Проект технічного переобладнання сульфатного відділення ПАТ "Авдіївський КХЗ"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пояснювальна записка

до дипломного проекту

на тему „ Проект технічного переобладнання сульфатного відділення ПАТ «Авдіївський КХЗ» ”



Об'єкт вивчення - сульфатне відділення цеху уловлювання №1 Авдіївського коксохімічного заводу.

Ціль проекту - переобладнання сульфатного відділення підприємства хімічної технології.

У дипломному проекті наведена технологічна схема сульфатного відділення та піридинової установки, креслення основних апаратів: абсорберу, барабанної сушарки, випарника та нейтралізатора. Розрахунки усіх основних апаратів: абсорберу, випарника, сушарки, нейтралізатора та всієї піридинової установки.

Наведені фізико-хімічні основи процесу уловлення аміаку з коксового газу та отримання піридинових основ, описані основні апарати та технологічні схеми. Розрахунок випарника виконаний за допомогою ЕОМ.

СУЛЬФАТНЕ ВІДДІЛЕННЯ, ПІРИДИНОВА УСТАНОВКА, АБСОРБЕР, СУШАРКА, СУЛЬФАТ АМОНІЮ, НЕЙТРАЛІЗАТОР, ВИПАРНИК



Объект изучения - сульфатное отделение цеха улавливания №1 Авдеевского коксохимического завода.

Цель проекта - переоборудование сульфатного отделения предприятия химической технологии.

В дипломном проекте приведена технологическая схема сульфатного отделения и пиридиновой установки, чертежи основных аппаратов: абсорбера, барабанной сушилки, испарителя и нейтрализатора. Расчеты всех основных аппаратов: абсорбера, испарителя, сушилки, нейтрализатора и всей пиридиновой установки.

Приведенные физико-химические основы процесса улавливания аммиака из коксового газа и получения пиридиновых оснований, описаны основные аппараты и технологические схемы. Расчет испарителя выполнен с помощью ЭВМ.

СУЛЬФАТНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ, ПИРИДИНОВАЯ УСТАНОВКА, АБСОРБЕР, СУШИЛКА, СУЛЬФАТ АМОНИЯ, НЕЙТРАЛИЗАТОР, ИСПАРИТЕЛЬ



The object of study - sulfate separation recovery shop number 1 Avdiivka Coke.

The purpose of the project - the conversion of sulfate chemical separation technology.

In the thesis project presented flow sheet separation of sulfate and pyridine installation drawing main unit: absorbers, drum dryer, evaporator and converter. Payments all major units: the absorber, evaporator, dryer, converter and all pyridine installation.

These physic-chemical basis of process capture ammonia from coke oven gas and receipt of pyridine bases, describes the main technological devices and circuits. Calculation of the evaporator is made by computer.

SULFATE DEPARTMENT, PYRIDINE INSTITUTIONS, ABSORBERS, DRIERS, AMMONIUM SULFATE, CONVERTES, VAPORIZERS

ЗМІСТ

ВСТУП

1. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СИРОВИНИ ТА ГОТОВОЇ ПРОДУКЦІЇ

2.1 Характеристика вхідної сировини

2.2 Характеристика продукції,що випускається

3. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ОСНОВИ ПРОЦЕСІВ

3.1 Уловлювання аміаку з коксового газу з отриманням сульфату амонію

3.2 Уловлювання піридинових основ з коксового газу

4. ВИБІР ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ

5. ВИБІР ОБЛАДНАННЯ

5.1 Конструкція абсорберу

5.2 Конструкція випарника

5.3 Конструкція барабанної сушарки

5.4 Конструкція конденсатору

6. МАТЕРІАЛЬНІ РОЗРАХУНКИ БЕЗСАТУРАТОРНОГО МЕТОДУ ОТРИМАННЯ СУЛЬФАТУ АМОНІЮ

6.1 Матеріальний баланс аміаку

6.2 Розподіл поглинання аміаку по ступеням абсорберу

7. РОЗРАХУНОК АБСОРБЕРУ

7.1 Матеріальний розрахунок

7.2 Матеріальний і тепловий баланси збірки абсорбера 1-го ступеня

7.3 Розрахунок 2-го ступеня абсорберу

7.4 Матеріальний і тепловий баланси збірки 2-го ступеня абсорбера

7.5 Визначення розмірів абсорберу

8. РОЗРАХУНОК КОНДЕНСАТОРУ

8.1 Тепловий розрахунок

8.2 Визначення поверхні теплопередачі

9. РОЗРАХУНОК СУШАРКИ

9.1 Матеріальний розрахунок

9.2 Тепловий розрахунок сушарки

9.3 Визначення розмірів сушильного барабану

10. ПРОЕКТ ПІРИДИНОВОЇ УСТАНОВКИ

10.1 Обґрунтування необхідності уловлювання піридинових основ

10.2 Опис схеми піридинової установки

10.3 Вибір обладнання

10.4 Розрахунок нейтралізатору

10.5 Розрахунок конденсатору легких піридинових основ

11. РОЗРАХУНОК ВИПАРНИКА НА ЕОМ

11.1 Постанова задачi

11.2 Математичний опис

11.3 Ідентифікація змінних

11.4 Аналіз результатів розрахунку

12. ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ПРОЕКТУ УЛОВЛЮВАННЯ ПІРИДИНОВИХ ОСНОВ

12.1 Визначення капітальних витрат

12.2 Розрахунок чисельності працівників

12.3 Розрахунок фонду оплати праці основних виробничих працівників.

12.4 Визначення собівартості продукції виробництва

12.5 Визначення виробничої собівартості уловлювання піридинових основ.

12.6 Розрахунок економічної ефективності технологічного рішення

13. АВТОМАТИЧНИЙ КОНТРОЛЬ І РЕГУЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ

14. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА ПРИ НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ

14.1 Стисла характеристика виробництва та його шкідливі фактори

14.2 Заходи щодо поліпшення праці

14.2.1 Розрахунок заземлення насосної установи

14.2.2 Розрахунок витяжної вентиляції

14.2.3 Пожежна безпека

14.3 Безпека при надзвичайних ситуаціях

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ



ВСТУП

Аміак утворюється в процесі коксування з азоту і водню кам'яного вугілля. Велика частка азоту вугілля (до 60%) залишається в коксі у вигляді термічно стійких азотистих поєднань, а остання частка видаляється з вугілля разом з леткими продуктами коксування - газом, смолою і надсмольною водою.

