饱和器法生产硫酸铵回收氨(5)

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12?3?12?1.?20.0?535.2 8k饱和器内被硫酸吸收的氨量：

316.9?35.28?1.2?350.98kg/h 硫酸铵的产量（干质量）：

132 350.98?2?1362.6kg/h?17式中 132---硫酸铵的相对分子质量；

17---氨的相对分子质量

含量为74%的硫酸消耗量： 350.98?98?1367.1kg/h

2?17?0.74式中 98---硫酸的相对分子质量

1.2?1?21.?20.05?100%?氨损失率

100?0117.?6480.3%

0.5 4%4.1.2 水平衡及母液温度的确定

为了使饱和器母液不不被稀释或浓缩，应使进入饱和器的水分全部呈蒸汽状态杯煤气带走。由于煤气通过母液时速度太快，接触时间太短以及接触表面不足，所以饱和器蒸发水分能力很差。这就更加突出饱和器维持水平衡的重要性。 1）带入饱和器的总水量：

340?117.6?4835.2?1408kg /h1000式中 35.2----在30℃时，1m3干煤气被水汽饱和后其中水汽的质量，g。

氨分凝器后氨气带入的水量：

35.28(1?10%?)10% kg/h317.52式中 10%---相当于分缩器后温度为98℃的氨气浓度

硫酸带入的水量： 1367.?1?1?74%?? kg/h355.45洗涤硫酸铵水量：取硫酸铵量的8%，离心后硫酸铵的含水2%，故带入的水量为：

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1362.6?8?2?81.76kg/h 100冲洗饱和器和除酸器带入的水量：饱和器的酸洗和水洗是定期进行的，洗水量因各厂操作制度不同而异，现取平均200kg/h,则带入饱和器的总水量为：

1408?317.52?355.45?81.76?200?2362.73kg/h

2）饱和器的出口煤气中的水蒸汽分压：

带入饱和器的总水量，均由煤气带走，则饱和器的1m3煤气应带走的水量为：

2362.73?0.0591kg/m3?59.1g/m3

40000相应地，1m3煤气中水蒸气的体积为：

59.1?22.4?0.0735m3

18?1000混合气体中水汽所占的体积为：

0.0735?6.85%

1?0.0735取饱和器后煤气表压为11.77kPa,则水蒸气分压为： (101.33?11.77)?6.85%?7.75kPa 3）母液最低温度的确定：

根据母液液面上的水蒸气分压等于煤气中的水蒸气分压，利用图可直接查的。若使煤气带走这些水分，必须使母液液面上的水蒸气分压大于煤气中的水蒸气分压，使之产生蒸发推动力，即?p?p1?p2。此外，还由于煤气在饱和器中停留的时间短，不可能达到平衡，所以，实际上母液液面上的水蒸气分压应为：

p1?Kpg

式中 K为平衡偏离系数，其值为1.3～1.5。当取1.5时，

p1?1.5?7.75?11.625kPa

查图3.4得，

当母液酸度为4%和8%时，与p1?11.385kPa相对应的母液适宜温度分别为51℃及57℃时，当酸度为6%时，可取其平均值为54℃.

在实际生产操作中，当吡啶装置不生产时，母液温度为50～55℃；当吡啶

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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?141?1.465t?70232tkJ/h 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 23

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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?

oo0.468kcal/kg?C?0.468?4186?1.959kJ/kg?C

????4）洗涤水带入的热量Q4

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：

9418?85.3963 n1? (硫酸质量分数为6%)

698

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

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