饱和器法生产硫酸铵回收氨(8)

2020-04-17 20:15

乌海职业技术学院毕业设计

硫酸铵产量 每天操作时间

进干燥器的硫酸铵含水 出干燥器的硫酸铵含水 进干燥器的硫酸铵温度 出干燥器的硫酸铵温度 空气温度 空气相对湿度 加热器后空气温度 出干燥器的空气温度

1、沸腾床最低流态化速度的确定:

1362.8kg/h 15h/d 2% 0.1% 15℃ 68℃ 5℃ 84%

140℃(130~140℃) 70℃(70~80℃)

当热空气通过干燥器硫酸铵颗粒床层的流速大到使全部颗粒刚好进入悬浮状态时,颗粒与气体间的摩擦力与其质量相平衡,且通过此床的任一截面的压降大致等于在该截面上颗粒和流体的质量,则可认为床层刚刚流化,并称之为处于临界流化状态的床层。此时最低流态化速度可按下列通用方程式计算:

v?11.820.092c3pd?s?(?0.94gu0.88g?0.66)m/s ?

式中 dcp---固体颗粒平均直径,m。

?g---气体密度,kg/m3。 ?s---固体密度,kg/m3。 u---气体黏度,Pa?s。 上式适用的条件是雷诺数Re?行校正。

上式中各项数据计算如下: 1)dcp的确定:dcp?dcpv1?gu?10,若Re?10,则必须对计算进

1 x?d设硫酸铵的筛分组分如下表:

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表5.1 硫酸铵的筛分组分

各颗粒直径d/mm 筛分组成x/%

dcp?2.0 0.1

1.0 42

0.5 34

0.3 22

0.2 1.0

0.1 0.9

1?100?0.514mm

0.14234221.00.9?????2.01.00.50.30.20.12)?g的确定

在干燥器内气体的平均温度为140?70?105℃,设气流操作压力为

23.43KPa,则空气流在实际操作状态下的密度为:

273101.?3353 ?g?1.29???0.98kg/m273?105101.333)硫酸铵结晶真密度 ?s为1770kg/m3。 4)空气黏度u为2.1?10?5Pa?s。

将上述各值带入 v1??式得:

?2.1?10??(0.98)0.06?50.880.00923?(0.542?10?3)1.82?(1770?0.98)0.94

?0.157m/s Re?dcpv1?gu?0.514?10?3?0.14?0.982.1?10?5?3.97

因为Re<10,故计算结果不必校正。

2、干燥器直径的确定

干燥器内径气流实际操作速度:

v?10?V1?10?0.157?1.57m/s

干燥器内平均操作温度及压力下的湿空气体积:

按设计定额,干燥器每处理1t硫酸铵(干基)需温度为10℃,相对湿度为84%的空气1900kg。

干燥器的处理负荷(按15h/d)为: 1362.8?24?2180.48kg/h

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原料含水量: 2180.4?82?%干燥后残留在硫酸铵中的水量:

43k.g6/h1 2180.4?80.1?% 8k2g.1/h则需蒸发的水量:43.61?2.18?41.43kg/h 因此:在干燥器内湿空气的体积为:

8 V?(2180.4?1500?1000350?105101. 33?22).?4273?18273101.?335 =4399m/h 干燥器的沸腾床面积: F?4399?0.778m2

3600?1.573、干燥器溢流口高度的确定

根据计算,固定床物料层高度H可取为200mm,则沸腾床层高度(即溢流

0口高度)为:

H?H01??0 1??式中

?0为固定床空隙率:

?0?1??dui858?1??0.515 ?zhen1770?为沸腾床空隙率,取0.75

1?0.515则 H?200 m??388m1?0.75 溢流口高度是控制沸腾床层高度及物料停留时间的重要参数。

5.4 结晶槽

结晶槽的作用是对含有硫酸铵的母液进行水力选粒。饱和器制取硫酸铵采用的结晶槽型式见图5.1。结晶槽用钢板焊制,内壁衬以防酸层。结晶槽设有伸入

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设备的选料装置,它由杯形件构成。杯形件内装有向下扩宽的供料管,供料管通入固定在杯形件下端的漏斗。含有结晶的悬浮液沿供料管进入,从漏斗折回,上升到选粒截面。较大的晶粒,

1-环形件;2-供料管;3-漏斗;4-溢流管;5-出口晶浆

图5.4 结晶槽

其沉降速度大于升向选粒截面的液流速度,使经环形件和漏斗之间的环形缝隙排入结晶槽的下部,由此进入离心机。含小粒结晶的母液沿环形杯件上升,经溢流管排入饱和器,使结晶继续长大。选粒截面上的上升流速度是悬浮液中古香含量小于30%的流体计算确定的,约为5cm/s。

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第六章 中和器法提取粗轻吡啶工艺流程

母液从饱和器结晶槽连续不断流至母液沉淀槽中,在此母液进一步析出硫酸铵结晶,并除去浮在母液液面上的煤焦油,然后进入母液中和器。同时从蒸氨分凝器来的10%~12%的氨—汽,进行中和器泡沸穿过母液层,与母液接触而分解出吡啶。由于大量化学反应放热以及氨气冷凝的冷凝热、氨熔解热等,使中和器内母液温度升高至95~99℃。在此温度下,吡啶蒸汽、氨气、硫化氢、氰化氢、二氧化碳、水汽以及少量油气和酚等从中和器逸出,进入冷凝冷却器,冷却至30左右℃。冷凝液进入油水分离器,上层粗吡啶流入计量槽,然后放入储槽,下层的分离水则返回中和器。中和器所消耗的氨并未损失,而以硫酸铵的形式随脱吡啶母液由中和器满流而出,经母液净化装置净化后回到饱和器母液系统。

因为吡啶的溶解度比其同系物大得多,故分离水中主要含的是吡啶。分离水返回反应器,既可增大水溶液中铵盐浓度,又可减少吡啶损失。吡啶蒸汽有毒,并含有硫化氢、氰化氢等有毒物质,故提取吡啶系统要在负压下进行。

吡啶盐基易溶于水,其所以能与分离水分开,是因为分离水中溶有大量的硫酸铵使分离水呈碱性,具有使吡啶盐基从水中盐析出来的作用,并使分离水与粗轻吡啶的密度差增大。因此,分离水必须返回中和器。

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