工艺设计-课程设计任务书-2012.doc

“环境工程设计基础”课程设计任务书
一、课程设计题目
亚铵法净化含SO2气体的中和、结晶、分离工段初步设计
二、内容、要求与进度安排
1.内容
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。
2.要求
①完成工艺流程设计及主要工艺设备的计算和选型
②完成车间布置设计；
③完成设计概算及经济性分析；
④编制设计说明书；
⑤绘制生产工艺流程图、车间厂房布置图。
3.进度安排
第一阶段: ①完成工艺设计计算和主要工艺设备的选型；
②完成车间布置设计；
③完成设计概算及经济性分析；
第二阶段: ①编制设计说明书；
②绘制生产工艺流程图、车间厂房布置图（平面和立面布置图）。

三、工艺描述：
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300 kg/h亚硫酸铵（年生产328天计）。
四、参考数据：
为简化计算，提供如下数据。
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

2