×0.2(20)= 0.062×(0.634520)0.2=0.031

974.80.661= 1.19 m/s 0.661

∴Umax=C×

PlPvPv=0.031×

通常取 U = 0.6～0.8Umax 现取安全系数 0.7则U = 0.65×1.19 = 0.774 m/s则D =4Vs3.14U=

43601.2= 1.283m圆整取D = 1400 mm 36003.140.7743.1423.1421.4= 1.538㎡

塔截面面积 AT =4D=4(3)塔高的计算

1）该塔有效高度 Z=(N-1)×HT=(12-1)×0.45=4.95m

2）塔顶辅助高度取1m

3）塔底辅助高度取1.5m(塔底最后一块塔板到塔底封头切线的距离)

4）塔底裙座高度取2 m

5）人孔,人孔的设计应便于进入任何一层塔板,但设置过多会使制造时塔体弯曲度难以达到要求,所以本塔设置一个人孔,位置在自上面算起第8块塔板处,此处塔板间距设计为600㎜,另外,塔裙处应设计两个人孔直径为450㎜.综上该塔实际高度 H=4.95+1+1.5+2+(0.6-0.45)=9.6m

参考文献

[1] 朱世勇．环境与工业气体净化技术[M]．北京：化学工业出版社．2001．31-36． [2] 库咸熙．炼焦化学产品的回收与加工.冶金工业出版社，1985 [3] Berkowitz N．焦炉煤气脱硫工艺的选择[J]．高彬升译．国外炼焦化学[J]．1990(5)：57 [4] 王睿，石冈等．工业气体中H2S的脱除方法．天然气工业[J]．1999(5)：84～90． [5] 张巨水．焦化厂焦炉煤气脱硫脱氰工艺的选择[J]．煤化工，1999(4)：21 [6] 张炳玉，金蝶翔．焦炉煤气净化工艺评述[J]．包钢科技，2001(2)：15 [7] 杨建华,王永林.焦炉煤气净化.北京：化学工业出版社，2005 [8] 张双全，吴国光.煤化学.中国矿业大学出版社，2004 [9] 肖瑞华, 白金锋.煤化学产品工艺学[M].北京: 冶金工业出版社,2003 [10] 夏清，陈常贵.化工原理(上下册）.天津：天津大学出版社，2006 [11] 姚玉英.化工原理(上册).天津：天津大学出版社，1999 [12] 陈钟秀，顾飞燕等.化工热力学.化学工业出版社，2003 [13] 柴诚敬，刘国维等.化工原理课程设计.天津科学技术出版社，1995 [14] 倪进方.化工设计.化学工业出版社，1999 [15] 汪寿建.化工厂工艺系统设计指南.化学工业出版社，1996 [16] 陈声宗.化工设计.化学工业出版社，2001 [17] 王同章.煤炭汽化原理与设备.机械工业出版社，2001 [18] 国家医药管理局上海医药设计院.化工工艺设计手册(上下册)，1985 [19] 侯文顺.化工设计概论.化学工业出版社，1999 [20] 黄璐，王保国.化工设计.北京：化学工业出版社，2001 [21] 历玉鸣.化工仪表及自动化.北京:化学工业出版社.2005 [22] 董大勤.化工设备机械基础.化学工业出版社，2003 [23] 大连理工大学.青岛化工学院.南京化工学院.化工容器及设备简明设计手册.化学工业出版社，1989 [24] 范德明.工业泵选用手册[M].北京: 化学工业出版社, 1998 [25] 李尚文，鲁国良.实用管路手册.化学工业出版社，1999 [26] 刘相臣，张秉淑.化工设备事故分析与预防.化学工业出版社，2003

焦化厂硫铵、蒸氨工段操作规程..

焦化厂硫铵工段安全技术操作规程一、工艺流程1、硫铵工序由冷鼓送来的煤气，经蒸汽预热后，进入喷淋式饱和器的上段喷淋室，在此分两股沿饱和器内壁与内除器的环形空间流动，并循环......

年产60万吨焦炭项目

年产60万吨/焦炭项目一、项目概述焦炭是冶金、机械、化工行业的主要原料，其中以冶金行业的高炉炼铁消耗量最大。预计在未来 20～30年内，世界钢铁生产仍将以高炉炼铁为主。随着西......

焦化厂年产6万吨粗苯回收工艺设计

焦化厂年产6万吨粗苯回收工艺设计学院化学与材料科学学院研究方向姓名学号指导老师姓名指导老师职称年月焦化厂年产6万吨粗苯回收工艺设计摘要：焦化厂是专门从事冶金焦炭生产......

年产25万吨甲醛生产工艺设计

年产25万吨甲醛生产工艺设计摘要 本设计为年产25万吨37%甲醛水溶液的生产工艺初步设计，本设计采用银催化法工艺，根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证，对整个装置进行了物料......

年产260万吨生铁高炉车间设计

年产260万吨生铁高炉车间设计冯文甫 (河北理工大学) 摘要高炉炼铁是获得生铁的主要手段，是钢铁冶金过程中最重要的环节之一，在国民经济建设中起着举足轻重的作用。高炉是炼铁......