焦化學產(chǎn)品及硫銨工藝

1、1.回收與精制煉焦化學產(chǎn)品的重要意義 煉焦化學產(chǎn)品在國民經(jīng)濟中占有重要地位，煉焦化學工業(yè)是國民經(jīng)濟的一個重要部門，它是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的主要組成部分之一，也是煤炭的綜合利用工業(yè)。煉焦爐炭化室內(nèi)生成的荒煤氣經(jīng)冷卻、冷凝和各種吸收劑吸收處理后得到煤焦油、氨、粗苯、硫化氫、氰化氫、凈煤氣等，這些化學產(chǎn)品都是化學工業(yè)的重要原料。 焦爐煤氣中所含的氨可用于制取硫酸銨、濃氨水或無水氨；煤氣中主要成分-氫，可用于制造合成氨。進一步制取尿素、硝酸銨、磷酸銨和碳酸銨等化肥，均可以直接用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。焦爐煤氣中所含有的乙烯可作為制取乙二醇和二氯乙烷的原料。焦爐煤氣中的氰化氫和硫化氫的回收，不僅可以得到硫磺、硫氰酸鈉、硫

2、代硫酸鈉、黃血鹽等化工產(chǎn)品，而且對減輕大氣和水質的污染，加強環(huán)境保護以及減少對設備的腐蝕均具有重要意義。 粗苯和粗焦油都是焦化產(chǎn)品中組成極為復雜的半成品。經(jīng)精制加工后，得到的主要產(chǎn)品有：二硫化碳、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、古馬隆一茚樹脂、萘、酚、蒽、咔唑、吡啶鹽基等。這些產(chǎn)品具有極為廣泛的用途。是塑料工業(yè)、合成纖維、合成橡膠、農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、耐輻射材料、耐高溫材料以及國防工業(yè)極為寶貴的原料。 在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，經(jīng)過回收化學產(chǎn)品的焦爐煤氣是熱值很高的冶金燃氣，它是鋼鐵生產(chǎn)的重要燃料。焦爐煤氣除首先滿足鋼鐵生產(chǎn)的各種加熱爐自身的需要外，還可以經(jīng)過深度脫硫、脫萘、脫氫凈化后，用做民用燃料或送往其他

3、化學工廠用作化工合成原料。 煉焦化學產(chǎn)品過去是煉焦廠的副產(chǎn)品，近些年來，隨著焦化產(chǎn)品日益增多和在國民經(jīng)濟發(fā)展中的重要作用，煉焦化學產(chǎn)品在焦化廠中已經(jīng)擺脫了副產(chǎn)品的地位，和焦炭一樣，也成為焦化廠中的主要產(chǎn)品了。從焦爐產(chǎn)生的荒煤氣需在化產(chǎn)回收車間進行冷卻、輸送，回收焦油、氨、硫、苯族烴等化學產(chǎn)品，同時也凈化煤氣。因為煤氣中除氫、甲烷、乙烷、乙烯等成分外，其他成分含量雖少，卻會產(chǎn)生有害的作用。如蔡會以固體結晶析出，堵塞設備及煤氣管面氨水溶液會腐蝕設備和管路，生成的銨鹽會引起堵塞；硫化氫及硫化物會腐蝕設備，生成的硫化鐵會引起堵塞；一氧化氮及過氧化氮與煤氣中的丁二烯、苯乙烯、環(huán)戊二烯等聚合成復雜的化合物