Утворення аміаку при коксуванні вугілля починається при температурі біля 600°С, а максимальний вихід його досягається при температурах 800-900°С.

За даними [1] вихід аміаку від сухої шихти для донецького вугілля варіюється в межах 0,25-0,30%, а для кузнецьких може досягати 0,45 %.

Вміст аміаку в газі для різного вугілля [1] може варіюватися в межах 5,5 - 12,5 г/м³ (0 °С).

Вилучення аміаку з коксового газу - обов'язкова технологічна операція при підготовці газу до його подальшого використання. Норми допустимого вмісту аміаку в газі: не більше 0,03 г/м³[2], тобто повнота витягання аміаку з газу повинна складати 99,7 - 99,8 % мас. Такі серйозні вимоги визначаються чисто технологічними причинами [3]:

- необхідність видалення компонента, який призводить до корозії газопроводів та обладнання;

- для попередження виникнення відкладань в газопровідних комунікаціях і регулюючих пристроях коксових батарей;

- для нормальної експлуатації бензольно-скруберних відділень і цехів сірко очистки;

- аміак з ціаністим воднем, що знаходиться в газі, різко посилює корозію устаткування, утворюючи добре розчинне комплексне з'єднання - гексацианферрат - (NH₄)₄[FeCN₆];

- аміак, що залишається в газі, при спалюванні перетворюється переважно на токсичні і корозійно-небезпечні оксиди азоту;

- аміак стабілізує емульсії води і олії при уловлюванні бензольних вуглеводнів.

У результаті уловлювання аміаку сірчаною кислотою утворюється сульфат амонію.

Сульфат амонію виробляється на коксохімічних заводах у великих кількостях. На 1 т сухої шихти виробництво сульфату амонію (сухого) складає 11,0-11,5 кг.

Сульфат амонію являється дуже ефективним азотним добривом. Особливістю цього вигляду добрива є ті, що він дозволяє підпитувати ґрунт не лише азотом, але і сіркою. Остання входить до складу білків і амінокислот рослин і тому разом з азотом є одним з важливих елементів живлення сільськогосподарських культур. По мірі важливості для рослин сірку можна поставити на третє місце після азоту і фосфору. Продукт володіє важливою для життєдіяльності рослин властивістю. Він переводить фосфор, що знаходиться в ґрунті з нерозчинної форми в розчинну і тим самим підсилює процес поглинання рослиною цієї речовини. Це дозволяє понизити кількість фосфорних добрив, що вносяться до ґрунту.

Не дивлячись на те, що продукт найширше використовується в сільському господарстві, він також застосовується і в інших галузях. Наприклад, у біохімії переосадження сульфатом амонію є загальним методом очищення білків. Використовується в технології хлорування води з амонізацією, вводиться в оброблювану воду за декілька секунд до хлору, з хлором утворює хлораміни - зв'язуючи вільний хлор, завдяки чому значно скорочується утворення хлорорганіки шкідливої для організму людини, скорочується витрата хлору, зменшується корозія трубопроводів. В харчовій промисловості його використовують як харчову добавку Є517 (речовини проти злежування). В промисловості сульфат амонію використовують як сировину при виробництві акумуляторів, у виробництві віскозного волокна і як основу при виробництві вогнезахисних просочень для дерева.

Так як сатураторний метод не дає можливості регулювати розмір отримуваних кристалів, то пропонується для впровадження безсатураторний метод отримання сульфату амонію на ПАТ «Авдіївський КХЗ», у якому на стадії абсорбції отримують ненасичений розчин солі, що піддається вакууму, - випарці в умовах інтенсивної циркуляції, що забезпечує незначне пересичення і керований ріст кристалів.



1. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУТУВАННЯ ПРОЕКТУ

Авдіївський коксохімічний завод має у своєму складі сульфатне відділення для очистки коксового газу від аміаку з отриманням сульфату амонію.

До складу сульфатного відділення входить також аміачне відділення, призначення якого полягає у витяганні аміаку з надлишкової аміачної води для переробки його у сульфат амонію.

Може стати можливим впровадження піридинової установки для уловлювання легких піридинових основ. Ця установка призначена для витягання піридинових основ (які містять піридин і його гомологи: піколіни, лутідини, колоїдини та хінолін) з маточного розчину сульфатного відділення. Таким чином ще буде додаткове очищення маточного розчину для більш кращого уловлення аміаку з коксового газу.

Ця установка вже на заводі є, бо піридинові основи раніше уловлювалися, але собівартість не окупалася і керівництво вирішило не робити цього. Тому не треба великих капітальних затрат, треба тільки пересвідчитися у справності обладнання, і якщо ми збільшимо ринки збуту, то прибуток буде досить великий (він наведений у розділі економічне обґрунтування проекту, у таблиці 16.7).

Піридинові основи досить цінні, тому треба їх уловлювати, тому що основним джерелом отримання легких піридинових основ є коксовий газ і частково надсмольна аміачна вода, що містить 0,3-0,4 г/л піридинових основ.

Піридин і його гомологи легко розчиняють багато органічні і мінеральні речовини і тому використовуються як розчинник на заводах гумової і лакофарбової промисловості і заводах пластмас. Піридинові основи використовуються при виробництві фарб і деяких хімікатів; при виробництві речовин, які надають водонепроникність тканин і шкіри; для денатурації спирту; у виробництві отрутохімікатів для боротьби з шкідниками сільського господарства; для виробництва цінних синтетичних продуктів, що використовуються в медицині; для отримання фунгіцидів, тобто речовин, які застосовуються для боротьби з паразитним грибом і бактеріями, що викликають захворювання культурних рослин.

Піридин є вихідною речовиною для виробництва лікарських та фармацевтичних препаратів і вітамінів. Джерелом отримання протитуберкульозних препаратів - фтевазида, салюзида та ін. служить -піколін. Комплексні сполуки піридину можуть застосовуватися в якості інгібіторів.

Не достовірно відомо скільки ще ми зможемо робити кокс з вугілля, тому що вугілля це вичерпна сировина, а так як основним джерелом отримання легких піридинових основ є коксовий газ, дуже важливо вилучати всі цінні компоненти з нього.

