Проект переоснащення системи пиловловлювання барабанної сушарки сульфатного відділення коксохімзаводу (на прикладі ВАТ "Ясинівський КХЗ")

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

Вступ

1. Техніко-економічне обґрунтування вибору місця будівництва виробництва

2. Аналітичний огляд

3. Характеристика сировини і речовин, що надходять на переробку

4. Фізико-хімічні основи технологічного процесу

5. Характеристика одержаного продукту

6. Опис технологічної схеми виробництва

7. Матеріальні розрахунки

8. Тепловий розрахунок сатуратору

9. Конструктивні розрахунки апаратів

9.1 Конструктивний розрахунок сатуратору

9.2 Конструктивний розрахунок сушарки

10. Вибір основного технологічного і допоміжного обладнання

11. Комп'ютеризація основних параметрів сатуратора

11.1 Визначення алгоритмічних задач управління

11.2 Ідентифікація перемінних

12. Норми технологічного режиму

13. Аналітичний (лабораторний) контроль за стадіями виробництва

14. Автоматичний контроль і регулювання

15. Охорона праці

15.1 Коротка характеристика виробництва і його шкідливі та небезпечні фактори

15.2 Заходи щодо покращення умов праці

15.2.1 Організаційні та технічні заходи

15.2.2 Розрахунок захистного заземлення

15.2.3 Розрахунок освітлення робочого приміщення

15.3 Заходи щодо пожежної безпеки

16. Охорона довкілля

16.1 Охорона атмосферного повітря

16.2 Оцінка впливу діяльності підприємства на стан водних ресурсів

16.3 Поводження з відходами на підприємстві

17. Оцінка фінансового стану підприємства

Висновки

Перелік посилань

ВСТУП

Аміак утворюється в процесі коксування з азоту і водню кам'яного вугілля. Велика частина азоту вугілля (до 60 %) залишається в коксі у виді термічно стійких азотистих з'єднань, а інша частина віддаляється з вугілля разом з летучими продуктами коксування - газом, смолою і надсмольною водою.

У газі азот знаходиться, головним чином, у виді елементарного азоту (20-30 %), аміаку (10-17 %), ціаністого водню (до 3 %) і легких піридинових основаній (0,07-0,1 %), у кам'яновугільній смолі азот знаходиться у виді піридинових і хінолінових основаній і інших органічних сполук, а в надсмольній воді у виді ціанідів, роданидів і інших солей амонію.

Сировиною для одержання сульфату амонію являється коксовий газ і вихідні сполуки, такі як сірчана кислота і «чиста» сірчана кислота.

Сульфат амонію уявляє з себе білі, прозорі кристали, які мають форму здовженого ромбу, розміри якого визначаються умовами його одержання.

Сульфат амонію широко використовують в сільському господарстві в якості добрива. Цінність цього добрива обумовлена порівняно високим вмістом азоту 21,2 %, який добре засвоюється із ґрунту коріннями рослин.

При використанні коксового газу можливо три способи одержання сульфату амонію: непрямий, прямий і напівпрямий. Частіше всього застосовують напівпрямий метод.

В залежності від апаратурного оформлення процесів поглинання аміаку сірчаною кислотою і кристалізації сульфату амонію відрізняють два різновиду напівпрямого способу, які отримали найбільше розповсюдження в промисловості, - сатураторний і безсатураторний.

При безсатураторному способі поглинання аміаку сірчаною кислотою здійснюється в форсунковому скрубері, який може зрощуватися як пересиченим, що вміщує у собі кристали сульфату амонію, так і ненасиченим розчином.

У роботі спеціаліста проаналізований сатураторний метод одержання сульфату амонію, як найбільш перспективний для коксохімічних заводів України.

1. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ МІСЦЯ БУДІВНИЦТВА ВИРОБНИЦТВА

У роботі спеціаліста розглядається проект переоснащення системи пиловловлюванні барабанної сушарки сульфатного відділення коксохімзаводу. Проект планується провести на ВАТ "Ясинівський КХЗ".

До складу заводу входять наступні основні цехи і підрозділу виробничого призначення:

- вуглепідготовчий;

- коксовий;

- уловлювання хімічних продуктів коксування;

- очищення коксового газу від сірководню;

- цех переробки сирого бензолу;

- теплоелектроцентраль ТЕЦ;

- біохімічна установка для очищення забруднених стоків;

- ремонтні, складські, транспортні і господарські об'єкти.

Як вугільну базу ВАТ "Ясинівський КХЗ" використовує вугілля Донецького басейну (Україна) і Кузнецького басейну (Росія), у т.ч. від збагачувальних фабрик України і Росії - 84,0 %, від збагачувальної фабрики ВАТ "Макіївський КХЗ" - 16,0 %.

Забезпечення електроенергією заводу виконане від ТОВ "Сервис-Инвест" відповідно до договору № 1.00.36.000 від 30.08.2002 р. і доп.угоді № 5 від 15.12.04 р. З огляду на значне споживання електроенергії в зв'язку з висновком з експлуатації цілого ряду об'єктів заводу, харчування об'єктів комплексу коксової батареї № 1 буде забезпечуватися в кількості 770 кВт (споживана потужність) від існуючих джерел. Додаткових лімітів на постачання електроенергії не потрібно.

Джерелом паропостачання заводу є ТЕЦ. З обліком виведених з експлуатації виробництв завод має вільні резерви для забезпечення комплексу коксової батареї № 1 парою, теплом, стисненим повітрям.

Джерелом водопостачання технічної води є мережі Макіївського відділення "Укрпромводчермет". Свіжа технічна вода, що поставляється Макіївським ВАТ "Укрпромводчермет", "Ясиновский КХЗ" використовується послідовно: спочатку в машинному відділенні цеху уловлювання, потім на поповнення систем оборотного водопостачання. Свіжа вода використовується для нестатків ТЕЦ і поповнення втрат в оборотних циклах.

Система водопостачання оборотна з градирнями, а в циклах гасіння коксу - з відстійниками.

Питна вода частково подається від магістральних мереж Макіївського міськводоканала і Макіївського відділення "Укрпромводчермет".

Очищені на біохімічній установці стічні води цеху уловлювання використовуються для гасіння коксу. Вежі гасіння коксу мають оборотний цикл по воді з відстоєм шламу у відстійниках.

Наявність допоміжних цехів (ремонтно-будівельного та ремонтно-механічного) забезпечують підтримку обладнання в робочому стані, а також технічний та плановий ремонт апаратури.

Завод має у своєму розпорядженні залізничні шляхи і власний рухомий склад, а так саме автотранспортний цех, що забезпечує постачання сировини і вивіз готової продукції і побутових і виробничих відходів.