4、一一煤氣膠，不利于煤氣輸送和使用；不飽和碳氫化合物(苯乙烯等)在有機硫化物的觸媒作用下，能聚合生成“液相膠”而引起障害。對上述能產(chǎn)生障害的物質，要求有不同程度的清除。2.硫酸銨的性質氨對于干煤的產(chǎn)率一般為0.25%0.35% 。當煉焦煤氣經(jīng)初步冷卻后，部分氨轉入冷凝氨水中，氨在煤氣和冷凝氨水中的分配，取決于煤氣初冷的方式（間冷、直冷或間-直混冷）、冷凝氨水的產(chǎn)量和煤氣冷卻的程度。當采用間接冷卻時，煤氣冷卻溫度愈低，冷凝氨水量愈大，則冷卻器后煤氣中含氨量愈少，反之則多。一般情況下，初冷后煤氣中的含氨量為68g/m3。硫酸銨也可簡稱為硫銨，是焦化廠中大量生產(chǎn)的重要化學產(chǎn)品之一。我國大部分大型焦化廠

5、均采用飽和器法生產(chǎn)硫酸銨以回收煤氣中的氨。純態(tài)的硫酸銨為無色長菱形晶體，密度為1766kg/m3，分子量為132.15，化學純的硫酸銨含21.2%，含氨為氮量為25.78%。含一定水分的硫酸銨的堆積密度隨結晶顆粒的大小而波動于780830kg/m3范圍內(nèi)。硫酸銨的水溶液為弱酸性，1%溶液的pH值為5.7。硫酸銨溶于水時要吸收熱量，每溶解1kg硫酸銨約吸收熱量63kJ。焦化廠用飽和器生產(chǎn)的硫酸銨，由于雜質的影響往往帶有綠色、藍色、灰色、或暗黑色，結晶多為針狀、片狀或粉末狀，成型的顆粒很小，其線性尺寸平均不超過0.5mm。硫酸銨是重要的氮肥，對多種農(nóng)作物，如小麥、棉花、馬鈴薯、水稻、大頭菜等均有良

6、好的肥效。硫酸銨結晶能吸收空氣中的水分而膠結成塊，在空氣濕度大、結晶顆粒小和含水量高時較為嚴重。硫酸銨結塊給運輸、貯存和施用都帶來許多不便，且潮濕的硫酸銨對鋼鐵、水泥和包裝袋等均有腐蝕性。雖然硫酸銨含氮量比硝酸銨和尿素低，且能使土壤酸化，具有一定的吸水腐蝕性。但它仍是一種較好的農(nóng)業(yè)用化肥，特別對于中性和堿性土壤施用更具有良好效果。因此，目前焦化廠生產(chǎn)的硫酸銨在農(nóng)業(yè)上仍占有重要地位。3.飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的方法及結晶原理3.1生產(chǎn)硫酸銨的方法煤氣中的氨很容易和硫酸作用生成硫酸銨，硫酸吸收氨是一個快速不可逆的化學反應過程。在焦化廠內(nèi)，這種吸收反應可在飽和器內(nèi)進行，也可在吸收塔內(nèi)進行。對于在飽和器內(nèi)

7、吸收氨的方法有三種：直接法、間接法和半直接法。直接法：由集氣管來的焦爐煤氣經(jīng)初步冷卻器冷卻到6070，進入電捕焦油器除去焦油霧。然后進入飽和器，煤氣中的氨被硫酸吸收而生成硫酸銨。煤氣離開飽和器后，再冷卻到適宜的溫度進入鼓風機。此法在初冷器得到的冷凝氨水正好全部補充到循環(huán)氨水中，由于沒有剩余氨水產(chǎn)生，因而可省去蒸氨設備和節(jié)省能量。但由于處于負壓狀態(tài)下的設備太多，要求設備性能好，在生產(chǎn)上不夠安全，故在工業(yè)生產(chǎn)上暫沒被采用。間接法：經(jīng)初冷器后的煤氣在洗氨塔內(nèi)用水洗氨，將得到的稀氨水與冷凝工段來的剩余氨水一起送去蒸氨塔蒸餾，蒸出的氨氣全部進入飽和器被硫酸吸收生成硫酸銨。這種方法得到的硫酸銨質量好，但要