Може зараз і піридинові основи не дуже затребувані на ринку, бо ціна висока, але дуже скоро можуть стати взагалі дефіцитом. Не варто упускати можливості їх отримувати.



2. ХАРАКТЕРИСТИКА СИРОВИНИ І ГОТОВОЇ ПРОДУКЦІЇ

2.1 Характеристика вихідної сировини

У хімічно чистому сульфаті амонію аміак становить 25,76%, залишок 74,24% припадають на частку сірчаної кислоти. На вітчизняних коксохімічних для виробництва сульфату амонію використовується сірчана кислота наступних видів: баштова, контактна технічна (привізна і з власних цехів мокрого каталізу); відпрацьована з підприємств органічного синтезу ; регенерована після мийки фракцій сирого бензолу та інших коксохімічних продуктів. Якість сірчаної кислоти нормується стандартом [2].

Для виробництва сульфату амонію вищого і першого сортів використовується контактна сірчана кислота поліпшеної марки Б концентрації 92,5-94,0% з вмістом заліза не більше 0,015%, оксидів азоту та миш'яку 0,0001%; для виробництва сульфату амонію другого сорту використовуються контактна технічна кислота концентрації ? 92,5 %, що містить 0,02 % заліза; баштова кислота марки А концентрацією ? 75% і вмістом 0,02 % заліза.

Регенерована сірчана кислота цехів ректифікації сирого бензолу зі змістом моногідрату до 50% забруднена органічними домішками (сульфокислотами і продуктами полімеризації). Ці домішки негативно впливають на хід сатураторному процесу і знижують якість сульфату амонію. Однак економічно необхідно використовувати цю кислоту, як найбільш дешеву.

Крім того, в сірчаній кислоті містяться і інші домішки - оксиди азоту, миш'як, хлористі сполуки, свинець, кадмій, алюміній та інші, які також впливають на роботу сатуратора і якість сульфату амонію. Вміст цих домішок нормується стандартом.

Велике значення для роботи сульфатного відділення має організація прийому і зберігання сірчаної кислоти. Зберігання сірчаної кислоти ( ? 75%) здійснюється у вертикальних сховищах з вуглецевої сталі місткістю не більше 400 м³. Сховища забезпечуються повітряками з волого уловлювачами. Для регенерованої кислоти застосовують сховища з внутрішньою кислототривкою футерівкою. Ємність складу сірчаної кислоти залежить від розмірів виробництва сульфату амонію і від того, на якій кислоті працює сульфатне відділення (на привізної або власної). Ємність складу становить від 15 до 20 доз добової потреби.

Температура плавлення концентрованої сірчаної кислоти -10,3 °С.

2.2 Характеристика продукції, що випускається

Сульфат амонію [SO₄] отримують на коксохімічних заводах у сульфатному відділенні цеху уловлювання. Початковою сировиною для отримання сульфату амонію служить аміак, що міститься в коксовому газі.

Отримання сульфату амонію засноване на реакції нейтралізації аміаку сірчаної кислотою в сатураторах або абсорберах:

.

Сульфат амонію являє собою білі, прозорі кристали форми подовженого ромба величиною від сотих і десятих часток міліметра до 6-8мм і більше. Щільність кристалічного сульфату амонію при 20°С становить 1,768 г/см³. Насипна маса в залежності від крупності кристалів і змісту вологи коливається в межах 780-830 кг/м³. Сульфат амонію, добре розчиняється у воді. З підвищенням температури розчинність його у воді збільшується. Хімічно чистий сульфат амонію містить 21,237 % азоту[3].

За державним стандартом (ГОСТ-9097-74) сульфат амонію повинен характеризуватися такими показниками (таблиця 2.1):

Важливим показником якості сульфату амонію є розмір кристалів Дрібнокристалічна структура солі з сильно розвиненою поверхнею являє собою причиною підвищеного вмісту в ній вологи і сірчаної кислоти, що

Таблиця 2.1 - Показники сульфату амонію

Показник	Сорт
	Вищий	I	II
Вміст азоту в перерахунку на суху речовину,%	21	20,8	20,8
Вміст вологи,%, не більше	0,2	0,3	0,3
Вміст H2SО4,%, не більше	0,025	0,050	0,050
Колір	Білий	Білий або слабо окрашений	Не нормується
Гранулометричний склад, вміст фракції > 0,25 мм, %, не менше	95	70	Не нормується
Залишок на ситі 6мм	Відсутній	-	Не нормується

призводить до злежування при зберіганні і зрощенню її в агломерати. Крупнокристалічна сіль менш схильна злежуванню і рівномірно розподіляється в ґрунті при використанні її в якості добрива.

Сульфат амонію містить близько 24% сірки, яка у вигляді сульфат-іона надходить у ґрунт разом з добривом. Сульфат амонію є добривом для сільськогосподарських полів. У світовому виробництві азотних добрив на частку сульфату амонію припадає більше 20% від усього виробництва азоту, в нашій країні 6-7% від усієї кількості випущених азотних добрив.



3. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ОСНОВИ ПРОЦЕСІВ

3.1 Уловлювання аміаку з коксового газу з отриманням сульфату амонію

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

2NH₃+H₂SO₄>(NH₄)₂SO₄+q.

Процес нейтралізації сірчаної кислоти аміаком протікає в дві стадії:

- утворення кислої солі - бісульфату амонію

H₂SO₄+NH₃>NH₄HSO₄;

- перетворення кислої солі на середню у міру перенасичення розчину аміаком

NH₄HSO₄+NH₃>(NH₄)₂SO₄.

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 менший оскільки частина аміаку знаходиться у вигляді летких з'єднань з сірководнем, вуглекислотою і іншими кислими газами, на розкладання яких витрачається тепло. Для практичних розрахунків можна приймати тепловий ефект сумарної реакції рівним 1180 кДж/кг сульфату амонію.

