饱和器法生产硫酸铵回收氨(6)

装置生产时，母液温度为55～60℃。

4.2热量衡算（热平衡以0℃为基准）

4.2.1输入热量Q入

热平衡以0℃为基准，计算假定吡啶装置未投入生产 1、输入热量Q入 1）煤气带入的热量Q1 a干煤气带入的热量：

340?14?11.46?5t t70232式中 1.465—干煤气比热容，kJ/（m3?k）

t—煤气预热温度，℃ b水蒸气带入的热量：

1408?(2491?1.834t)?3507328?2582.3t

式中 1.834—0-80℃间水蒸汽比热容，kJ/?kg?k?。 2491—水在0℃时的蒸发热，kJ/kg。 c氨带入的热量：

316.?92.1?06t 667. 4式中 2.106—氨的比热容，kJ/?kg?k?。

煤气中所含的苯族烃，硫化氢等组分含量少，在饱和器的前后引起的热量变化甚微，故可忽略不计。又因吡啶装置未生产，吡啶基在饱和器中被吸收的极少，也不予考虑。

煤气带入饱和器的总热量为：

Q?58600t?3507328?2582.3t?667.4t

1 ?350732?82）氨气带入的热量Q2：

35.28?2.062?95?6911kJ/h

96184 21

水蒸气带入热：

317.52??2491?1.84?98??848197.5kJ/h 则 Q2?6911?848197.5?855108.5kJ/h 3）硫酸带入的热量Q3

Q3?1367?.11.?959?2053 563kJ/h式中 1.959—质量分数为74%硫酸在20℃时的比热容，kJ/?kg?k? 0.468kcal/kg?C?0.468?4186?1.959kJ/kg?C 4）洗涤水带入的热量Q4

?o??o?Q4?(200?81.76)?4.177?60?70614.7kJ/h

式中 4.177—60℃时水的比热容，kJ/?kg?k?。 5）结晶槽回流母液带入的热量Q5

取回流母液温度为45℃，母液量为硫酸铵产量的10倍， 则：

Q5?1362.6?10?2.676?45?1640843kJ/h

式中 2.676—母液的比热容，kJ/?kg?k?。 6）循环母液带入的热量Q6

取循环母液温度为50℃，母液量为硫酸铵产量的60倍， 则：

Q6?1362.6?60?2.676?50?10938953kJ/h

式中 2.676—母液的比热容，kJ/?kg?k?。 7）化学反应热Q7

a硫酸稀释热q1（由74%稀释到6%） 每1mol硫酸稀释热计算公式：

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式中

q1?74776(n1n2?)

1.7983?n11.7983?n2n1，n2—分别为稀释后和稀释前水与酸的物质的量之比：

n1?94618?85.3963 (硫酸质量分数为6%)

98

n1?7418?1.9129 (硫酸质量分数为74%)

981.91291?367.174%?) 1.798?385.39631.?79831.9129982685.3963q?74776(?则 1?74776(0.9794?0.5154)??358167.51kJ/h

1367.1?74% 98b.稀H2SO4与氨气反应生成?NH4?2SO4水溶液的反应热q2： q2?1362.6?195524=2018341kJ/h 132式中 195524—稀硫酸与氨气反应生成硫酸铵水溶液的反应热J/mol

c.硫酸铵结晶热q3 q3?1362.6?10886=112373.2kJ/h 132式中 10886—硫酸铵结晶热J/mol

Q7?q1?q2?q3?2488881.7kJ/h

综上 总输入热量Q入

Q入?QQ?1?Q2?3

Q?4Q?5?Q6Q

?19555291.9?61849.7tkJ/h4.2.2 输出热量Q出

23

? 1） 煤气带出的热量Q1a 干煤气带出的热量

40000?1.465?55?3223000kJ/h

b水蒸气带出的热量

2362.73??2491?1.834?55??6123889kJ/h

??32230?00 Q12）结晶母液带出的热量Q?2

612?3889934 6889kJ/h??6?1?1?0 Q?2?1362.3）循环母液带出的热量Q?3

2.?676?5522 06022kJ/h.6?60 Q?3?1362?4）和器散失的热量 Q?4 Q? 4?aF(t1?t2)2.?676?55120 32848kJ/h式中 a—结晶系数，取20.9kJ/?m3?h?k?;

F—饱和器表面积，（当直径为5m时，F≈200m2）； t1—饱和器壁温度，取45℃； t2—大气温度，取-20℃ 则：

Q?4?20.9?200??45?20??271700kJ/h

总输出热量

??Q???Q出?Q12?Q3?Q4?23857459kJ/h

根据热平衡关系

则：

得

Q入=Q出

19555291.9?61849.7t?23857459

t≈69.6℃

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实际操作中煤气预热温度控制在60~70℃ 以上的热平衡计算数据如表4.1所列

表4.1热平衡数据表（热平衡以0℃为基准）

热 收 入 项 目 煤气带入热量Q1 数值kJ/h 3507328+ 61849.7t 氨气带入热量Q2 硫酸带入热量Q3 洗涤水带入热量Q4 结晶槽回流母液带 入热量Q5 循环母液带入热量Q6 10938953 化学反应热Q7 合计Q 入热 支 出 项 目 ? 煤气带出热量Q1数值kJ/h 9346889 855108.5 53563 70614.7 1640843 结晶母液带出热量Q?2 2206022 12032848 循环母液带出热量Q?3 饱和器散失热量Q?4 —— 271700 —— —— —— 合计Q 出—— —— 23857459 2488881.7 19555291.9+ 61849.7t

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