大气污染课设设计说明书.docVIP

编号：0502010132 “大气污染控制工程”课程设计 题目 亚铵法净化含SO2气体工艺 的中和、结晶、分离工段设计 院 （系） 化学与环境工程学院 专 业 环 境 工 程 班 级 环 境 0 5 1 学生姓名 卢 珊 成 绩 2009年1月 一、总论 以车间为单位，对亚铵法净化含SO2气体工艺之中和、结晶、分离的间歇操作工段进行工艺设计，设计深度以初步设计阶段考虑，设计内容为工艺部分，不含辅助设施和公用工程部分。本工艺用亚铵法净化含SO2气体，吸收液吸收SO2后得到亚硫酸氢铵溶液，该溶液用碳酸氢铵进行中和、结晶、分离后得到亚硫酸铵固体产品，分离母液返回吸收系统。吸收过程为连续操作；中和、结晶、分离过程为间歇操作（4小时1次）。设计生产能力为300kg/h亚硫酸铵（年生产328天计）。 二、设计依据 1.主反应式：NH4HCO3 (s) + NH4HSO3 (l) → （NH4）2SO3 (l) + H2O (l) + CO2↑ 2.亚硫酸氢铵溶液： 比重，kg/l 1.3476 组成，g/l NH4HSO3 （NH4）2SO3 （NH4）2SO4 H2O 613 87 128 519.6 3.分离母液： 比重，kg/l 1.250 组成，g/l NH4HSO3 （NH4）2SO3 （NH4）2SO4 H2O 87.3 299.0 146.3 717.4 4.亚硫酸铵产品： 组成，w% （NH4）2SO3?H2O （NH4）2SO4 H2O 87.05 4.45 8.50 5.碳酸氢铵组成： 组成，w% NH4HCO3 H2O 95.0 5.0 6.根据生产实践数据，中和、结晶、分离系统在-10℃进行时，各物料间有如下规律： G溶液/G产品=1.96 (重量比)；G母液/G产品=1.277 (重量比) 7.研究单位提供的热化学数据如下： （1）亚硫酸氢铵溶液温度：29℃；碳酸氢铵温度：20℃。 （2）比热数据： 比热 cal/g℃ 亚硫酸氢铵溶液 (l) 分离母液 (l) 产品亚铵 (s) 碳酸氢铵 (s) CO2 (g) 0.500 0.570 0.298 0.390 0.205 （3）生成热数据： 生成热 cal/mol NH4HSO3 (l) (NH4)2SO3 (l) NH4HCO3 (s) (NH4)2SO4 (l) H2O (l) CO2 (g) 179200 208700 205300 279500 68520 97800 （4）结晶热数据： (NH4)2SO3 (l) + H2O → (NH4)2SO3?H2O (s) + 4130 cal/mol (NH4)2SO4 (l) → (NH4)2SO4 (s) + 2.6 cal/mol 三、工艺方案的选择和确定 氨-亚硫酸铵法净化烟气中的SO2工艺是以氨吸收SO2,并将吸收后的母液加工成产品亚硫酸铵。烟气脱硫的副产品亚铵可代替烧碱用于制浆造纸，既可解决烧碱来源紧张问题，又使造纸工业长期感到“头痛”的有害废液(黑液)变成肥料。该法流程简单，且气氨、氨水和固体碳酸氢铵均可作为氨源。既可生产液体亚铵，又可以制取固体亚铵。国内中小硫酸厂多采用此流程。 四、生产流程叙述 按流程图的顺序： （1）流程位号101-NH4HSO3液体储存槽：NH4HSO3液体由吸收工段导入，存储量为18批，储存槽为圆柱形，长径比为1：1。 （2）流程位号102-离心泵。 （3）流程位号103-挂式高位计量槽：为进入反应器中的NH4HSO3液体定量，计量量为1批，计量槽为圆柱形，长径比为1：1，内有换热管，传热剂为冷却水。 （4）流程位号104-NH4HCO3固体储存槽：储存NH4HCO3固体反应物，存储量为18批，储存槽为圆柱形，长径比为1：1，圆柱形下部接锥斗，与振动料斗相接。 （5）流程位号105-振动给料机：为进入反应器中的NH4HCO3固体定量，给料量为1批。 （6）流程位号106-搅拌釜式反应器：反应物NH4HSO3液体和NH4HCO3固体的反应场所，反应量为1批，反应器为圆柱形，长径比为1：1，其外壁有保温层，以保证反应器内温度为-10℃。 （7）流程位号107-卧式活塞推料离心机：分离产物（NH4）2SO3与母液，其中产品直接送至包装。 （8）流程位号108-分离母液回收槽：收集分离母液并返回吸收工段，收集量为18批，回收槽为圆柱形，长径比为1：1。 （9）流程位号109-离心泵。 五、物料衡算与能量衡算 （一）物料衡算 1.物料衡算示意图：