Співвідношення між сульфатом та бісульфатом в розчині визначається кислотністю останнього. При низькій кислотності (1-2%) в розчині переважає сульфат, який випадає з пересиченого розчину у вигляді кристалів. При підвищенні кислотності розчину до 34% середня сіль переходить практично повністю в кислу, яка має кращу розчинність у воді і в кислих розчинах. При 60°С 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 пересиченні маткового розчину за рахунок безперервного процесу поглинання аміаку сірчаною кислотою або в результаті упарювання розчину. Кристалізація розпочинається з утворення центрів кристалізації - зародків кристалів. Для отримання великих кристалів необхідно забезпечити умови для їх росту, інтенсивність якого залежить від швидкості дифузії сульфату амонію з розчину до граней кристалів швидкості переходу молекул солі з рідкої фази в тверду і швидкості відведення прихованої теплоти кристалізації від поверхні кристалів в розчин. При інтенсивному перемішуванні розчинів процеси дифузії сульфату амонію з розчину до граней кристалів і відведення тепла кристалізації настільки інтенсифікуються, що практично не роблять впливу на процес кристалізації. При цьому швидкість переходу речовини з рідкої фази в тверду пропорційна другому ступеню різниці концентрації пересиченого і насиченого розчинів

Коефіцієнт швидкості кристалізації К залежить в сильній мірі від умов кристалізації. Експериментально встановлено, що основними чинниками, що роблять вплив на ріст кристалів, являються інтенсивність перемішування температура і кислотність маткового розчину, а також концентрація різних домішок в нім.

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

Дрібніші кристали і зародки в таких умовах поступово розчиняються, оскільки вони мають більшу розчинність і знаходяться у верхній частині кристалізатора, де міра пересичення маткового розчину незначна. Коли розмір кристалів досягає певної величини, вони осідають на дно кристалізатора і виводяться в якості продукту.

Утворенню великих кристалів сприяють нижча температура і кислотність маткового розчину. У виробничих умовах розчин постійно контактує з холодними стінками апаратів й трубопроводів, внаслідок чого він стає пересиченим і в цих зонах утворюються нові зародки кристалів. При накопиченні їх в системі не можуть бути отримані великі кристали через нестачу пересиченого розчину. Чим вище температура маткового розчину, тим значніше вплив місцевих переохолоджень розчину, тим більше зміст дрібних фракцій в отримуваному продукті.

Для отримання великокристалічного продукту процес кристалізації повинен проводитися при можливо низькій температурі, а апарати і трубопроводи мають бути теплоізольовані.

Підвищення кислотності розчину призводить до збільшення змісту бісульфату амонію зростанню в'язкості і щільності розчину, припиненню росту кристалів. Бісульфат піридину, що утворюється при цьому, також перешкоджає росту кристалів і сприяє збільшенню тієї солі, що злежується при зберіганні.

Найбільш великі кристали виходять при кислотності розчину 1-2%. Проте, якщо кристалізація сульфату амонію робиться в апараті для поглинання аміаку сірчаною кислотою при такій кислотності відбувається інтенсивне відкладення кристалів на стінках апарату і в 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 в усьому об'ємі розчину і виключати утворення нейтральних зон, в яких виходить сіра або чорна сіль (перепал).

Істотний вплив на ріст кристалів і їх форму роблять різні домішки в матковому розчині. При змісті більше 1 г з'єднань окисного (трьохвалентного) заліза в 1 кг розчину збільшується зміст дрібних фракцій в продукті. Наявність в розчині хрому, алюмінію, кадмію сприяє утворенню голчастих кристалів, які при зберіганні легко ламаються, утворюючи пил, і схильні до злежування. Наявність в розчині ціанідів і хлоридів також перешкоджає росту кристалів.

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

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

Для отримання сульфату амонію білого кольору необхідно робити попереднє очищення коксового газу від смолянистих речовин ціаністого водню і сірководню, застосовувати чисту сірчану кислоту та апаратуру з корозійностійких матеріалів.

Ефективними антизлежувальними добавками можуть бути відхід коксохімічного виробництва-відпрацьований розчин сірко чистки і деякий металургійний пил.

3.2 Уловлювання піридинових основ з коксового газу

Піридинові основи, що утворюються при коксуванні кам'яного вугілля, являють собою суміш гетероциклічних сполук ароматичного ряду з загальною формулою . Вихід піридинових основ залежить від вмісту азоту у вугіллі і температури коксування. На утворення витрачається в середньому 1,2-1,5% вмісту у вугільній шихті азоту. На заводах Кузбасу, вугілля яких містять 1,8-3,0% азоту, вміст піридинових основ в прямому газі становить 0,5-0,7 г/ проти 0,25-0,4 г/ на заводах Донбасу, коксівного вугілля, що містять 1,2-1,8% азоту. Утворилися при коксуванні піридинові основи містять піридин і його гомологи, а також інші азотовмісні сполуки основного характеру і більш складного складу (хінолін, ізохінолін, хінальдін та ін).

Піридинові основи це безбарвна з різким запахом рідина. Піридинові основи щільністю при 20 дорівнює 923-982 кг/ і киплячі в межах 115-160, називають легенями; Піридинові основи з щільністю 1055-1100 кг/ і киплячі в межах 160-300°С називають важкими.

Піридинові основи добре розчиняються у воді, смолі і в сирому бензолі. При охолодженні коксового газу вони розчиняються в надсмольній води і в смолі, але більша частина їх залишається в коксовому газі. Розподіл піридинових основ між газом, надсмольної водою і смолою залежить від температури газу після первинних холодильників та їх конструкції. Чим краще первинне охолодження газу, тим вище зміст піридинових основ у конденсаті холодильників і менше в газі. У надсмольній аміачній воді розчиняється до 15-25% легких піридинових основ від їх ресурсів в газі. Важкі піридинові підстави розчиняються в кам'яновугільній смолі, а потім виділяються сірчаною кислотою з кам'яновугільних фракцій і масел. Піридинові основи можна виявити на всіх технологічних ділянках цеху уловлювання, в тому числі і у воді кінцевих холодильників, поглинальному маслі, в сирому бензолі, в сепараторній воді бензольного відділення, так як володіють підвищеною летючістю і хорошу розчинністю у воді й інших рідинах.

Легкі піридинові основи являють собою найбільш цінну частину основ, містить піридин і його гомологи: піколіни, лутідини, колоїдини (рис. 3.1). Основним джерелом отримання легких піридинових основ є коксовий газ і частково надсмольна аміачна вода, що містить 0,3-0,4 г/л піридинових основ.

