化工工艺课程设计题目： 2.2万m3/h焦炉煤气中氨回收学院材料与化工学院专业班级学号学生姓名房韶杰指导教师完成日期2021.1.7成绩：设计说明焦炉生产焦炭的副产品是焦炉煤气，现代焦炉生产工艺残留于煤气中的氨，大部分被冷却水吸收，在凉水塔喷洒冷却时又都解吸进入到大气，这样就造成了资源的浪费。
更重要的是，氨进入大气造成的环境污染危害相当严重，既不利于环保，也不符合国家关于可持续发展的要求。
因此将氨回收具有重要的意义。
氨的回收是焦炉煤气净化及产品回收的重要工序，主要有浓氨水工艺、硫铵法、氨分解法和弗萨姆无水氨法等。
本设计是采用鼓泡式饱和器法通过氨与硫酸反应生成硫酸铵的工艺方法回收氨。
本设计选用成本低，工艺简单，应用比较普遍的鼓泡式饱和器为主设备。
完成22000m3/h焦炉煤气中氨回收的工艺目标和水平。
设计中对鼓泡式饱和器进行了物料衡算和热量衡算。
最终结果符合工艺条件，达到设计要求。
煤气中氨含量为1%～1.5%，饱和器后煤气含氨量为0.03g/m3。
煤气预热温度65.3℃，饱和器出口煤气中水蒸气分压7.431kPa，母液适宜温度53.6℃，得到硫酸铵产量735.768kg/h，而硫酸的消耗量为700.32kg/h。
根据工艺要求，对饱和器进行了选型计算。
煤气进口管直径为800mm，中央煤气管直径为1250mm，饱和器直径为3800mm，高度为7580mm，壁厚为5mm，进行水压试验校核满足工艺要求。
关键词：煤气；氨；硫酸；饱和器法；硫酸铵Design DescriptionThe by-product of coke production from coke ovens is coke oven gas. Most of the ammonia remaining in the gas in modern coke oven production processes is absorbed by cooling water, and is desorbed into the atmosphere when it is sprayed and cooled in the cooling water tower, which causes a waste of resources.More importantly, the environmental pollution hazards caused by ammonia entering the atmosphere are quite serious, which is not conducive to environmental protection and does not meet the national requirements for sustainable development. Therefore, the recovery of ammonia is of great significance. Ammonia recovery is an important process for coke oven gas purification and product recovery, mainly including concentrated ammonia process, ammonium sulfate method, ammonia decomposition method and Frsam anhydrous ammonia method. This design is to use the bubble saturation method to produce ammonium sulfate by ammonia and sulfuric acid process method to recover ammonia. The design has low cost of selection, simple process, and the application of a more common bubble saturation device as the main equipment. Complete the process target and level of ammonia recovery in the gas of the 51000m3/h coke oven. In the design, the bubble saturation device is calculated and the heat is calculated. The final result meets the process conditions and meets the design requirements. The ammonia content in the gas is 1% to 1.5%, and the ammonia content of the gas after the saturation is 0.03g/m3. Gas preheat inheat temperature of 65.3 degrees C, saturated gas in the