У регіоні налагоджена підготовка висококваліфікованих кадрів. Тому підприємство забезпечене висококваліфікованими робітниками та інженерними кадрами.

Таким чином на ВАТ "Ясинівський коксохімічний завод" мається вся необхідна інфраструктура для переоснащення сульфатного відділення.

2. АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД

Одержання сульфату амонію засновано на поглинанні аміаку з коксового газу розчином сірчаної кислоти і протіканні реакції нейтралізації.

2NН₃+Н₂SO₄ = (NН₄)₂SО₄ + Q.

Ці реакції протікають з виділенням тепла, кількість якого залежить від умов ведення процесу.

Утворення кристалів сульфату амонію відбувається при насиченні маткового розчину за рахунок безперервного процесу поглинання аміаку сірчаною кислотою або в результаті розпарювання розчину. Кристалізація починається з утворення центрів кристалізації - зародків кристалів. Для одержання великих кристалів необхідно забезпечити умови для їхнього росту, інтенсивність якого залежить від швидкості дифузії сульфату амонію з розчину до граней кристалів, швидкості переходу молекул солі з рідкої фази у тверду і швидкості відводу схованої теплоти кристалізації від поверхні кристалів у розчин.

У залежності від схеми охолодження, прямого коксового газу і витягу з нього аміаку розрізняють три способи одержання сульфату амонію: непрямий, прямій і напівпрямій.

При непрямому способі частина аміаку (20-30 % від загальних ресурсів) витягається з коксового газу конденсатом, що утвориться при охолодженні газу в первинних холодильниках до 25-35 °С, а інша частина (80-70 %) оборотною водою при промиванні газу в аміачних скруберах. Надсмольна вода (газовий конденсат) і слабка аміачна вода зі скруберів переробляються, потім в аміачних колонах з одержанням парогазової суміші, що складається з пар води, газоподібних аміаку, вуглекислоти, сірководню, ціаністого водню й інших компонентів. Ця суміш направляється в сатуратор, де аміак зв'язується із сірчаною кислотою з утворенням насиченого розчину сульфату амонію і кристалів солі, що виводяться з дна апарата з частиною розчину на центрифугу, а після промивання і сушіння передаються на склад.

Непрямий спосіб одержання сульфату амонію має велику гнучкість процесу, що дозволяє виробляти в залежності умов ринку, сульфат амонію або концентровану аміачну воду, або одночасно обидва продукти в одному цеху. Важливою перевагою цього способу є також виробнича надійність, тому що різні відділення цеху слабко зв'язані між собою і тому виробничі порушення в аміачному або сульфатному відділеннях можуть бути усунуті без зупинки інших відділень при подачі одержуваної в скруберах аміачної води склад. Крім того, непрямий спосіб дозволяє виробляти сірчану кислоту і піридинові підстави з парогазовой суміші, що виходять із сатуратора по порівняно простій технології.

Поряд з цими перевагами непрямий спосіб має ряд серйозних недоліків:

- великі капіталовкладення;

- значні експлуатаційні витрати, зв'язані з переробкою великого обсягу аміачної води;

- велика кількість стічних вод (близько 250 м³ на 1000 т вугілля);

- значні втрати аміаку зі зворотним газом.

Через ці недоліки непрямий спосіб виробництва сульфату амонію в даний час не знаходить застосування. Однак у сполученні з аміачним очищенням коксового газу від сірководню він може виявитися перспективним.

Прямий метод полягає в тім, що весь аміак, що утвориться при коксуванні, витягається з коксового газу сірчаною кислотою до охолодження в первинних холодильниках. З газозбірника гарячий коксовий газ надходить у електрофильтр для очищення від туманообразної смоли, а потім у сатуратора, де аміак зв'язується сірчаною кислотою з утворенням насиченого розчину і кристалів сульфату амонію.

Відмінною рисою цього методу є те, що при охолодженні коксового газу після сатуратора в первинних холодильниках конденсат, що утвориться, (надсмольна вода) не містить аміаку й амонійних солей і тому відпадає необхідність його переробки в аміачній колоні. Відсутність аміачного відділення дозволяє знизити витрата пари, вартість устаткування і займану виробничу площу, а також скоротити до мінімуму обсяг стічних вод (близько 50 м³ на 1000 т вугілля).

Однак широкого поширення цей метод не одержав через істотні недоліки:

- наявності великого числа апаратів, що працюють під розрідженням, що підвищує імовірність підсмоктування повітря й утворення вибухонебезпечної суміші, збільшує витрату електроенергії на транспортування газу;

- інтенсивної корозії устаткування, обумовленої наявністю в газі хлористого водню і хлористого амонію;

- труднощі очищення газу від смоли при високій температурі і утворення в сатураторі великої кількості кислої смолки;

- великого обсягу апаратури через високі температури і вологовмісти газу:

- неможливості уловлювання в сатураторі легких піридинових основ через високу температуру розчину і відсутності аміачне для його нейтралізації в піридиновій установці.

Найбільше поширення на заводах одержав напівпрямий метод виробництва сульфату амонію, що володіє перевагами, а почасти і недоліками непрямого і прямого способів. По цьому методі коксовий газ після газозбірника прохолоджується в первинних холодильниках до 25-35 °С, у результаті чого водяні пари конденсуються практично цілком, а газовий конденсат, що утвориться, (надсмольна вода) розчиняє до 20-30 % аміаку. Охолоджений газ подається нагнітачами в абсорбер, де інший аміак поглинається сірчаною кислотою з утворенням сульфату амонію.

Одержувані при переробці надлишкової надсмольної води аміачні пари подаються частково в абсорбер разом з коксовим газом, а частково в нейтралізатор піридинової установки, де аміак також зв'язується сірчаною кислотою. Таким чином, весь аміак прямого коксового газу в остаточному підсумку переробляється в сульфат амонію.

Недоліками напівпрямого способу виробництва сульфату амонію є необхідність переробки надлишкової надсмольної води в аміачних колонах, що вимагає значної витрати пари і лугу, а також утворення значного обсягу стічних вод, що вимагають складного очищення.

У залежності від апаратурного оформлення процесів поглинання аміаку сірчаною кислотою і кристалізації сульфату амонію розрізняють два різновиди напівпрямого способу, що одержав найбільше поширення в промисловості, - сатураторний і безсатураторний. Слід зазначити, що в літературі немає єдиного тлумачення цих термінів, і вони не відбивають особливостей апаратурного оформлення процесів.