Піридин і його гомологи легко розчиняють багато органічні і мінеральні речовини і тому використовуються як розчинник на заводах гумової і лакофарбової промисловості і заводах пластмас. Піридинові основи використовуються при виробництві фарб і деяких хімікатів; при виробництві речовин, які надають водонепроникність тканин і шкіри; для денатурації спирту; у виробництві отрутохімікатів для боротьби з шкідниками сільського господарства; для виробництва цінних синтетичних продуктів, що використовуються в медицині;



1 - піридин; 2 - піколіни; 3 - лутідіни; 4 - колоїдини

Рисунок 3.1 - Піридин та його гомологи

для отримання фунгіцидів, тобто речовин, які застосовуються для боротьби з паразитним грибом і бактеріями, що викликають захворювання культурних рослин.

Піридин є вихідною речовиною для виробництва лікарських та фармацевтичних препаратів і вітамінів. Джерелом отримання протитуберкульозних препаратів - фтевазида, салюзида та ін. служить -піколін. Комплексні сполуки піридину можуть застосовуватися в якості інгібіторів.



4. ВИБІР ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ

В залежності від схеми охолодження прямого коксового газу і уловлювання з нього аміаку розрізняють три способи отримання сульфату амонію: непрямий, прямий і напівпрямий.

При непрямому способі частина аміаку (20-30% від загальних ресурсів) вилучається з коксового газу конденсатом, який утворюється при охолодженні газу у первинних газових холодильниках до 25-35, а інша частина (80-70%) зворотної води при промиванні газу в аміачних скруберах. Надсмольна вода (газовий конденсат) і слабо аміачна вода з скруберів потім переробляються в аміачних колонах з отриманням парогазової суміші, що складається з водяної пари, газоподібного аміаку, вуглекислоти, сірководню, ціаністого водню та інших компонентів. Ця суміш поступає в сатуратор, де аміак зв'язується з сірчаною кислотою з утворенням насиченого розчину сульфату амонію і кристалів солі, які виводяться з дна апарата з частиною розчину на центрифугу, а після промивання і сушіння передаються на склад.

Цей спосіб отримання сульфату амонію має велику гнучкість процесу, що дозволяє проводити в залежності від умов ринку сульфат амонію або концентровану аміачну воду, або одночасно два продукту в одному цеху. Важливою перевагою цього способу є виробнича надійність. Крім того, цей спосіб дозволяє виробляти сірчану кислоту і піридинові підстави з парогазової суміші, яка виходить з сатуратора з простої технології.

Однак непрямий спосіб має ряд недоліків: великі капітальні витрати, велика кількість стічних вод, значні втрати аміаку із зворотним газом.

З-за всіх цих недоліків непрямий спосіб не знайшов застосування на заводах України, але в поєднанні з аміачною очищення коксового газу від сірководню може бути перспективним.

Прямий спосіб полягає в тому, що весь аміак, який утворюється при коксування, що вилучається з коксового газу сірчаною кислотою до охолодження в первинних газових холодильниках. З газозбірника гарячий коксовий газ надходить в електрофільтр для очищення від туманно образної смоли, а потім в сатуратор, де аміак зв'язується сірчаною кислотою з утворенням насиченого розчину і кристалів сульфату амонію.

Особливістю цього способу є те, що при охолодженні коксового газу після сатуратора в первинних газових холодильниках конденсат, що утворюється, не містить аміаку і амонійних солей і тому відпадає необхідність переробки його в аміачний колоні. Відсутність аміачного відділення дозволяє знизити витрату пари, вартість обладнання, а також зменшити до мінімуму обсяг стічних вод.

Проте широкого поширення цей спосіб не отримав з-за значних недоліків: наявність великої кількості апаратів, що працюють під розрідженням, що підвищує можливість підсосу повітря і утворення вибухонебезпечної суміші, збільшує витрата електроенергії на транспортування газу; інтенсивна корозія обладнання, яка обумовлена наявністю в газі хлористого водню і хлористого амонію; труднощі очищення газу від смоли при високих температурах і освіти в сатураторе великої кількості кислої смолки; великий обсяг апаратури з-за високої температури і вологовмісту газу; неможливість уловлювання в сатуратор легких піридинових підстав з-за високої температури розчину та відсутність аміачної пари для його нейтралізації в піридинової установки.

Найбільше поширення на заводах України отримав напівпрямий спосіб виробництва сульфату амонію, який має переваги, а іноді і недоліки прямого та непрямого методів. За цим методом коксовий газ після газозбірника охолоджується в первинних газових холодильниках до 25-35, в результаті чого водяна пара конденсується практично повністю, а газовий конденсат, що утворюється, розчиняє до 20-30% аміаку, що міститься в прямому коксову газі. Охолоджений газ подається нагнітачами в абсорбер, де решті аміак поглинається сірчаною кислотою з утворенням сульфату амонію.
Отримані при переробці надлишкової надсмольної води аміачні пари подаються частково до нейтралізатор піридинової установки, де аміак також зв'язується сірчаною кислотою. Таким чином, весь аміак прямого коксового газу внаслідок переробляється на сульфат амонію.

Недоліками цього способу виробництва сульфату амонію є необхідність переробки надлишкової надсмольної води в аміачних колонах, яка вимагає значної витрати пари і луги, а також утворення значного обсягу стічних вод, які в свою чергу вимагають складної очищення.

В залежності від апаратурного оформлення процесів поглинання аміаку сірчаною кислотою і кристалізації сульфату амонію розрізняють два різновиди напівпрямого способу, які отримали найбільше поширення в промисловості, - сатураторний і безсатураторний. Слід зазначити, що в літературі немає жодних тлумачень цих термінів, вони не відображають особливостей апаратурних оформлення процесів.

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

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

Таку схему і відображає даний дипломний проект.

Після нагнітачів коксовий газ, що містить 6-10 г/ аміаку, надходить у колектор входу газу в аміачні абсорбера. Як і ПГС, абсорбери включені в газову схему паралельно. Продуктивність одного абсорбера по газу становить 100000/час .

Коксовий газ надходить у нижню частину абсорбера, де зрошується маточним розчином через 3 яруси бічних форсунок, по 4 штуки в кожному, і одну центральну. Очищений до вмісту аміаку не вище 0,03 г/ коксовий газ надходить в кислотну пастку, де очищається від яких віднесло з абсорбера дрібних бризок розчину. Після цього газ прямує в КГХ бензольного відділення.