8、消耗大量的蒸汽，而且蒸餾設備較龐大，生產(chǎn)上應用受到一定的限制。我國某焦化廠配合煤氣脫硫已采用此法，并在負壓下回收工藝系統(tǒng)中生產(chǎn)出了高質量的硫酸銨，實踐證明此法生產(chǎn)硫酸銨，工藝先進、節(jié)約能源、經(jīng)濟合理。為我國焦化廠硫酸銨生產(chǎn)開啟了新的途徑。半直接法：煤氣在初冷器內(nèi)被冷卻到2535，經(jīng)鼓風機加壓后，再經(jīng)電捕焦油器除去焦油霧，然后在飽和器內(nèi)與硫酸母液充分接觸生成硫酸銨。冷凝工段的剩余氨水進入蒸氨塔蒸餾，蒸出的氨氣同煤氣一起進入飽和器內(nèi)回收氨，或送往毗啶生產(chǎn)裝置中的中和器。此法工藝過程簡單，生產(chǎn)成本低，在國內(nèi)外焦化廠已得到廣泛應用。通常我們所說的飽和器法生產(chǎn)硫酸銨就是這種半直接法。3.2飽和器內(nèi)的硫酸

9、銨結晶原理在飽和器內(nèi)硫酸銨從母液中形成晶體要經(jīng)歷兩個階段：首先是細小的結晶中心-晶核的形成，而后是晶核（或晶體）的長大。通常這兩個過程是同時進行的。在既定的結晶條件下，若晶核形成的速率大于晶體成長的速率，得到的是小粒結晶。反之，則可得到大粒結晶。顯然，如控制好此兩者速率，便可控制晶體顆粒的大小。圖4-3表明了晶核在溶液中自發(fā)的形成與溶液的溫度和濃度之間的關系。圖中AB為普通溶解度曲線，CD為超溶解度曲線,后者位于過飽和區(qū)，且與AB大致平行。在AB曲線的右端，因為溶液沒有達到飽和，在此區(qū)域內(nèi)，沒有晶核形成，稱為穩(wěn)定區(qū)。.AB與CD間的區(qū)域稱為介穩(wěn)區(qū)。在此區(qū)域內(nèi)，晶核不能自發(fā)形成。在CD線左端稱為

10、不穩(wěn)定區(qū)，于此區(qū)域內(nèi)能形成大量晶核。一般的降溫結晶原理，可由線段EFGH表明，原來濃度為E而未加晶種的溶液，只當冷卻至G時，才有大量晶核急劇形成，溶液濃度隨之降至飽和點H。在飽和器內(nèi)，可認為母液溫度是不變的。如母液原來的濃度為E，由于硫酸和氨的中和反應是連續(xù)進行的，母液中硫酸銨分子不斷增加，又因母液溫度不變，故其濃度逐漸增加到F，即達到飽和。此時在理論上可以結晶，但實際上尚缺乏所需要的過飽和程度。當母液濃度繼續(xù)提高到介穩(wěn)區(qū)時，雖已處于過飽和狀態(tài)，但在沒有晶種的情況下，仍無晶核形成。只有當母液濃度提高到G點后才有大量晶核形成，母液的濃度也隨之降至飽和點F。在上述過程中，所需的過飽和程度較高，晶核

11、的生成速率遠比成長速率大。因而，所得的晶體很小。在飽和器剛開工生產(chǎn)和大加酸后出現(xiàn)的情況即是如此。在實際生產(chǎn)中，母液中總是存在著細小結晶和微量雜質的，即存在著所謂的晶種，此時晶核形成所需的過飽和程度遠較無晶種時為低。在介穩(wěn)區(qū)內(nèi)，主要是晶體在長大，同時也有新晶核形成。所以，為生產(chǎn)粒度較大的硫酸銨結晶，必須使母液處于介穩(wěn)區(qū)適宜的過飽和狀態(tài)。晶體的長大過程屬于硫酸銨分子由液相向固相擴散的過程。硫酸銨分子由液相向晶體擴散的推動力是由溶液的過飽和程度所決定的，擴散阻力即為晶體表面上的液膜阻力。故增大溶液的過飽和度和減小擴散阻力，均有利于晶體長大，但考慮到過飽和程度高會促使晶核形成的速率加大，所以對過飽和程