По термінології, прийнятої в коксохімічній промисловості, сатураторним називається процес, при якому поглинання аміаку з коксового газу сірчаною кислотою й утворення кристалів сульфату амонію здійснюються в одному апараті барботажного типу, називаному сатуратором. При безсатураторному способі поглинання аміаку сірчаною кислотою виробляється у форсуночному (або насадочному) скрубері, що може зрошуватися як пересиченим, який має кристали сульфату амонію розчином, так і ненасиченим розчином. У першому випадку кристалізація сульфату амонію відбувається одночасно з поглинанням аміаку в скрубері, а в другому утворення пересиченого розчину і кристалів сульфату амонію здійснюється при випарюванні розчину в спеціальному апараті - кристалізаторі.

Перевагами безсатураторних процесів є менший гідравлічний опір і можливість проведення окремих стадій процесу (абсорбції аміаку, кристалізації сульфату амонію й ін.) при найбільш сприятливих умовах.

Безсатураторний метод одержав найбільше поширення на коксохімічних заводах СНД, що пояснюється високою надійністю процесу очищення коксового газу від аміаку і простотою апаратурного оформлення

У процесі роботи сатуратора на поверхні маткового розчину накопичується кисла смолка - продукт взаємодії туманообразної смоли і неграничних з'єднань із сірчаною кислотою, що при наявності в розчині нерозчинних з'єднань заліза й інших металів, так званих шламів, може осідати разом із кристалами сульфату амонію, додаючи продуктові сіре фарбування і знижуючи його якість.

Для видалення кислої смолки частина маткового розчину безупинно виводиться із сатуратора через переливне вікно і гідравлічний затвор у циркуляційну каструлю, з якої насосом знову повертається в сатуратора.

Одночасно з уловлюванням аміаку в сатураторі відбувається також поглинання легких піридинових основ. Для їхнього виділення частина маткового розчину виводиться із сульфатного відділення в піридинову установку. Матковий розчин самопливом подається з верхньої частини кристалопримача або з нагнітальної лінії циркуляційного насоса. Кількість розчину, що відбирається, залежить від змісту в ньому піридинових основ, що зазвичай складає 10-15 г/л і залежить у свою чергу від концентрації піридинових основ у коксовому газі, температури і кислотності маткового розчину в сатураторі. Знепіридинений матковий розчин повертається з піридинової установки в збірник або в циркуляційну каструлю, відкіля подається насосом у сатуратора.

Як відзначалося вище, найважливішими факторами, що визначають якість сульфату амонію, є кислотність і температура маткового розчину, а також інтенсивність і спосіб перемішування його в сатураторі.

Для одержання великих кристалів варто було б підтримувати кислотність маткового розчину в сатураторі на рівні 1 -2 %. Однак при цьому зростають втрати аміаку й особливо піридинових основ зі зворотним газом. Крім того, при низької кислотності відбувається рясне відкладення кристалів на внутрішніх стінках сатуратора і на лопатках барботажного парасоля, що приводить до зменшення вільного перетину каналів для проходу газу і збільшенню гідравлічного опору.

По зазначених причинах у сульфатних відділеннях прийнято підтримувати кислотність маткового розчину на оптимальному рівні 4-5 %. Проте, у процесі роботи відбувається відкладення кристалів на стінках сатуратора, барботажного парасоля, у патрубку для виходу газу й у переливному вікні для маткового розчину, у результаті чого порушується нормальний режим барботажа і зростає гідравлічний опір сатуратора. Для видалення сольових відкладень спочатку прибігали до щомісячних разкисловкам сатуратора, тобто до стрибкоподібного підвищення кислотності розчину до 12-15 %, а також до щотижневих промивань з підвищенням кислотності до 25-30 %, що приводить до перетворення сульфату амонію в бісульфат і підвищенню їхньої загальної розчинності. При цьому процес кристалізації припинявся до повного вироблення надлишкової кислоти і стає власне кажучи періодичним, що утрудняло регулювання й обслуговування установки.

В даний час для видалення сольових відкладень застосовують щодобові промивання сатураторів паровим конденсатом при температурі 80-90 °С шляхом подачі його в місця найбільшого скупчення кристалів. Витрата конденсату, для промивання сатуратора складає 25-35 м³. Ця вода випаровується потім протягом доби завдяки відповідному підігрівові коксового газу в паровому підігрівнику. У процесі водних промивань сатуратора кислотність маткового розчину підтримується постійної на рівні 4-5 %, завдяки чому порушення процесу кристалізації виявляється не настільки значним, як при кислотних промиваннях, а якість продукту не погіршується.

Підвищення температури в сатураторі негативно позначається на крупності одержуваних кристалів, тому необхідно підтримувати її на можливо низькому рівні, при якому, однак, забезпечується випар усієї води, що вводиться в систему, і збереження водного балансу.

Вода в сатуратора надходить у пароподібному стані з коксовим газом і аміачними парами, а також у рідкому виді із сірчаною кислотою, при щодобових промиваннях системи і при промиванні сульфату амонію в центрифузі. Щоб уникнути обводнювання системи вода, що надходить у неї, повинна бути випарувана в сатураторі і вилучена з коксовим газом. Велика частина необхідного для цього тепла виділяється при протіканні хімічної реакції, а відсутнє тепло вноситься коксовим газом з парового підігрівника.

Чим більше води вводиться в систему, тим вище повинна бути температура коксового газу і маткового розчину в сатураторі, тим дрібніше одержувані кристали сульфату амонію. При нормальному режимі роботи сатуратора температура газу після підігрівника повинна бути 55-58 °С, а маткового розчину 53-55 °С.

Для підтримки такого режиму необхідно прохолоджувати коксовий газ у первинних холодильниках до 25-30 °С и аміачні пари в дефлегматорі до 95-96 °С. застосовувати концентровану сірчану кислоту, знижувати витрата води на промивання сульфату амонію (до 5-6 % від маси останнього), а також на промивання сатураторів і трубопроводів.

Одним з вирішальних факторів, що забезпечують інтенсифікацію росту кристалів, є перемішування розчину, тому що турбулізація потоків розчину в сатураторі сприяє збільшенню швидкості підведення сульфату амонію з розчину до поверхонь кристалів і швидкості їхнього росту. Однак саме по собі перемішування розчину ще не забезпечує одержання крупно кристалічної солі, тому що при наявності дрібних кристалів у розчині, що надходить у кристалоприймач, вони осідають разом з великими і знижують якість продукту. Тому перемішування розчину в сатураторі повинне вироблятися таким чином, щоб забезпечувалася сепарація кристалів по крупності у висхідному потоці з виділенням більш великих на дно сатуратора і віднесенням більш дрібних у зону пересиченого розчину.

