ВВЕДЕНИЕ 5
1 ВЫДЕЛЕНИЕ АММИАКА ИЗ КОКСОВОГО ГАЗА 7
1.1 Аммиак и его свойства 7
1.2 Выход аммиака при коксовании углей 8
1.3 Методы очистки коксового газа от аммиака 8
1.4 Сульфат аммония и его применение 9
1.5 Получение сульфата аммония 10
1.5.1 Косвенный способ 10
1.5.2 Прямой способ 12
1.5.3 Полупрямой способ 13
1.6 Выделение аммиака из надсмольной воды 18
1.7 Факторы, влияющие на размер образующихся кристаллов сульфата
аммония 19
1.8 Серная кислота в производстве сульфата аммония 21
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 23
2.1 Материальный баланс коксования 24
2.2 Материальный баланс газосборника 32
2.3 Тепловой баланс газосборника 35
2.4 Материальный баланс газового холодильника с горизонтальным
расположением труб 43
2.5 Материальный баланс аммиачно-известковой колонны 45
2.6 Материальный баланс сульфатного и пиридинового отделений 47
2.7 Расчет основных размеров сатуратора 58
3 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 61
4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 66
4.1 Техника безопасности на заводе 66
4.2 Пожарная безопасность 67
4.3 Электробезопасность 68
4.4 Общие правила безопасности при производстве сульфата аммония в
сатураторе 68
4.5 Охрана окружающей среды 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 73
В процессе коксования угля на коксохимических предприятиях одновременно с коксом получают коксовый газ, который в дальнейшем используется как отопительный газ, в частности для металлургических печей. Прямойкоксовый газ, выводимый из коксовых печей в результате коксования, непригоден для этих целей из-за содержания большого количества вредных продуктов, одним из которых является аммиак. Если коксовый газ, содержащий аммиак, отправить на металлургическое предприятие, то при его сжигании в печах при высокой температуре факела большая часть аммиака перейдет в оксиды азота.Это повысит содержание их в дымовых газах, что приведет к коррозии аппаратуры.
Сочетание в газе аммиака с цианистым водородом резко усиливает коррозию оборудования, образуя хорошо растворимое комплексное соединение- гексацианоферрат(Ш) аммония (NH4)4[Fe(CN)6].
Коксовый газ является источником многих ценных компонентов, которые извлекаются из газа в цехе улавливания. Еслиаммиак не удалить из коксового газа до его конечного охлаждения, то он будет абсорбироваться водой, выделяющейся при охлаждении, и в дальнейшем десорбироваться в атмосферу на градирнях, что нанесет огромный вред окружающей среде.Наличие аммиака в коксовом газе негативно сказывается на процессе извлечения бензольных углеводородов из коксового газа, так как аммиак стабилизирует эмульсии воды и масла.
Перед коксохимическими заводами ставится задача улавливания и переработки аммиака коксового газа с жесткими нормами - не более 0,03 г/м3 аммиака в обратном коксовом газе . Аммиак коксового газа может быть выгодно использован путём связывания его веществом кислотного характерас образованием продукта, который можно продать покупателю.
Таким образом,целью выпускной квалификационной работы является разработка сульфатного отделения коксохимического завода для очистки коксового газа от аммиака. В рамках поставленной цели выполнялись следующие задачи: расчёт материального баланса выхода аммиака при коксовании углей, расчёт материального и теплового балансов газосборника, расчёт материального баланса первичного газового холодильника с горизонтальным расположением труб, расчёт материального баланса аммиачно-известковой колонны, расчёт материального баланса сульфатного и пиридинового отделений, расчёт основных размеров сатуратора; экономический анализ затрат на строительство сульфатного отделения на коксохимическом производстве и срока его окупаемости; разработка вопросов охраны окружающей среды и безопасных условий труда.
Выполнен литературный обзор по различным методам выделения аммиака из коксового газа.
Выполнены расчеты по разработке сульфатного отделения для очистки коксового газа от аммиака при коксовании 140 т/час сухой шихты. На основании исходных данных выполнен расчёт материального баланса коксования углей, расчёт материального и теплового балансов газосборника, расчёт материального баланса первичного газового холодильника с горизонтальным расположением труб, расчёт материального баланса аммиачно-известковой колонны, расчёт материального баланса сульфатного и пиридинового отделений, расчёт основных размеров сатуратора.
Процесс осуществляется по полупрямому сатураторному способу. Сульфатное отделение будет производить сульфат аммония в количестве 1492,8 кг/ч при расходе серной кислоты 1392 кг/ч.
Для такой производительности понадобится сатуратор со следующими основными размерами: диаметр подводящего газопровода - 1,10 м.; диаметр трубопровода для аммиачно-водяных паров - 0,18 м.; диаметр центральной газоподводящей трубы - 1,57 м.; диаметр сатуратора - 4,8 м;высота сатуратора - 7,35 м.
Поступления от реализации сульфата аммония составят 14 728 000 рублей в месяц, ежемесячные затраты на материалы составят 8 228 320 рублей, общие издержки составят 729 000 рублей в месяц, затраты на персонал составят 220 000 рублей в месяц, амортизационные отчисления составят 173 816,5 рублей в
месяц. Срок окупаемости строительства сульфатного отделения 37 месяцев.
Рассмотрены меры по созданию безопасных условий работы на заводе.