12、度必須控制在較小的范圍內(nèi)。 在正常操作條件下，硫酸銨結晶的介穩(wěn)區(qū)是很小的。對酸度5%的硫酸銨酸性溶液的過飽和度，在進行攪拌的情況下，所得的實驗數(shù)據(jù)如圖4-4所示。由圖4-4可見，母液的結晶溫度平均低于飽和溫度3.4 。在溫度3070的范圍內(nèi)，溫度每變化1時，鹽的溶解度約變化0.09%。所以，溶液的過飽和程度即為0.09%*3.4=0.3%，這就是說，結晶在母液內(nèi)的生成區(qū)域是很小的。在這個區(qū)域被控制在很小的情況下，當母液中結晶的生長速度與反應生成的硫酸銨量相平衡時，晶核生成量最小，可得到大顆粒結晶。4飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的工藝流程4.1工藝原理硫銨工藝的原理是用硫酸吸收煤氣中的氨得到硫銨 ,其化學

13、反應式為:氨和硫酸的反應為放熱過程 ,當用硫酸吸收焦爐煤氣中的氨時 ,實際熱效應與硫銨母液的酸度和溫度有關。用適量硫酸與氨反應 ,可生成中式鹽。如果硫酸過量 ,則生成酸式鹽 ,其化學反應式為:隨著溶液中氨飽和程度的提高 ,酸式鹽又轉變?yōu)橹惺禁} ,其化學反應式為:溶液中酸式鹽和中式鹽的比例取決于溶液中游離酸的濃度。當酸度僅為 1%2%時 ,主要生成中式鹽;當酸度提高時 ,酸式鹽的含量也相應提高。由于酸式鹽易溶于水和稀硫酸中 ,故在酸度不大時 ,從飽和溶液中析出的只有硫酸銨晶體。根據(jù)煤氣與母液接觸方式不同，有鼓泡式和噴淋式兩種飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的方法。在2000年以前，我國的焦化廠多采用鼓泡式飽和

14、器法生產(chǎn)硫酸銨，現(xiàn)在新建、改建的焦化廠均采用噴淋式飽和器法生產(chǎn)硫酸銨。4.2鼓泡式飽和器法鼓泡式飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的工藝流程如圖4-5所示。由鼓風機壓送來的煤氣，經(jīng)電捕焦油器除焦油霧后，進入煤氣預熱器預熱到6070或更高一些溫度。其目的是為了蒸發(fā)飽和器中多余水分，以防止母液被稀釋，熱煤氣從飽和器中央煤氣管進入，經(jīng)泡沸傘穿過母液層鼓泡而出。其中的氨即被硫酸吸收，因此飽和器起著鼓泡吸收器的作用。煤氣出飽和器后進入除酸器，分出煤氣所挾帶的酸霧后，被送往粗苯工段。飽和器后煤氣中的含氨量一般要求低于0.03g/m3。從鼓風冷凝工段（或脫酚工段）來的剩余氨水經(jīng)蒸氨后得到的氨氣，如不生產(chǎn)吡啶時，便直接與煤氣

15、混合進入飽和器；當生產(chǎn)吡啶時，則將此氨氣通入回收吡啶裝置的中和器中。氨在中和母液的游離酸和分解硫酸吡啶時所生成的硫酸銨，又隨中和器回流母液返回飽和器系統(tǒng)中。飽和器母液中不斷有硫酸銨生成，當達到一定的過飽和程度時，就會析出硫酸銨結晶。因此，飽和器還起著結晶設備的作用。用結晶泵不斷地將沉于飽和器底的結晶連同一部分母液送至結晶槽，使較大顆粒結晶沉降下來，并排放到離心機內(nèi)進行離心分離，濾出母液，再用熱水洗滌結晶，以減少結晶表面上的游離酸和雜質。離心分離出來的母液與結晶槽流出來的母液一同自流回到飽和器中。離心機卸出的硫酸銨結晶，由螺旋輸送機送至沸騰干燥器內(nèi)，經(jīng)熱空氣干燥后送入硫酸銨貯斗，然后稱量包裝送入