Висхідний потік у ванні сатуратора створюється шляхом циркуляції розчину за допомогою насоса або газліфта. Рідинний ажитатор являє собою струминний апарат, де робітничим середовищем служить матковий розчин, подаваний у сатуратора насосом. Недоліком рідинних ажитаторов є інтенсивне здрібнювання кристалів під дією робочого колеса насоса і при переміщенні по трубопроводах.

Для подачі газу в ажитатор потрібна установка компресора типу 2ГМУ-48/3 продуктивністю 48 м³/хв при тиску 0,2 МПа, що зв'язано зі значними витратами. Застосування газової ажитації економічно доцільно при наявності на підприємстві стиснутого коксового або природного газу.

Газліфтний сепаратор забезпечує рух розчину нагору усередині направляючої склянки і вниз поза склянкою. Дрібні кристали несуться потоком розчину усередину склянки і тривалий час знаходяться в зваженому стані при сприятливих умовах для росту. Великі кристали осідають з потоку на дно ванни сатуратора, відкіля подаються сольовим насосом у кристалоприймач.

Значний вплив на якість сульфату амонію роблять з'єднання заліза, що накопичуються в матковому розчині. Джерелами цих з'єднань є сірчана кислота і продукти корозії апаратури.

При роботі піридинової установки в лужному середовищі залізо зв'язується з ціаністим амонієм у нерозчинну комплексну сіль - залізосинеродистий амоній. Ця сіль являє собою мілкодисперсний шлам з розміром часток від 6 до 40 мкм. Потрапляючи з знеспіридиненим розчином у сатуратора, шлам сорбується кислою смолкою, у результаті чого щільність останньої зростає, і вона осідає разом із кристалами сульфату амонію, забруднюючи його.

Крім того, обволікаючи кристали сульфату амонію, шлам сповільнює їхній ріст і обумовлює одержання мілкокристалічного продукту.

Ступінь забруднення сульфату амонію залежить від кількості смоли, що надходить з газом, і від змісту заліза в кислоті. При незначному змісті заліза в кислоті кількість шламу в матковому розчині недостатньо для того, щоб довести щільність кислої смолки до величини щільності розчину. При цьому шлам віддаляється із сатуратора разом з кислою смолкою, і одержуваний сульфат амонію має білий колір.

Для поліпшення якості сульфату амонію на багатьох заводах відмовилися від спуска знепіридиненого розчину безпосередньо в сатуратора, а направляють його в спеціальний збірник для відстоювання від шламу. Різке прискорення осадження часток сульфідів, гідрату окису і фероціанидів заліза досягається при добавці 0,04 % водного розчину поліакриламіду в кількості 1 % від обсягу лужного знепіридиненого розчину. Прояснений розчин надходить у разкислитель, де нейтралізується кислотою, а потім у збірник маткового розчину або в циркуляційну каструлю. Ефективними засобами поліпшення споживчих властивостей сульфату амонію, зниження його злежування є грануляція й обробка поверхнево-активними речовинами.

Для грануляції сульфату амонію можуть застосовуватися гранулятори барабанного, тарілчастого і шнекового типів, а також апарати з псевдоожиженим шаром.

В апаратах із псевдоожиженим шаром процес грануляції може об'єднуватись зі зневоднюванням розчину і сушінням сульфату амонію, завдяки чому для його одержання можуть використовуватися більш дешеві розведені і відпрацьовані кислоти без ризику обводнювання ванни сатуратора.

У якості антизлежуванних добавок до сульфату амонію можуть застосовуватися сульфокислоти і їхньої солі. Найбільш ефективної з них є натрієва сіль додецилбензолсульфокислоти, що, на відміну від інших добавок, біологічно розкладається в ґрунтових умовах. Обробка сульфату амонію розчином сульфанолу проводиться шляхом розпилення його під стрічковим транспортером перед сушаркою з киплячим шаром.

Основними недоліками сатураторного методу одержання сульфату амонію є:

- великий гідравлічний опір барботажного апарата, який досягає 6,5 кПа і більш, що складає 30-40 % загального опору газового тракту й апаратури після нагнітачів;

- об'єднання в одному апараті процесів уловлювання аміаку і піридинових основ і кристалізації сульфату амонію не дозволяє проводити них у найбільш сприятливих умовах, що негативно позначається на роботі установки і на якості сульфату амонію;

- інтенсивне відкладення солі на стінках сатуратора і трубопроводів вимагає частих промивань великою кількістю води і кислоти, що порушує процес кристалізації, робить його періодичним і утрудняє регулювання й обслуговування установки; низька випарна здатність сатуратора, обумовлена малим часом і незначною поверхнею контакту газу з розчином, що вимагає підвищення температури ванни сатуратора до 60 °С и більш щоб уникнути обводнювання, при якій неможливе одержання крупно кристалічного продукту;

- громіздкість сатураторів, установка яких вимагає значних виробничих площ і капітальних витрат.

Усунення цих недоліків досягається при заміні барботажних сатураторів насадочними або форсуночними скруберами для уловлювання аміаку і піридинових основ і спеціальних апаратів для кристалізації сульфату амонію. У розроблених різними фірмами установках процес кристалізації проводиться як при звичайному тиску без випарки, якщо уловлювання аміаку в скруберах виробляється насиченим матковим розчином, що містить кристали сульфату амонію (фірма Тохо-Буссан), так і при випарюванні під вакуумом, якщо зрошення скруберів виробляється ненасиченим розчином (фірми Вильпут і Саймон-Карвз).

Перевагою зрошення скруберів ненасиченим розчином є відсутність відкладень солі на стінках апаратів і необхідності їхніх промивань, що спрощує обслуговування і регулювання процесу. Недоліком таких схем є значна витрата тепла на випарювання розчину в кристалізаторах, що підвищує вартість сульфату амонію на 15-20 % у порівнянні із сатураторним методом.

Перші бессатураторні установки для одержання крупно кристалічного продукту по методу Смет-Сольвей були побудовані американською фірмою Вильпут, технологічна схема якого представлена на рис. 2.1.

Коксовий газ промивається ненасиченим розчином сульфату амонію, що містить близько 6% вільної сірчаної кислоти, у скрубері 1, заповненому керамічною насадкою. Температура газу перед скрубером складає 47-50 °С,а після нього 50-55 °С.Температура маткового розчину після скрубера дорівнює 55-57 °С, а концентрація вільної сірчаної кислоти в ньому 4,5-5 %.

Розчин зі скрубера стікає в збірник 2, відкіля через гідравлічний затвор надходить у кишеню кристалізатора 3. Частина розчину з гідрозатвора подається насосом у піридинову установку. З кристалізатора розчин подається насосом 4 у випарник 5, з'єднаний з барометричним конденсатором 6. Тут розчин концентрується завдяки випарові води під вакуумом 680 мм рт.ст., створюваним двоступінчастим паровим ежектором 7. Остання ступінь працює на вихлоп в атмосферу або з'єднується з барометричним колодязем 8.

