年产80万吨冶金焦的焦化厂设立硫铵工段的工艺设计 定稿

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1、第71页设计任务书一、设计任务为年产80万吨冶金焦的焦化厂设立硫铵工段。二、设计的基础资料1.地理位置徐州焦化厂位于徐州的西面，用水主要用地下水、自来水和本厂的处理循环水。硫铵工段属于焦化厂的回收车间。它设立在回收车间的冷凝鼓风工段和粗笨工段之间。2.自然气象条件徐州地区位于东经117*18北纬34*17海拔高度43米平均气压1012.5年平均气温14度极端最高气温40.1度极端最低气温-22.6度平均相对湿度71%年降水量869.9毫米年降水天数91.7天最大积雪厚度25厘米平均风速3.0米/秒最大风速及风向16WSW最多风向及频率C

2、14ESE12三、设计的基础数据假设年产80万吨的焦化厂用的是2座63孔的TJL4350D型焦炉。每孔有效容积26.6m3结焦时24小时，配煤的挥发份为26%，氨产量为加煤的0.3%；剩余氨水的含氨量为3.5g/l；装炉干煤的表面水为7%；煤气在初冷器冷却的温度为30度，进入硫铵工段的温度为45度。焦炉炭化室尺寸：有效长l=13280m第71页有效高h=4100m平均宽b=500m堆积密度=1.0~1.15t(干煤)/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

3、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。硫铵

4、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。直接法第71页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。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

5、工业生产中应用更少。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

6、生产上应用较广。本设计选择半直接法。２.饱和器法生产硫铵原理第71页2.1.1物理性质　（１）纯态硫酸氨为无色长棱形结晶体，工业为白色或浅灰色黄色晶体颗粒，晶体密度１.７７６ＫＧ／Ｍ３。　（２）结晶热１０.８７ＫＧ／ＭＯＬ，结晶区位于硫铵含量较低区域。　（３）易溶与水，其水溶液呈弱酸性，易吸潮结块。2.1.2硫铵用途　　长期以来，主要用来做肥料，适用多种土壤和多种作物，还可用于纺织、皮革、医药等方面。食用硫酸铵由工业硫酸铵加入蒸馏水溶解，加入除砷剂、除重金属剂进行溶液净化、过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、干燥制得。用做食品添加剂，做

7、面团调解剂、酵母养料等。2.1.3生产的工艺流程1.流程选择目前，我国大部分焦化厂均用饱和器法生产硫酸铵，来回收煤气中的氨。国外除趋向于用沸萨姆法生产无水氨外，还有许多焦化厂用饱和器法或酸洗法生产硫酸铵。所以硫酸铵仍是目前焦化厂生产的主要产品之一。用硫酸吸收煤气中的氨是快速不可逆的化学反应，所以可在饱和器或酸洗塔内，使焦炉煤气与适量浓度的硫酸接触以用来回收煤气中的氨。本设计选择半直接法。2.生产工艺流程的原理焦化厂生产的硫铵是浓硫酸和氨气在饱和器内发生如下化学反应而生成硫铵的。反应方程式：H2SO4+NH3----（NH4）2SO4（硫

8、酸适量）H2SO4+NH3----NH4HSO4（硫酸过量）NH4HSO4+NH3----（NH4）2SO4上述反应是防热反应,当用硫酸吸收炼焦煤气中的氨时,当用硫铵吸收炼焦煤气中的氨时,第71页实际所得的