16、成品庫。沸騰干燥器用的熱空氣由送風機經(jīng)熱風器加熱后送來。沸騰干燥器排除的熱空氣經(jīng)旋風分離除塵器捕集夾帶的細粒結晶后，由排風機抽出放散。為了控制飽和器內(nèi)煤氣與母液的良好接觸，需使泡沸傘在母液中有一定的液封高度，并需保持母液液面穩(wěn)定。為此在飽和器側面設有一個滿流口，從滿流口溢出的母液通過插入液封內(nèi)的滿流管流入滿流槽。流入滿流槽的母液用循環(huán)泵連續(xù)送回飽和器底部的噴射器，使飽和器內(nèi)母液不斷地循環(huán)攪動，以改善結晶過程。煤氣中帶有的焦油霧在飽和器中與硫酸作用生成酸焦油，泡沫狀酸焦油漂浮在母液液面上，并與母液一起流入滿流槽中。漂浮在滿流槽液面上的酸焦油應及時撈出或引至酸焦油處理裝置，予以回收處理。往飽和器內(nèi)

17、補充的硫酸，由硫酸貯槽送至硫酸高置槽，再自流進入飽和器。新酸從設于中央煤氣管的加酸管引入。飽和器是周期性連續(xù)操作設備。當定期大加酸、補水或用水沖洗飽和器和除酸器時，所形成的大量母液可由滿流槽滿流至母液貯槽暫時貯存。而在下次大加酸的正常生產(chǎn)過程中，又將所貯存的母液用母液泵送回飽和器中作補充。此外，母液貯槽還可供飽和器檢修停工時貯存飽和器內(nèi)的母液。飽和器在操作一定時間后，由于結晶的沉積將使其阻力增高，嚴重時會造成飽和器的堵塞，因此在操作中必須定期進行酸洗和水洗。當回收粗輕吡啶時，為了防止鐵氰鉻合物的泥渣隨脫吡啶母液進入飽和器，需先將回流母液凈化。4.3噴淋式飽和器法噴淋式飽和器法生產(chǎn)硫酸銨工藝流程

18、如圖4-6所示。噴淋式飽和器分為上段和下段，上段為吸收室，下段為結晶室。由脫硫工序來的煤氣經(jīng)煤氣預熱器預熱至6070或更高一些，煤氣預熱的目的是為了保持飽和器水平衡。煤氣預熱后，進入噴淋式飽和器的上段，分成兩股沿飽和器水平方向入環(huán)形室作環(huán)形流動，每股煤氣均經(jīng)過數(shù)個噴頭用含游離酸3.5%4.5%的循環(huán)母液噴灑，以吸收煤氣中的氨，然后兩股煤氣匯成一股進入飽和器的后室，用來自小母液泵（也稱二次噴灑泵）的母液進行二次噴灑，以進一步除去煤氣中的氨。煤氣再以切線方向進入飽和器內(nèi)的除酸器，除去煤氣中夾帶的酸霧液滴，以上部中心出口管離開飽和器再經(jīng)捕霧器捕集下煤氣中的微量酸霧后到終冷洗苯工段。飽和器的上段與下段