Рисунок 2.1- Схема отримання кристалічного сульфату амонію по методу Смет-Сольвей

сатуратор сульфат амонію коксохімічний

У випарнику розчин, утрачаючи частину вологи і прохолоджуючи до 42-44 °С, стає пересиченим. З випарника він стікає по трубі в нижню частину кристалізатора 3 і проходить нагору через шар зважених кристалів, забезпечуючи їхній ріст.

Більш великі кристали опускаються на дно кристалізатора, відкіля подаються насосом 9 через кристалоприймач 10 у вакуум-фільтр 8 і сушарку.

Надлишок маткового розчину перетікає з кристалоприймач 10 у збірник 2, службовець підставою скрубера 1, поповнюючи необхідною кількістю кислоти і води. Зі збірника розчин при температурі 43 °С знову подається насосом 12 у скрубер 1. Коксовий газ після скрубера проходить кислотну пастку і надходить у кінцевий газовий холодильник бензольного відділення. Що виділяється в результаті реакції між аміаком і сірчаною кислотою тепло витрачається на нагрівання маткового розчину і коксового газу, а частково на випар води з розчину. При низькому вологовмісті газу, що надходить у скрубер, випар вологи інтенсифікується настільки, що це може привести до випадання солі на насадці. Для усунення цього явища до коксового газу додається водяна пара в такій кількості, щоб температура газу на вході в скрубер була нижче температури маткового розчину на виході не більше ніж на 5 °С.

Розглянута схема має наступні переваги:

- висока якість сульфату амонію, що містить близько 85 % класу 2 - 0,5 мм;

- низький гідравлічний опір скрубера і сталість опору завдяки уловлюванню аміаку ненасиченим розчином.

Недоліком описаної схеми є велика витрата пари на кристалізацію солі над вакуумом.

На відміну від схеми одержання сульфату амонію по методу Смет-Сольвей, у бессатураторной установці фірми Саймон-Карвз процеси випарювання розчину і кристалізації сульфату амонію об'єднані в одному апараті, тоді як уловлювання аміаку і піридинових основ виробляється роздільно при найбільш сприятливих умовах у безнасадочних скруберах з форсуночним зрошенням.

Особливостями схеми є:

- низький гідравлічний опір форсуночных скруберів, що не перевищує 200 мм вод.ст;

- велика інтенсивність випару води в скруберах як за рахунок більшої тривалості і поверхні контакту газу з розчином, так і за рахунок більшої пружності водяних пар над ненасиченим розчином, завдяки чому не потрібно підігрівати газ перед абсорберами;

- роздільне уловлювання аміаку і піридинових основ дозволяють усунути основні недоліки сатураторного процесу. Висока концентрація кислоти в розчині другої ступіні дозволяє уловлювати найбільш коштовні легкі піридинові підстави і підвищити їхню концентрацію в розчині до 130-150 г/м³, що в 10-12 разів більше, ніж при сатураторному процесі. Завдяки цьому скорочується в 10-и раз витрата аміачних пар на нейтралізацію розчину, зменшується обсяг апаратури для переробки піридинових основ і істотно поліпшуються техніко-економічні показники роботи піридинової установки;

- застосування вакуум-випарників для кристалізації сульфату амонію дозволяє істотно поліпшити ситовий склад продукту. Однак через велику витрату пари у випарниках вартість сульфату амонію за цією схемою на 17-30 % більше, ніж при сатураторному процесі.

Досвід експлуатації безсатураторних установок Саймон-Карвз на заводах України і Росії показує, що вони мають серйозні недоліки, що знижують техніко-економічні показники виробництва сульфату амонію, а саме:

- одержання крупно кристалічного продукту в трубчастих вакуум-кристалізаторах із природною циркуляцією розчину важко через погану сепарацію дрібних кристалів. Більш половини продукту, одержуваного на цих установках, на відповідає показникам вищого сорту по змісту пилоподібних фракцій;

- собівартість сульфату амонію, одержуваного по безсатураторному процесі, на 15-20 % вище, ніж по класичній сатураторній схемі, через велику витрату пари у вакуум-кристалізаторах, що досягає 2 т на 1 т одержуваного продукту.

Достоїнством цієї установки перед сатураторною є менший гідравлічний опір проходові газу при цілком задовільної крупності кристалів. Разом з тим одержувати сіль постійного гранулометричного складу на цій установці важко, тому що для розчинення відкладень солі на стінках апаратів приходиться періодично промивати систему.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА СИРОВИНИ І РЕЧОВИН, ЩО НАДХОДЯТЬ НА ПЕРЕРОБКУ

На переробку до сульфатного відділення подається прямий коксовий газ, який поступає з коксового цеху. Його характеристика відповідно до ТУ У 322-00190443-101-99 наведений нижче (табл. 3.1).

Таблиця 3.1 - Характеристика коксового газу ТУ У 322-00190443-101-99

Найменування сировини	Найменування показників, обов'язкових для перевірки	Значення показників, г/м3
Прямий коксовий газ	Водяна пара Пара смоли Бензольні вуглеводні Аміак Сірководень Ціаністий водень Нафталін	250-450 80-120 36-41 6,5-8,5 13-18 1-2 6-8

Поглинання аміаку проводить сірчаною кислотою, яка виробляється у цеху сіркоочищення ВАТ ЯКХЗ. Її характеристика наведена нижче (табл. 3.2).

Таблиця 3.2 - Фізико-хімічні властивості сірчаної кислоти

Найменування сировини	Найменування показників, обов'язкових для перевірки	Значення показників, г/м3
Сірчана кислота	Масова доля моногідрату, %, не менш Масова доля залізу, %, не більш Масова доля залишку після прокалки, %, не більш Масова доля оксидів азоту, %, не більш Цвіт у мл розчину порівняння	92,5 0,02 0,05 Не нормується 6

4. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ

Одержання сульфату амонію засновано на поглинанні аміаку з коксового газу розчином сірчаної кислоти і протіканні реакції нейтралізації.

2NН₃ + Н₂SO₄ = (NН₄)₂SО₄ .

