Проект установки получения сульфата аммония из коксового газа

 Так как Н₁=0,18м; tgα=0,27;  a=0,15м; l_o=0,1м, то:

      V_м=(0,1²*0,268 +0,15*0,18)=0,036м³.

  12.2 Поверхность теплопередачи.

  Масса материала:

G₀ = 0,036r_н= 0,036*858=30,6кг.

  Следовательно:

S₀ = = =175,3м².

12.3 Коэффициент теплопередачи:

Re = =63,55;

Ar = =7630;

Nu = 0,01*63,5*(7630)^0,175*( )^0,45=0,26;

α = *0,26=48,185 ;

12.4 Количество тепла.

12.4.1 Среднюю разность температур в теплопередаче определяем, исходя из постоянства температуры материала в слое равной температуре на выходе, т. е. 45° С.:

    Dt_ср= = 10,35°С;

    Таким образом, количества тепла переданного в  холодильную зону равно:

Q = a*S₀*Dt_ср= 175,3*10,35*11,5*4,19= 87430 Дж/ч;

     Согласно тепловому расчету в охладительной зоне необходимо передать:

Q=85564,1 - 71603,26 = 13960,84 Дж/ч;

     Таким образом, режим охлаждения принят правильным, так как он обеспечивает необходимое охлаждение материала.

 

12.5 Продолжительность охлаждения:

 t= =43 с.

 Следовательно, общее время пребывания материала в сушке:

t_общ= 43 + 15,5 = 58,5 с.

 

13 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА САТУРАТОРНОГО МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТА АММОНИЯ

 

Принципиальная технологическая  схема получения сульфата аммония  в сатураторе с кристаллизацией  в вакуум-выпарном кристаллизаторе представлена на рисунке.

Рисунок Схема получения сульфата аммония в сатураторе с кристаллизацией  в вакуум-выпарном кристаллизаторе.

 

Коксовый газ после  нагнетателей или электрофильтров (в зависимости от места установки электрофильтра, до или после нагнетателей) поступает в подогреватель, где он нагревается до 60-80°С с помощью водяного пара, поступающего из паровых турбин нагнетателей.

Далее коксовый газ направляется в сатуратор, где из него серной кислотой извлекается аммиак в виде сульфата аммония. Вначале образуется кислая соль-бисульфат аммония по реакции

NH3 + H2S04= NH4HS04,

а по мере насыщения раствора аммиаком кислая соль переходит в  среднюю-сульфат аммония по реакции

NH4HS04+ NH3= (NH4)2S04.

В сатураторе одновременно с улавливанием аммиака из коксового  газа и паро-аммиачной смеси происходит также поглощение серной кислотой пиридиновых  оснований, с образованием сульфата пиридина по реакции

С_n H2_n-5 N + H₂S0₄= С_n H_2n-5 N*H₂SO₄.

При достижении определенной концентрации сульфата пиридина в растворе растворение пиридиновых оснований прекращается. Поэтому часть маточного раствора выводится из сатуратора в пиридиновую установку для извлечения из него пиридиновых оснований.

Коксовый газ после сатуратора, содержащий 0,02-0,03 г/м3аммиака и 0,015-0,05 г/м3 пиридиновых оснований, поступает в ловушку, в которой задерживаются увлеченные газом из сатуратора капли маточного раствора. Пройдя ловушку, коксовый газ направляется в конечные газовые холодильники для охлаждения газа перед улавливанием бензольных углеводородов.

Серная кислота с  концентрацией 75-78% поступает в сатуратор  из напорных баков непрерывно или  порциями. Для получения сульфата аммония используют чистую контактную или башенную кислоту, кислоту, получаемую в цехе сероочистки, а также отработанные колоты от очистки коксохимических продуктов, производства синтетического спирта, нитрации ароматических углеводородов и др.

Образующиеся в сатураторе кристаллы сульфата аммония вместе с некоторой частью маточного раствора выкачиваются из нижней конической части сатуратора центробежным насосом  в вакуум-выпарной кристаллизатор, в котором маточный раствор отстаивается от кристаллов сульфата аммония.

Смесь кристаллов сульфата аммония и маточного раствора извакуум-выпарной кристаллизатор поступает в непрерывно действующую центрифугу,в которой происходит отделение кристаллов сульфата аммония от маточного раствора.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 Работа посвящена проектированию установки для получения сульфата аммония из коксового газа сатураторным способом. В ней представлены общий вид и принципиальная технологическая схема сатуратора. Исходя из производительности коксовой печи по валовому коксу 690тыс.т/год, были рассчитаны его материальный и тепловой баланс, основные размеры. Кроме того, определены параметры подогревателя коксового газа, сушилки сульфата аммония и материальный баланс сульфатного отделения.

 

 

 

 

 

 

 

                                                                    

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Коробчанский И.Е., Кузнецов М.Д. Расчет аппаратуры для улавливания химических продуктов коксования. –М.: Металлургия, 1972. -296с.
2. Горошко В.Д. и др. Изв. вузов «Нефть и газ»,1958,№1, с. 125.
3. Шахова Н.А. Исследование теплообмена псевдоожижения систем. МИХМ, 1954.
4. Гельперин Н.И. и др. Основы техники псевдоожижения. Изд-во «Химия»,1967.
5. Романков  П.Г., Рашковская Н.Б. Сушка в кипящем слое. Изд-во «Химия»,1964.