19、以降液管聯(lián)通。噴灑吸收氨后的母液從降液管流到結晶室的底部，在此晶核通過飽和母液向上運動，不斷地攪拌母液，使硫酸銨晶核長大，并引起顆粒分級。用結晶泵將其底部的漿液送至結晶槽。含有小顆粒的母液上升至結晶室的上部，母液循環(huán)泵從結晶室上部將母液抽出，送往飽和器上段兩組噴灑箱內(nèi)進行循環(huán)噴灑，使母液在上段與下段之間不斷循環(huán)。飽和器的上段設滿流管，保持液面并封住煤氣，使煤氣不能進入下段。滿流管插入滿流槽中也封住煤氣，使煤氣不能外逸。飽和器滿流口溢出的母液流入滿流槽內(nèi)液封槽，再溢流到滿流槽，然后用小母液泵送至飽和器的后室噴灑。沖洗和加酸時，母液經(jīng)滿流槽至母液貯槽，再用小母液泵送至飽和器。此外，母液貯槽還可供飽

20、和器檢修時貯存母液之用。結晶槽的漿液排入到離心機，經(jīng)分離的硫酸銨晶體由皮帶輸送機送至振動式流化床干燥機，并用被熱風器加熱的空氣干燥，再經(jīng)冷風冷卻后進入硫酸銨貯斗。然后稱量、包裝送入成品庫。離心機濾出的母液與結晶槽滿流出來的母液一同自流回飽和器的下段。干燥硫酸銨后的尾氣經(jīng)旋風分離器后由排風機排放至大氣。為了保證循環(huán)母液一定的酸度，連續(xù)從母液循環(huán)泵入口管或滿流管處加入濃度為90%93%的濃硫酸，維持正常母液酸度。由油庫送來的硫酸送至硫酸槽，再經(jīng)硫酸泵抽出送到硫酸高置槽內(nèi)，然后自流到滿流槽。噴淋式飽和器法生產(chǎn)硫酸銨工藝，采用的噴淋式飽和器，材質為不銹鋼，設備使用壽命長，集酸洗吸收、結晶、除酸、蒸發(fā)為

21、一體，具有煤氣系統(tǒng)阻力小，結晶顆粒較大，硫酸銨質量好，工藝流程短，易操作等特點。4.4飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的工藝改進4-10 存在的問題（1） 母液滿流管易堵塞滿流管控制飽和器噴淋室下部的液面，促使煤氣在環(huán)形室內(nèi)流動，通過母液噴灑吸收煤氣中的氨。母液能否穩(wěn)定滿流直接影響飽和器的正常運行。生產(chǎn)中滿流管常被硫銨晶體堵塞，氣溫較低時情形尤為嚴重；另外，排酸焦油時，滿流槽底部有焦油渣沉積，堵塞滿流管，母液滿流不暢通，飽和器內(nèi)液面波動增大，影響煤氣洗氨效果，器后煤氣含氨高達0.07g/m3。（2）加酸系統(tǒng)存在問題當母液配酸和大加酸操作時，由于加酸管安裝過深，硫酸密度大，難以被水攪拌稀釋，熱量散發(fā)不出去，造

22、成滿流槽沖酸，母液酸度控制困難，酸耗量增加。同時沖酸造成滿流槽腐蝕嚴重，附近管道和設備也有一定程度腐蝕。飽和器僅運行4個月，滿流槽底就腐蝕出直徑150mm的孔洞，不得不停產(chǎn)檢修。（3）飽和器阻力增加過快飽和器投產(chǎn)后，阻力經(jīng)常超出正?？刂品秶罡邥r超過5kPa，運行不足2個月即被迫停產(chǎn)檢修。分析發(fā)現(xiàn)，噴淋裝置密封墊松動，母液的弧形分配箱漏液，噴淋室局部掛料嚴重，噴淋室到內(nèi)室煤氣切線入口被硫銨堵塞，導致飽和器阻力增大。（4） 硫銨出料時發(fā)生飛料離心機排液管與結晶槽母液回流管連接位置處于同一高度，結晶槽回流液倒流到離心機排液管內(nèi)，排液管長期積存硫銨母液，管壁吸附有大量的結晶，造成離心機排液管堵塞。