Процес нейтралізації сірчаної кислоти аміаком протікає в дві стадії:

- утворення кислої солі - бісульфату амонію:

NН₃ + Н₂SO₄ = NН₄НSО₄ ,

- перетворення кислої солі в середню в міру перенасичення розчину аміаком:

NН₄НSО₄ + NН₃ = (NН₄)₂SО₄

Ці реакції протікають з виділенням тепла, кількість якого залежить від умов ведення процесу. При взаємодії чистого аміаку і насиченого розчину сульфату амонію, що містить 7-8 % вільної кислоти, тепловий ефект сумарної реакції складає при 47,5°С 815 кДж/кг сульфату амонію, а при 66,3 °С 1855 кДж/кг. При поглинанні аміаку з коксового газу тепловий ефект процесу значно менше, тому що частина аміаку знаходиться у вигляді летучих з'єднань із сірководнем, вуглекислотою й іншими кислими газами, на розкладання яких затрачається тепло. Для практичних розрахунків можна приймати тепловий ефект сумарної реакції рівним 1180 кДж/кг сульфату амонію.

Співвідношення між сульфатом і бісульфатом у розчині визначається кислотністю останнього. При низької кислотності (1-2 %) у розчині переважає сульфат, що випадає з пересиченого розчину у виді кристалів. При підвищенні кислотності розчину до 34 % середня сіль переходить практично цілком у кислу, котра має кращу розчинність у воді й у кислих розчинах. При 60 єС розчинність сульфату амонію у воді складає 46,6 %, при підвищенні кислотності до 19 % вона практично не міняється, а потім поступово росте і при кислотності 34 % досягає максимуму (близько 52 %), після чого починає знижуватися.

Утворення кристалів сульфату амонію відбувається при пересичені маткового розчину за рахунок безперервного процесу поглинання аміаку сірчаною кислотою або в результаті розпарювання розчину. Кристалізація починається з утворення центрів кристалізації - зародків кристалів. Для одержання великих кристалів необхідно забезпечити умови для їхнього росту, інтенсивність якого залежить від швидкості дифузії сульфату амонію з розчину до граней кристалів, швидкості переходу молекул солі з рідкої фази у тверду і швидкості відводу схованої теплоти кристалізації від поверхні кристалів у розчин. При інтенсивному перемішуванні розчинів процеси дифузії сульфату амонію з розчину до граней кристалів і відводу тепла кристалізації настільки інтенсифікуються, що практично не роблять впливу на процес кристалізації. При цьому швидкість переходу речовини з рідкої фази у тверду пропорційна другого ступеня різниці концентрації пересиченого і насиченого розчинів:

W = K(С_n - С_Н)².

Коефіцієнт швидкості кристалізації К залежить у сильному ступені від умов кристалізації. Експериментально встановлено, що основними факторами, які впливають на ріст кристалів, є інтенсивність перемішування, температура і кислотність маткового розчину, а також концентрація різних домішок у ньому.

Шляхом перемішування розчинів можна прискорити ріст дрібних кристалів, затримати утворення нових зародків, або розчинити центри кристалізації, які вже утворилися. Для одержання великих кристалів необхідно підтримувати їхній тривалий час у зваженому стані в пересиченому розчині, що може бути забезпечене при наявності висхідного потоку розчину в кристалізаторі. При такому русі розчину створюються більш сприятливі умови для росту великих кристалів, тому що вони мають більшу енергію кристалізації і розташовані в нижній частині кристалізатора, куди підводиться свіжий пересичений розчин.

Більш дрібні кристали і зародки в таких умовах поступово розчиняються, тому що вони мають більшу розчинність і знаходяться у верхній частині кристалізатора, де ступінь пересиченості маткового розчину незначна. Коли розмір кристалів досягає визначеної величини, вони осідають на дно кристалізатора і виводяться як продукт.

Утворенню великих кристалів сприяють більш низькі температура і кислотність маткового розчину. У виробничих умовах розчин постійно контактує з холодними стінками апаратів і трубопроводів, у результаті чого він стає пересиченим і утворяться нові зародки кристалів. При нагромадженні їх у системі не можуть бути отримані великі кристали через недолік пересиченого розчину. Чим вище температура маткового розчину, значніше вплив місцевих переохолодженні розчину, тим більше вміст дрібних фракцій в одержуваному продукті. Для одержання крупно кристалічного продукту процес кристалізації повинний проводитися при можливо низькій температурі, а апарати і трубопроводи повинні бути теплоізольовані.

Підвищення кислотності розчину приводить до збільшення змісту бісульфату амонію, зростанню в'язкості і щільності розчину, припиненню росту кристалів. Бісульфат піридину, що утвориться при цьому, також перешкоджає росту кристалів і сприяє збільшенню злежуванні солі при збереженні.

Найбільш великі кристали виходять при кислотності розчину 1-2 %. Однак, якщо кристалізація сульфату амонію виробляється в апараті для поглинання аміаку сірчаною кислотою, при такій кислотності відбувається інтенсивне відкладення кристалів на стінках апарата й у трубопроводах, порушується нормальна робота установки. З цієї причини в таких установках підтримується кислотність маткового розчину на рівні 4-5 %. При цьому дуже важливо підтримувати однакову кислотність у всьому обсязі розчину і виключати утворення нейтральних зон, у яких виходить сіра або чорна сіль (перевитрата).

Істотний вплив на ріст кристалів і їхню форму роблять різні домішки в матковому розчині. При вмісті більш 1 м з'єднань окісного (тривалентного) заліза в 1 кг розчину збільшується зміст дрібних фракцій у продукті. Наявність у розчині хрому, алюмінію, кадмію сприяє утворенню голчастих кристалів, що при збереженні легко ламаються, утворити пил, і схильні до злежування. Наявність у розчині ціанідів і хлоридів також перешкоджає росту кристалів.

Негативна дія названих домішок може бути обмежене при введенні в розчин щавлевої кислоти, сульфату магнію і щавлевокислого кальцію, сечовини, з'єднань закисного (двовалентного) заліза, марганцю, кобальту.

Домішки в матковому розчині не тільки перешкоджають росту кристалів, але і додають їм різне фарбування. Сірий колір сульфату амонію обумовлений наявністю смолистих речовин, сірчистих з'єднань, заліза, міді, свинцю. Жовте фарбування дають з'єднання миш'яку. Роданисті з'єднання в присутності слідів заліза дають червоне або рожеве фарбування. Блакитний колір додає сульфатові берлінська лазур. Крім того, ціаністі з'єднання утворять із залізом комплексні з'єднання, що у суміші з іншими речовинами додають сульфатові колірні відтінки від зелено-жовтого до фіолетового.

Для одержання сульфату амонію білого кольору необхідно робити попереднє очищення коксового газу від смолистих речовин, ціаністого водню і сірководню, застосовувати чисту сірчану кислоту й апаратуру з корозійно стійких матеріалів.