Розчин на зрошення абсорбера подається з циркуляційного збірника подачі, в якому підтримується заданий зміст вільної сірчаної кислоти і питома вага. З нижніх двох ярусів форсунок розчин стікає на днище абсорбера і через гідрозатвор потрапляє до збірки повернення. Вміст вільної сірчаної кислоти в цьому розчині повинно бути 0,8-1%. З верхнього ярусу форсунок і з центральної форсунки розчин, пройшовши через абсорбер, потрапляє на розділову тарілку, яка перешкоджає змішуванню повертаються з 1,2 і з 3 ярусів розчинів. З тарілки, через гідрозатвор, розчин з вмістом вільної = 1,2-1,4% повертається до збірки подачі.

Збірники подачі і повернення з'єднані за типом «сполучених посудин» трубопроводом діаметром 500мм. Необхідний вміст вільної сірчаної кислоти в збірнику подачі підтримується додаванням сірчаної кислоти з напірного бака. Питома вага підтримується додаванням «брудного» конденсату з напірного бака води.

Із збірки повернення розчин з кислотністю 0,8-1% виводиться в живильні збірники для додаткового відстою перед подачею в випарники.

З кислотної пастки розчин через гідрозатвор виводиться в збірник подачі. У циркуляційних збірниках у верхній частині накопичується кисла смолка, яка уловлюється в абсорбері з коксового газу. Періодично кисла смолка відкачується в спеціальну автоцистерну і вивозиться в цех Уловлювання №2 на установку з переробки відходів коксохімічного виробництва.

Маточний розчин з живильних збірників містить 40% сульфату амонію подається в випарники живильними насосами. Випаровування і кристалізація розчину відбуваються під вакуумом. Трубчаста система випарника підігрівається парою, а вакуум підтримується двоступінчатим паровим ежектором, який працює в поєднанні з поверхневим конденсатором.

При досягненні необхідної концентрації кристалів в випарнику, отримана пульпа безперервно подається насосом в центрифугу. Маточний розчин відділяється в центрифузі від кристалів і самопливом повертається в циркуляційний збірник подачі, а кристали сульфату після центрифуги транспортерами подаються в сушильне відділення.

Конденсат після поверхневих конденсаторів і конденсаторів ежекторів надходить до збірки брудного конденсату, а потім в напірний бак брудного конденсату.

У процесі роботи випарників сульфатного відділення в міжтрубному просторі кожного утворюється від 5/год до 9 /год конденсату, який являє собою конденсат глухого пари низького тиску. Загальна кількість утворився конденсату складе від 10 м³/год до 25 м³/год. Конденсат після нагрівального пристрою випарника самопливом надходить до збірки чистого конденсату, звідки насосом подається в центрифугу для промивання сульфату амонію від вільної сірчаної кислоти, для поповнення напірних баків води і на зволоження пара, подається у випарники. На ці цілі використовується приблизно від 3 м³/год до 6 м³/год. Надмірна кількість конденсату може використовуватися на технологічні потреби підприємства.

Сушіння і склад сульфату амонію. Сульфат амонію після центрифуги надходить на стрічковий транспортер вологого сульфату амонію, а потім в приймальний бункер сушарки. У сушильні агрегати подається нагнітає вентилятором гаряче повітря, нагріте в калориферах глухим пором. З сушарки сульфат амонію надходить на склад для навантаження в ж/д напіввагони.

Сушарка обладнана також витяжним вентилятором, на всмоктуючому трубопроводі якого встановлений скрубер знепилювання, що перешкоджає попаданню пилу сульфату амонію в навколишнє середовище. Це досягається шляхом зрошення повітря, що виходить з сушарки водою (чистим конденсатом), що подається насосом зі збірки знепилювання через форсунку. Зі скрубера вода повертається до збірки, тобто знаходиться в замкнутому циклі.

При насиченні води кристалами сульфату амонію виробляється викачка її в циркуляційні збірники, а збірник поповнюється свіжим чистим конденсатом.

Для запобігання віднесення води в атмосферу, в скрубері передбачена осушуваних насадка. У міру забивання насадки проводиться її промивка через промивальну форсунку.

Аміачні колони. Велика частина аміаку в аміачної воді знаходиться у вигляді різних солей. Наявність їх пояснюється тим, що одночасно з аміаком розчиняється сірководень, вуглекислий газ, хлористий водень, синильна кислота і т.д. Деякі з цих солей неміцні і легко розкладаються при нагріванні, виділяючи при цьому аміак. Що міститься у вигляді таких солей аміак називається летючим. Інші солі більш стійкі при нагріванні не руйнуються, що міститься у вигляді таких солей аміак називається зв'язаним. Зв'язаний аміак знаходиться, головним чином, у вигляді хлористого ), роданистого ), і сірчанокислого () амонію.

Аміачна вода зі сховища надлишкової аміачної води №8 подається в міжтрубний простір теплообмінників аміачних колон, де нагрівається аміачною водою, пройшла очищення. Після теплообмінника вода надходить у аміачні колони №1,2, де відбувається віддувка летючого аміаку гострою парою. Пароаміачна суміш по аміакопроводу направляється в газопровід входу газу в ПГС. Очищена від аміаку вода після колони надходить у пекопастку, де під дією відцентрової сили відбувається очищення її від пеку.

Потім вода надходить у відстійник V = 60 для додаткового відстою від смолистих речовин. З верхньої частини відстійника вода з переливу надходить у промсборнік V = 60, звідки насосом подається в трубний простір теплообмінника.

З метою утилізації відпрацьованого содового розчину цехів сіркоочищення, а також для часткового розкладання солей пов'язаного аміаку в стічних водах відділення хімустановки, в змішувачі розташованому перед аміачної колоною №3 змішується 600-1000 г/л содового розчину і 10-14 м³/час надсмольної води.

Розкладання відбувається по реакції:

.

Утворені солі летючого аміаку розкладаються в колоні і пароаміачна суміш виводиться в 5ту зверху царгу аміачної колони №2 для додаткового насичення летючим аміаком.



5. ВИБІР ОБЛАДНАННЯ

5.1 Конструкція абсорберу

При безсатураторному методі отримання сульфату амонію очищення газу від аміаку здійснюють в двоступінчатому абсорбері зрошувального типу (рис. 5.1).