23、硫銨出料時，離心機濾出的分離液無法排出，分離液經(jīng)螺旋輸送機進入流化床干燥機，堵塞篩網(wǎng)，干燥機內(nèi)風量不均勻，局部風量過大，導致硫銨飛料。同時，硫銨晶體表面的母液未被有效分離，游離酸偏高，硫銨結塊。4.4.2解決的措施（1）因飽和器滿流管內(nèi)母液流動慢，故母液中的晶體容易析出沉積到滿流管的內(nèi)壁。室外溫度低時極易堵塞管道。對飽和器的滿流管進行如下改造：滿流管取一定的傾斜角度，增加母液在滿流管內(nèi)的流動速度，防止硫銨晶體附著。同時，滿流槽加裝沖洗水管。（2）改造加酸系統(tǒng)見圖1。加酸管管口在原有基礎上提高3m，并保持管口在滿流槽液面300mm處。改造后，濃硫酸與母液混合較好，配酸時產(chǎn)生的熱量能及時散出，減少

24、了對滿流槽底部的腐蝕，運行1年多未發(fā)生沖酸和滿流槽腐蝕。同時酸度控制較為理想，酸耗下降了A90kg/t。3）對飽和器的噴淋裝置進行密封處理，定期用熱水沖洗飽和器煤氣切線入口，較好的解決了漏液和飽和器掛料問題。為進一步降低煤氣預熱器阻力，煤氣預熱器管束由DN32mm改為DN50mm，并增加噴灑裝置，以降低硫銨系統(tǒng)阻力，確保硫銨系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。（4）針對硫銨飛料問題，改造了離心機排液管和干燥機。將離心機排液管提高800mm，并保留一定傾角。改造后離心機排液管暢通，離心機未發(fā)生漏液。同時，在干燥機上加開清掃孔，定期對振動床進行清掃及沖洗，避免篩網(wǎng)堵塞，解決了硫銨飛料問題。改造離心機沖洗裝置，取消原來

25、的淋水噴頭，在直管段鉆出數(shù)個DN3mm的孔洞，使沖洗更加均勻，硫銨游離酸含量降至0.05%以下，硫銨水分控制在2%以內(nèi)，提高了硫銨質量和產(chǎn)量。4.4.3 相關技術的討論增大結晶槽的容積在飽和器內(nèi)硫銨從母液中形成晶體需經(jīng)歷兩個階段，即晶核的形成和晶核的長大。若晶核形成速率大于晶體的成長速率，則產(chǎn)品粒度??；反之則可得到大顆粒結晶。可見控制這兩種速率，即可控制產(chǎn)品的粒度。沉積于飽和器底部的硫銨結晶，用結晶泵將其連同部分母液一起抽出，送往結晶槽，再從結晶槽底部進入離心機，離心分離出的母液與結晶槽滿流的母液一起自流入飽和器。硫銨結晶則由螺旋輸送機送至硫銨干燥器。硫銨的結晶成長過程在飽和器及結晶槽中，當含

26、硫銨結晶的母液流過結晶槽時，大顆粒的硫銨結晶便沉降下來，在結晶槽中繼續(xù)長大。目前的設計中離心機及干燥設備并非連續(xù)操作，一般按每班工作5 h考慮。如果結晶槽的容積小了，則大顆粒的硫銨結晶也會被母液帶回飽和器，這樣容易堵塞母液管道，同時也會增加開啟離心機的次數(shù)。因此加大結晶槽的容積是必要的，既有利于硫銨晶體長大，也有利于離心機操作穩(wěn)定。5.無飽和器法生產(chǎn)硫酸銨用飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的方法存在著阻力大、硫酸銨結晶顆粒小、易堵塞設備等缺點。所以，近年來無飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的方法得到了迅速發(fā)展。此法特點就是噴灑酸洗塔內(nèi)用不飽和的酸性母液作為吸收劑，吸收煤氣中氨，所得硫酸銨的結晶過程在單獨的蒸發(fā)器內(nèi)進行。一