5. ХАРАКТЕРИСТИКА ОДЕРЖАНОГО ПРОДУКТУ

Технічний сульфат амонію містить різні домішки, що обумовлюють його якість. У залежності від технології його одержання можуть мінятися крупність і форма кристалів, що впливає на умови його збереження, транспортування і застосування. Дрібний і вологий сульфат амонію легко злежується при збереженні у тверду монолітну масу. Підвищена кислотність збільшує гігроскопічність соли й утрудняє транспортування і використання через сильну корозійну дію вільної сірчаної кислоти. Тому якість сульфату амонію, застосовуваного в сільському господарстві як добриво, строго нормується. Одним з найважливіших показників якості сульфату амонію, що визначають ефективність його застосування, є гранулометричний склад. Крупно кристалічна сіль, що має менш питому поверхню граней, сорбує менше вологи, сірчаної кислоти й інших домішок, виявляє меншу схильність до злежування, легше вноситься в ґрунт, проявляє більш ефективну дію на розвиток рослин. Сульфат амонію, вироблений коксохімічними заводами, повинний задовольняти наступним вимогам (табл. 5.1).

Таблиця 5.1 - Вимоги до сульфату амонію

Показники	Сорт
	Вищий	Перший
Зовнішній вигляд Масова частка азоту в % на суху речовину, не менш Масова частка води в %, не більш Масова частка вільної сірчаної кислоти в %, не більш Гранулометричний склад: Масова частка фракції розміром 14 мм в %, не менш Масова частка фракції розміром більш 0,5 мм в % не менш Розсипчастість, %	Гранули 21 0,6 0,5 90 - 100	Білі або прозорі кристали 21 0,2 0,03 - 60 100	Не нормуються 21 0.3 0,05 - не нормується 100

6. ОПИС ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ВИРОБНИЦТВА

Після газодувних машин коксовий газ через газовий колектор надходить у сульфатне відділення на загальний колектор до сатураторів. У сульфатному відділенні змонтовано три сатураторних агрегати.

Сатураторний агрегат складається з решофера 1, сатуратора 2, кислотної пастки 3, циркуляційної каструлі 4, циркуляційних і сольових насосів. Усі три сатуратори агрегату знаходяться в роботі і працюють паралельно один одному. У решофері 1 коксовий газ підігрівається парою до температури 60-65 °С. Коксовий газ проходить по вертикальних трубах, а пара подається в міжтрубний простір решофера. Паровий конденсат з решофера 1 надходить у збірник гарячої води, а нагрітий коксовий газ подається по газопроводу у верхню частину сатуратора 2, далі по газопідводящій трубі, що закінчується барботажним парасолем, безпосередньо у ванну сатуратора. Барботажний парасоль на 150-180 мм заглублений у матковий розчин і має направляючі лопатки. Коксовий газ, проходячи по направляючих лопатках, барботує і приводить в обертальний рух матковий розчин у ванні сатуратора.

У матковому розчині автоматично за допомогою рН-метра підтримується постійний надлишок сірчаної кислоти на рівні 4,0 % (кислотність маткового розчину).

Аміак коксового газу реагує із сірчаною кислотою в матковому розчині з утворенням кристалів сульфату амонію.

Очищений від аміаку коксовий газ із сатуратора надходить у кислотну пастку 3, де продовжується відбивання крапельок маткового розчину від коксового газу. Після кислотної пастки 3 коксовий газ надходить у скруберне відділення. У ванні сатуратора 2 підтримується надлишок маткового розчину, що через перелив і гідрозатвор постійно надходить у циркуляційну каструлю 4. З циркуляційної каструлі 4 циркуляційним насосом 5 безупинно матковий розчин подається в нижню частину ванни сатуратора 2 на рідинний ажитатор, створюючи бурхливі висхідні потоки для перемішування маткового розчину і підтримки кристалів сульфату амонію в зваженому стані, що сприятливо позначається на їхньому росту.

У циркуляційній каструлі кисла смолка спливає на поверхню розчину і виводиться через зливальну кишеню в спеціальну ємність. Час перебування розчину в каструлі повинне бути достатнім для можливо повного виділення кислої смолки. Тому кількість циркулюючих через каструлю розчину не повинне перевищувати 10-12 м³/год. Переливне вікно в сатураторі служить також для підтримки постійного рівня розчину в ньому. При утворенні надлишку маткового розчину в системі частина його переливається з циркуляційної каструлі в збірник, з якого в міру потреби він повертається в сатуратора насосом. Досягши визначеної величини, кристали осаджуються в конусній частині сатуратора 2 - у солезбірнику, відкіля за допомогою сольового насоса 6 разом з матковим розчином - пульпа, що містить 40-50 % кристалів, накачується в кристалоприймач 7. Дрібні кристали разом з матковим розчином по переливі з верхньої частини кристалоприймача 7 повертаються в циркуляційну каструлю 4, а більш великі кристали осідають у конусній його частині, відкіля по завантажувальній лінії подаються на центрифугу 8. У центрифузі 8 кристали відфуговуються від маткового розчину. Фугат (матковий розчин) повертається в циркуляційну каструлю 4 , а кристали солі по тічці надходять на транспортерну стрічку і далі на сушарку сульфату амонію. Сушіння сульфату амонію відбувається в сушильних барабанах 9. У сушильний барабан 9 вентилятором через парові калорифери подається гаряче повітря з підтримкою температури в сушильному барабані 105-120 °С. Відпрацьоване гаряче повітря з температурою 40-50 °С відсмоктується вентилятором на пиловлюваючу установку 10. Очищений повітряний потік вентилятором викидається в атмосферу.

7. МАТЕРІАЛЬНІ РОЗРАХУНКИ

Матеріальний баланс аміаку.

Аміак надходить з коксовим газом з підігрівника газу в кількості 448 кг/год. Крім того, аміак надходить з водяними парами з дефлегматора аміачної колони в кількості 211 кг/год. Разом надходить аміаку 659 кг/год.

Втрати аміаку зі зворотним коксовим газом складають звичайно 0,03 г/м³ сухого газу, тому кількість аміаку, що іде зі зворотним коксовим газом, складе:

0,03?72460/1000 = 2 кг/год.

Таким чином, кількість аміаку, що реагує із сірчаною кислотою, у сатураторі і складає:

659 - 2 = 657 кг/год.

Таким чином, матеріальний баланс аміаку представлений у таблиці 7.1.

Таблиця 7.1 - Матеріальний баланс аміаку

Прихід	кг/год	Витрата	кг/год
Надходить з коксовим газом Надходить з аміачно-водяними парами	448 221	Виходить з коксовим газом Реагує з кислотою	2 657
Разом.	659	Разом.	659

Для поглинання 657 кг/год NH₃ необхідно подати сірчаної кислоти в розрахунку на моногідрат у кількості:

657?98/34 = 1895 кг/год.