Корпус апарату складається з циліндричної обичайки, конічного днища і кришки. Внутрішній простір апарату розділений на дві секції за допомогою кільцевої перегородки з обичайкою, у верхній частині якої змонтована (суворо горизонтально) ковпачкова барботажна тарілка з кільцевим переливанням на рівні кромок обичайки. Штуцери, а також встановлені над ними ковпаки мають трапецеїдальну форму і на тарілці розташовані радіально.

Усередині обичайки встановлений краплевідбійник, виконаний із зігнутих смуг листового матеріалу. Верхня і нижня секції абсорбера обладнані індивідуальними системами зрошування і виконують функції першого і другого ступеня абсорбції аміаку. Нижня секція (перший ступінь) обладнана двома ярусами форсунок по шість штук в кожному. Верхня секція (другий ступінь) має один ярус форсунок, крім того, уздовж осі апарату розташована форсунка з крупнокаплевим зрошуванням призначена також для зменшення бризковиносу газовим потоком. Верхня секція обладнана люками.

Коксовий газ поступає в нижню секцію апарату через патрубок, промивається кислим розчином циркуляційного циклу першого ступеня абсорбції за допомогою форсунок, потім звільняється від бризок розчину в краплевідбійнику і поступає в штуцери 3 ковпачкової тарілки, яка заповнена рідиною до рівня кромок обичайки. При цьому в нижній секції абсорбера з газу витягається близько 95 % аміаку, що міститься в ньому.

Циркулюючий розчин кислотністю близько 1% після контакту з газом поступає в конічне днище і виводиться через патрубок.

Вхід газу у верхню секцію абсорбера здійснюється в режимі барботажу завдяки наявності занурених в рідину ковпаків. Далі газ піддається повторному контакту з рідкою фазою в режимі зрошування за допомогою форсунок. В процесі рециркуляції в контурі зрошувальної системи другого ступеня розчину кислотністю 10-12% з газу витягаються залишки аміаку і легкі піридинові основи. Очищений коксовий газ виводиться з абсорбера через патрубок, а розчин накопичується в кільцевому проміжку між стінками абсорбера і обичайки і виводиться через патрубок.

Рисунок 5.1 - Конструкція двоступінчатого тарілчастого абсорберу зрошувального типу

5.2 Конструкція випарника

Випарник є поверхневим теплообмінником, де випаровується вода, утворюючи вторинну пару, конденсат якої (дистилят) заповнює втрати робочого тіла в паросиловому циклі (рис. 5.2). Дистилят майже вільний від домішок і за якістю близький до конденсату турбін. Кипляча вода (концентрат) внаслідок випарювання має дуже високий солевміст, що у багато разів перевершує солевміст початкової води. Підігрів і випар води у випарнику здійснюються за рахунок тепла пари, що поступає з відбору турбіни (первинна пара). Конденсація вторинного пари робиться в спеціальних поверхневих теплообмінниках, включених в теплову схему турбіни і охолоджуваних основним конденсатом. Такий теплообмінник називається конденсатором.

Попри те, що тепло, зате, що витрачається на пароутворення вихідної води у випарнику, за винятком втрати розсіяння, повністю повертається в цикл в конденсаторі випарної установки, тут має місце енергетична втрата, обумовлена теплопередачею через стінку при певному температурному натиску (10-25°С). Внаслідок цього вторинна пара має нижчий тиск в порівнянні з первинним.

Енергетичну втрату можна значно зменшити раціональним включенням випарника і його конденсатора в регенеративну схему турбіни. Крім того, економічність установки можна підвищити при переході на двоступінчату схему випарювання. При цій схемі вторинна пара першого випарника є первинною (що гріє) парою другого випарника. Зі збільшенням числа східців випарної установки кількість дистиляту, що отримується з 1 кг пари, відібраної з турбін, віз¬розтане. Тому очевидно, що при зрівнянні одноступінчатою і багатоступінчастою установок, працюючих при одному і тому ж температурному перепаді, більш економічною виявляється багатоступінчаста установка.

Проте збільшення числа східців призводить до ускладнення і дорожчання установки і може бути виправдане тільки при значних втратах конденсату. На сучасних великих електростанціях, де втрати конденсату не перевершують 1,5 застосовуються в основному одноступінчаті установки. B ряду випадків два одноступінчатих випарника встановлюються на різних відборах турбіни.

Поверхневі випарники за конструктивним виконанням розділяються на горизонтальні та вертикальні. По компонувальним міркуванням нині заводами випускаються для електричних станцій тільки випарники вертикального типу.

Рисунок 5.2 - Конструкція поверхневого трубчастого теплообмінника

5.3 Конструкція конденсатору

Корпус конденсатора являє собою сталеву суцільно зварену обичайку прямокутного перерізу з привареним до неї днищем. Зварювання корпусу проводиться на монтажному майданчику. Для додання жорсткості корпусу конденсатора до його днища приварена рама, що складається з поперечних балок двотаврового перерізу. Під крайніми поздовжніми балками розташовані пружинні опори конденсатора

Трубна система конденсатора складається з:

– трубного пучка;

– двох кінцевих одинарних трубних дощок;

– проміжних трубних дощок.

Трубний пучок складається з гладких прямих трубок Ш28x1.5, для розміщення яких в трубних дошках застосована стрічкове компонування. Компонування трубного пучка у вигляді багаторазової згорнутої стрічки та розміщення на виступаючих ділянках пучка «зубців» істотно збільшує загальний периметр трубного пучка, і тим самим досягається низька швидкість пара в периферійних рядах трубок - 50-60 м/с. Хоча величина вхідної швидкості і невелика, для запобігання ерозійного зносу трубок і поліпшення їх вібраційних характеристик товщина стінки трубок першого ряду збільшена до 2 мм.

Теплообмінні трубки развальцовані на глибину 50 мм у двох одинарних трубних дошках.

Опорами трубного пучка є проміжні трубне дошки, розташовані на рівних відстанях один від одного, в проміжних трубних дошках є круглі вирізи для вирівнювання тиску по довжині конденсатора, а також вирізи в нижній частині для вільного протікання конденсату в бік конденсатосбірників. У центрі трубних дощок виконані вирізи для проходження пароповітряної суміші в трубі відсмоктування повітря.

Конденсат, що надходить у зливні трубки з вище розташованих рядів труб, відводиться до трубних дощок і стікає в нижню частину конденсатора, без переохолодження на нижніх рядах трубок. Уловлювання конденсату сприяє зменшенню загального парового опору конденсатора, так як при цьому забезпечується вільний прохід пари в тупикові проходи трубного пучка (конструкція конденсатору приведена на рис.5.3).