27、些焦化廠采用后收到了明顯的效果。5.1無飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的工藝流程無飽和器法生產(chǎn)硫酸銨的工藝流程如圖4-29所示。煤氣與蒸氨工段來的一部分氨氣一起進入酸洗塔下段，煤氣入口處及下段用酸度為2%3%的循環(huán)母液噴灑，煤氣與氨蒸氣中大部分氨在此被吸收下來，此段得到的是硫酸銨濃度約40%的不飽和硫酸銨母液，上段噴灑的母液酸度為4%5%，以吸收煤氣和氨蒸氣中剩余的氨及輕吡啶鹽基，酸洗塔后煤氣中含氨低于0.1g/m3。由酸洗塔頂出來的煤氣經(jīng)旋風除酸器脫除酸霧后去脫苯工段。酸洗塔的兩段都有獨立的母液循環(huán)系統(tǒng)。下段來的部分母液先進入酸焦油分離槽，經(jīng)分離后去澄清槽。另一部分母液滿流進入母液循環(huán)槽，由此用泵送往酸

28、洗塔下段循環(huán)噴灑，母液循環(huán)量一般為3.5 m3/km3煤氣。由酸洗塔上段引出的母液經(jīng)循環(huán)槽用于上段噴灑，其循環(huán)噴灑量約為2.6 m3/km3煤氣。循環(huán)母液中需要補充的酸由酸高置槽補充。澄清槽內(nèi)的母液用結晶泵送至加熱器，連同由結晶槽來的母液一起加熱至60左右，然后進入真空蒸發(fā)器。蒸發(fā)器內(nèi)由兩級蒸汽噴射器造成的87kPa的真空度，母液沸點降至5560。在此，母液因水分蒸發(fā)而得到濃縮，濃縮后的過飽和硫酸銨母液流入結晶槽，結晶長大并沉到結晶槽下部，僅含少量細小結晶的母液用循環(huán)泵送至加熱器進行循環(huán)加熱，而由結晶槽頂溢流的母液則經(jīng)滿流槽泵回循環(huán)母液槽。由蒸發(fā)器頂部引出的蒸汽于冷凝器冷凝后去生化脫酚裝置處理

29、。結晶槽內(nèi)形成含硫酸銨達70%以上的硫酸銨漿液，用泵送至供料槽后排入離心機進行分離。分離母液經(jīng)濾液槽返回結晶槽，結晶由螺旋輸送機送至干燥冷卻器，在此用熱空氣使之沸騰干燥并冷卻至常溫，然后由皮帶運輸機送往倉庫。由干燥冷卻器排出的氣體于洗凈塔用水洗滌，部分洗滌液送入濾液槽，以補充母液蒸發(fā)所失去的水。滿流槽上部引出來的部分母液送往毗啶回收裝置，已經(jīng)脫除了吡啶并經(jīng)凈化后的母液又送回結晶母液循環(huán)系統(tǒng)。中和硫酸吡啶的氨氣可由氨水蒸餾系統(tǒng)供給。無飽和器法生產(chǎn)的硫酸銨質量好、結晶顆粒大，宜于機械化施肥，其質量如下：5.2主要生產(chǎn)設備無飽和器法生產(chǎn)硫酸銨，除飽和器法生產(chǎn)時的有關設備外，主要有空噴酸洗塔和真空蒸發(fā)器等。 5.2.1空噴酸洗塔空噴酸洗塔為一直立中空塔，塔壁用鋼板焊制而成，內(nèi)襯鉛板，再襯以耐酸磚。也有全部用不銹鋼材焊制的，其結構如圖4-30所示。由圖可見，空噴酸洗塔由中部的斷塔板分為上下兩段。下段除了煤氣入口處設有母液噴嘴外，另設