Приймаємо також, що в сульфаті амонію після фугування буде утримуватися 1 кг сірчаної кислоти. Тоді загальна витрата сірчаної кислоти у виді моногідрату буде дорівнює 1896 кг/год, а з концентрацією 76 %:

1896/0,76 = 2493 кг/год,

у тому числі води:

2493 - 1896 = = 597 кг/год.

При цьому виходить сульфат амонію в кількості:

1895 + 657 = 2552 кг/год.

Матеріальний баланс води.

Кількість водяних пар, що надходять з газом, дорівнює 2680 кг/год. Крім того, водяники пари надходять з дефлегматора аміачно-вапняної колони в кількості 1109 кг/год. Кількість води, що надходить із сірчаною кислотою дорівнює 597 кг/год.

Вода для промивання сульфату амонію, якщо прийняти неї в кількості, рівному 6 % від маси отриманого сульфату амонію, складе:

2552?0,06 = 150 кг/год.

Усього надходить води 4536 кг/год.

Частина води залишається у вологому сульфаті амонію. Приймаємо вологість сульфату амонію рівної 2 %. Тоді маса вологого сульфату амонію буде дорівнює:

2552/0,98 = 2605 кг/год,

з них води:

2605 - 2552 = 53 кг/год.

Інша вода виходить із сатуратора разом з коксовим газом.

Матеріальний баланс води представлений у таблиці 7.2.

Таблиця 7.2 - Матеріальний баланс води

Прихід	кг/год	Витрата	кг/год
Надходить з коксовим газом Надходить з аміачно-водяними парами Надходить з кислотою від промивних вод	2680 1109 150	Виходить з коксовим газом Виходить з сульфатом амонію	4483 53
Разом	4536	Разом	4536

Матеріальний розрахунок сатуратору.

До сатуратору поступає коксовий газ, склад якого представлений у таблиці 7.3.

Таблиця 7.3 - Склад коксового газу після підігрівача

Компонент	кг/год	м3/год
Сухий коксовий газ	32926	72460
Водяні пари	2680	3300
Бензольні вуглеводні	2200	595
Сірководень	1037	680
Аміак	448	590
Піридинові основи	299	8
Всього:	39320	77663

Аміачно - водяні пари із дефлегматора у кількості 69 % від загальної кількості, склад, яких надано у таблиці 7.4.

Таблиця 7.4 - Склад аміачно - водяного пару

Компонент	кг/год	м3/год
Аміак	146	192
Сірководень	44	29
Двоокис вуглецю	51	26
Водяні пари	765	950
Піридинові основи	4,1	1,2
Всього:	1010,1	1198,2

Сірчана кислота у кількості 2493 кг/год.

Маточний розчин із каструлі оборотних токів у кількості х кг/год. Всього поступає: 42823,1 + х

Витрати.

Маточний розчин.

Кількість маточного розчину, яка виводиться із сатуратору, приймається рівною 10-кратному відношенню к кількості сухого сульфату амонія. Так як кількість сульфату амонію рівняється 2552 кг/год, то кількість маточного розчину становить 25520 кг/год.

Коксовий газ.

Склад коксового газу після сатуратору представлено у таблиці 7.5.

Таблиця 7.5 - Склад коксового газу після сатуратору

Компонент	кг/год	м3/год
Сухий коксовий газ	32926	72460
Бензольні вуглеводні	2200	595
Сірководень	1081	710
Аміак	2	2,6
Піридинові основи	2,9	0,8
Двоокис вуглецю	52,8	26,9
Водяні пари	4475	5589
Всього:	40739,7	79384,3

Всього виходить 66269,7 кг/год.

Прирівнюючи прихід та витрати, знаходимо х = 23436,6 кг/год.

Матеріальний баланс сатуратора представлений у таблиці 7.6.

Таблиця 7.6 - Матеріальний баланс сатуратора

Прихід	кг/год	Витрати	кг/год
Коксовий газ	39320,0	Коксовий газ	40739,7
Аміачно - водяні пари	1010,1	Маточний розчин	25520,0
Сірчана кислота	2493,0
Маточний розчин	23436,6
Всього:	66259,7	Всього:	66259,7

Матеріальний баланс стадії сушки.

Кількість вологи, що випаровується за годину:

кг/год.

Кількість матеріалу, що висушується за годину:

2605-49,5 = 2555,5 кг/год.

8. ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК САТУРАТОРУ

Прихід тепла.

Тепло, що вноситься коксовим газом з підігрівача. Позначимо температуру газу, що поступає з підігрівача, через t, тоді:

а) тепло, що вноситься сухим коксовим газом:

q₁ = m_с.г?C_с.г. ?t,

де C_с.г.- питома теплоємність сухого коксового газу при температурі t,

0,7 кДж/(кг?град).

q₁ = 32926 ? 0,7t?4,19 = 96571 t кДж/год.

б) тепло, що вноситься водяною парою:

q₂ = m_в.п.?(r₀ + C_в.п.. ?t,),

де г₀ - питома теплота пароутворення насиченої водяної пари, 595 кДж/кг;

С_в._п. - питома теплоємність водяної пари при температурі t, 0,438 кДж/(кг?град).

q₂ = 2680 (595 + 0,438t) ? 4,19=6681374+4919t кДж/год.

в) тепло, що вноситься бензольними вуглеводнями:

q₁ = m_б.у.?C_б.у.. ?t,

де C_б.у - питома теплоємність бензольних вуглеводнів при при температурі t, 0,246 кДж/(кг?град).

q₃ = 2200? 0,246t ? 4,19=2267t кДж/год.

г) тепло, що вноситься сірководнем:

q₁ = m_H2S.?C_H2S ?t,

де C_H2S ^_ питома теплоємність сірководню при при температурі t, 0,238 кДж/(кг ?град).

q₄ = 1037 ? 0,238t ?4,19 =1035t кДж/год.

д) тепло, що вноситься аміаком:

q₅ = m _NH3.?C _NH3 ?t,

де C_NH3 - питома теплоємність аміаку при температурі t, 0,503 кДж/(кг?град).

q₅ = 448 ? 0,503t ? 4,19 = 943t кДж/год.

є) тепло, що вноситься піридиновими основами:

q₆ = m _пір.?C _пір ?t,

де C _пір ^_ питома теплоємність піридинових основ, 0,246 ккал/(кг?град).

q₆ = 29 ? 0.246t ? 4,19 = 297t кДж/кг?град.

Всього вноситься газом тепла:

Q₁ = q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + q₅,

Q₁ = 9657 t + 6681374 + 4919t + 2267t + 1035t + 943t + 297t =