Рисунок 5.3 - Конструкція конденсатору.

5.4 Конструкція барабанної сушарки

Барабанна сушарка є зварним циліндром - барабаном, на зовнішній поверхні якого укріплені бандажні опори, кільцями жорсткості і приводним зубчатим вінцем. Вісь барабана може бути нахилена до горизонту на 4-6°С (рис. 5.3).

Барабанні атмосферні сушарки безперервної дії призначені для сушки сипких матеріалів топочними газами або нагрітим повітрям.

Усередині барабана встановлюють насадки, конструкція яких залежить від властивостей висушуваного матеріалу. З боку завантажувальної камери багатозамочна гвинтова насадка, з числом спіральних лопатей від шести до шістнадцяти залежно від діаметру барабана. При сушці матеріалу з великою адгезією до поверхні на початковій ділянці останнього закріплюють ланцюги, за допомогою яких руйнують камки і очищають стінки барабана. Для цієї ж мети можуть застосовувати ударні пристосування, розташовані із зовнішньої сторони барабана.

У сушарках діаметром 1000-1600 мм для матеріалу з хорошою сипучістю і середнім розміром частинок до 8 мм встановлюють секторну насадку. У тих же сушарках, для матеріалів, що володіють підвищеною адгезією або сипких матеріалів з середнім розміром частинок більше 8 мм встановлюють підйомний - лопатеві пристрої. У сушарках діаметром 1000- 3500 мм для матеріалів схильних до налипання, але поновлюючих сипкі властивості в процесі сушки спочатку встановлюють підйомний - лопатеві перевалочні пристрої, а потім секторні насадки.

Основний матеріал для виготовлення барабанів сушарок, завантажувальних і розвантажувальних камер - вуглецеві стали. У технічно обґрунтованих випадках додаткове виготовлення барабанів, розвантажувальних і розвантажувальних камер частково або повністю з жаростійких сталей спеціальних марок.

Барабанні вакуумні сушарки працюють, як правило, періодично і їх застосовують для сушки теплочутливих матеріалів від води і органічних розчинників, а також для сушки токсичних матеріалів. Залежно від властивостей матеріалу і вимог до готової продукції застосовують сушарки середнього або глибокого вакууму. Вакуумні барабанні сушарки застосовують в основному у виробництві полімерних матеріалів.

Принципова схема барабанної сушарки. Вологий матеріал з бункера за допомогою живильника потрапляє в сушильний барабан, що обертається. Паралельно матеріалу в сушарку подається сушильний агент, що утворюється при згоранні палива в топці і змішення газів в камері змішувача. Повітря в топку і камеру змішувача подається вентиляторами. Висушений матеріал з протилежного кінця сушильного барабана, а з нього на транспортуючий пристрій.

Відпрацьований сушильний агент перед викидом в атмосферу очищається від пилу в циклоні. При необхідності виробляється додаткове, мокре пиловловлювання у скрубері.

Транспортування сушильного агента через сушильну камеру здійснюється за допомогою вентилятора. При цьому установка знаходиться під розрідженням 50 - 250 Па, що виключає витік сушильного агента через нещільність установки.

Барабан приводиться в обертання електродвигуном через зубчату передачу.

Рисунок 5.3 - Конструкція барабанної сушарки



6. МАТЕРІАЛЬНІ РОЗРАХУНКИ БЕЗСАТУРАТОРНОГО МЕТОДУ ОТРИМАННЯ СУЛЬФАТУ АМОНІЮ

6.1 Матеріальний баланс аміаку

Згідно з виробничими даними ПАТ «Авдіївський коксохімічний завод» об`єм коксового газу дорівнює 100000 м³/год, вміст аміаку у газі - 564 кг/год, з аміачно-водяними парами потрапляє аміаку - 200 кг/год. Кількість аміаку, яка уноситься з коксовим газом складає 3 кг/год. Матеріальний баланс аміаку приведено в таблиці 6.1.

Таблиця 6.1- Матеріальний баланс аміаку (кг/год)

Прихід	Витрата
З коксовим газом 564	З коксовим газом 3
З аміачно-водяними парами 200	Реагує з кислотою 761
Разом 764	Разом 764

Для поглинання G_ам.=761 кг/год аміаку необхідно подати сірчаної кислоти в моногідраті (G_к-ти):

, (6.1)

де - молярна маса сірчаної кислоти, 98 кг/моль;

M(NH₃) - молярна маса аміаку.

кг/год;

при цьому утворюється сухого сульфату амонію:

G_сух. = G_ам. + G_к-ти; (6.2)

G_сух. = 761 +2193 = 2954 кг/год,

а з вологістю 2 %:

G_{вл .}= (6.3)

G_вл =кг/год.

Витрата 92,5 %- вої сірчаної кислоти складе:

= (6.4)

кг/год,

із них моногідрату сірчаної кислоти 2193 кг/год, води 178 кг/год.

Для спрощення розрахунку нехтуємо вмістом сірчаної кислоти і піридинових основ у відфугованому сульфаті амонію.

6.2 Розподіл поглинання аміаку по ступеням абсорберу

У абсорбер надходить наступна кількість коксового газу з нагнітача і аміачно-водяної пари з дефлегматора (таблиця 6.2).

Таблиця 6.2 - У абсорбер надходить наступна кількість коксового газу з нагнітача і аміачно-водяної пари з дефлегматора.

Компоненти	З нагнітача кг/год	З дефлегматора кг/год	Всього
			кг/год	м3/год
Сухий коксовий газ Бензольні вуглеводні Сірководень Двоокис вуглецю Піридинові основи Аміак Водяна пара	45600 2600 1120 - 40 564 2920	- - 38 48 6 142 696	45600 2600 1158 48 46 706 3616	100000 702 763 24 13 930 4500
Разом	52844	930	53744	106932

Кількість поглиненого аміаку в 1-му ступені абсорберу можна визначити виходячи з умови рівності поверхні контакту або об`ємів обох ступенів абсорберів і коефіцієнтів абсорбції, що приводить до рівняння:

,

де a₁, a₂ и a₃ - вміст аміаку в газі до 1-й, до 2-ї і після 2-го ступеня абсорберу.