water vapor pressure 7.431kPa, the female liquid suitable temperature of 53.6 degrees C, the production of ammonium sulfate 735.768 kg/h, and the consumption of sulfuric acid is 700.32 kg/h. According to the process requirements, the saturation machine is selected. Gas import pipe diameter of 800mm, central gas pipe diameter of 1250mm, saturation diameter of 3800mm, height of 7580mm, wall thickness of 5mm, water pressure test verification to meet the process requirements.Key words：coal gas；ammonia；sulfuric acid；saturator method；ammonium sulfate目录引言 (1)第一章工艺流程 (2)1.1鼓泡式饱和器法回收氨的工艺流程 (2)1.2饱和器法回收氨的影响因素及控制 (3)1.2.1 预热器后的煤气温度 (4)1.2.2 母液温度 (4)1.2.3 母液酸度 (5)1.2.4 母液的循环搅拌 (5)1.2.5 母液中的结晶浓度（晶比） (5)1.2.6 结晶槽中结晶层的厚度 (5)1.2.7 离心分离和水洗 (5)1.2.8 沸腾干燥器的操作 (6)1.2.9 母液的净化处理 (6)第二章物料衡算和热量衡算 (8)2.1饱和器的物料衡算 (8)2.1.1 饱和器的氨平衡和硫酸用量计算 (8)2.1.2 饱和器的水平衡计算 (9)2.1.3 饱和器内最低温度和最适宜温度的确定 (10)2.2饱和器的热量衡算 (11)2.2.1 输入热量 (11)2.2.2 输出热量 (13)第三章饱和器的计算 (16)3.1饱和器尺寸计算 (17)3.2除酸器 (19)3.3干燥器 (21)3.4沸腾床最低流态化速度的确定 (22)3.5干燥器直径的确定 (23)3.6干燥器溢流口高度的确定 (23)第四章附属设备的选型 (25)4.1 预热器 (25)4.2 离心机 (25)4.3 结晶槽 (25)第五章设计结果概要 (26)第六章设计感想 (27)参考文献 (28)引言焦炉生产焦炭的副产品是焦炉煤气，现代焦炉生产工艺残留于煤气中的氨，大部分被冷却水吸收，在凉水塔喷洒冷却时又都解吸进入到大气，这样就造成了资源的浪费。
更重要的是，氨进入大气造成的环境污染危害相当严重，既不利于环保，也不符合国家关于可持续发展的要求。
因此从焦炉煤气中回收氨是很有必要的。
此外，煤气中的氨在燃烧时会生成有毒、有腐蚀性的氧化氮，氨在粗苯回收中能使油和水形成稳定的乳化液，妨碍油水分离[1]。
上述这些都是现代焦化生产遇到的困难。
为此，煤气中氨的含量不允许超过0.03g/m3。
氨的回收是焦炉煤气净化及产品回收的重要工序，主要有浓氨水工艺、硫铵法、氨分解法和弗萨姆无水氨法等。
本设计主要是采用硫铵法对焦炉煤气中的氨加以回收，根据设计条件和要求，结合半直接法、间接法和直接法的优缺点，确定利用半直接法即饱和器法生产硫酸铵的方法回收氨。
因为鼓泡式饱和器法比较成熟，所以采用鼓泡式饱和器法来完成此次设计任务。
纯态的硫酸铵为无色长菱形晶体，焦化厂生产的硫酸铵，因混有杂质而呈现浅的蓝色、灰色，多为片状、针状甚至粉末状结晶。
本工艺所生产的硫酸铵，既可以作为肥料直接使用，也可以作为生产其他肥料的原料使用。
第一章工艺流程采用鼓泡式饱和器法进行氨回收，用于生产硫酸铵。
由于成本低，工艺简单，应用比较普遍。
1.1鼓泡式饱和器法回收氨的工艺流程图1.1鼓泡式饱和器法回收硫酸铵工艺流程图1-煤气预热器；2-饱和器；3-除酸器；4-结晶槽；5-离心机；6-螺旋输送机7-沸腾干燥器；8-送风机；9-热风机；10-旋风分离器；11-排风机；12-满流槽；13-结晶泵；14-循环泵；15-母液贮槽；16-硫酸铵贮斗；17-母液泵；18-细粒硫酸铵贮斗；19-硫酸铵包装机；20-胶带运输机；21-硫酸高置槽将焦炉煤气冷却至25～35℃，经由鼓风机和电捕焦油器进入煤气预热器1。
在预热器内用间接蒸汽加热煤气到60～70℃或更高的温度，目的是为了使煤气进入鼓泡式饱和器2蒸发饱和器内多余的水分，保持饱和器的水平衡，防止母液稀释。
预热后的煤气沿饱和器中央煤气管进入饱和器，经泡沸伞从酸性母液中鼓泡而出，同时煤气中的氨被硫酸所吸收，煤气出饱和器进入除酸器3，捕集其夹带的酸雾后，被送往粗苯工段。
饱和器母液中不断有硫酸铵生成，在硫酸铵含量高于其溶解度时，就析出结晶，并沉淀于饱和器底部。
饱和器底部的结晶被抽到结晶槽4，在结晶槽内使结晶长大并沉降于槽底部。
结晶槽底部硫酸铵结晶排放到离心机5进行离心分离，滤除母液，并用热水洗涤结晶，以减少硫酸铵表面上的游离酸和杂质。
离心分离的母液于结晶槽流出的母液一同自流回到饱和器中。