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无饱和器法生产硫酸铵工艺和相关设备

饱和器法生产硫酸铵存在着阻力大,硫酸铵结晶颗粒小,易堵塞设备等特点。近来,笔者查询相关资料得知,一些焦化用无饱和器法生产硫酸铵得到了迅速发展。它的特点是喷洒酸洗塔内不用饱和的酸性母液作为吸收剂,吸收煤气中的氧,所得的硫酸铵结晶的过程在单独的蒸发器内进行。

它的工艺流程如下:煤气与蒸氨工段来的一部分氨气一起进入酸洗塔下段,煤气入口处及下段用酸度为2%—3%的循环母液喷洒,煤气与氨蒸汽中大部分氨在此被吸收下来,此段得到的硫酸铵浓度为4%的不饱和硫酸铵母液。上段喷洒的母液酸度为4%—5%,以吸收煤气和氨蒸汽中剩余的氨及轻吡啶盐基,酸洗塔中煤气中含氨低于0.1/m 3.

由酸洗塔顶出来的煤气经旋风除酸器脱除酸雾后入脱苯工段。酸洗塔的两段都有独立的母液循环系统。下段来的部分母液进入酸焦油分离槽,经分离后去澄清槽。另一部分母液满流进入母液循环槽,由此用泵送往酸洗塔下段循环喷洒,母液的循环量一般为3.5m 3/km3煤气。由酸洗塔上段引出的母液循环槽用于上段喷洒,其循环喷洒量约为2.6 3/km3煤气。循环母液中需要补充的酸由硫酸高位槽补充。

澄清槽内的母液用结晶泵送至加热器,连同结晶槽来的母液一起加热至60℃左右,然后进入真空蒸发器。蒸发器内由两级蒸汽喷射器造成的87Kpa的真空度,母液沸点降至55 —60℃。在此,母液因水分蒸发而得到浓缩,浓缩后的过饱和硫酸铵母液流入结晶槽,结晶长大并沉到结晶槽下部,仅含少量细小结晶的母液用循环泵送至加热器进行循环加热,而由结晶槽顶溢流的母液则经满流槽回循环母液槽。

由蒸发器顶部引出的蒸汽于冷凝器冷凝后去生化脱酚装置处理。结晶槽内形成含硫酸铵达70%以上的硫酸铵浆液,用泵送至供料槽后排入离心机进行分离。分离母液经滤液槽返回结晶槽,结晶由螺旋输送机送至干燥冷却器,在此用热空气使之沸腾干燥并冷却至常温,然后由皮带运输机送往仓库。由干燥冷却器排出的气体于洗净塔用水洗涤,部 分洗涤液送入滤液槽,以补充母液蒸发所失去的水。 满流槽上部引出来的部分母液送往吡啶回收装置,已经脱除了吡啶并经净化后的母液又送回结晶母液循环系统。中和硫酸吡啶的氨气可由氨水蒸馏系统供给。

无饱和器法生产的硫酸铵质量好、结晶颗粒大,宜用于机械化施肥。其质量如下:含氮量:>21%,含水:<0.1百分之,游离酸含量:<0.2百分之,粒度:30%--60%。

无饱和器法生产的硫酸铵,除去饱和器法生产时的相关设备外,主要有空喷酸洗塔和真空蒸发器。

第一, 空喷酸洗塔。它为一直立中空塔,墙壁用钢板焊制而成,内衬铅板,再衬衣耐酸砖。也有全部用不锈钢焊制的。空喷酸洗塔中部的段塔板分为上下两段。下段除了煤气入口处设有母液喷嘴外,另设有多层不锈钢制螺旋形喷嘴,喷洒游离酸为2%—3%的循环母液。在下段喷洒的液滴较细,与以3--4m/s流速上升的煤气密切接触而将煤气中的大部分氨吸收。

在酸洗塔的下段上部设有带捕液挡板的段塔板,以捕集所挟带的液滴,并由此聚集由上段喷洒下来的母液,再由带u形液封导管引出。

在酸洗塔上设有多层喷嘴,喷洒硫酸浓度为4%—5%左右的循环母液,所喷洒的液滴较大,以减少带入除酸器的母液。在上段顶部设有扩大部分,在此煤气减速为1.6m/s左右,并设有洗涤喷洒管,以使煤气所挟带的液滴显著减少,而后从塔顶排除。

在酸洗塔上段和中段均设有洗涤水喷洒管,以定期进行清洗。酸洗塔下段喷洒下来的母液聚集于锥形底部,并由带液封的导管引出。

第二,真空蒸发器。它为不锈钢板焊制的带锥底的容器。在真空蒸发器中部设有带锥筒形的布液器,经过加热的母液从布热器下面的筒形部分以切线方向进入器内后,沿器壁旋转,形成一定的蒸发面积。所以母液中大部分水分可迅速蒸出。蒸出的水汽经布液器上升经顶部的液滴分离器分离出液滴后,由器顶溢出,浓缩结晶母液由锥底出口排入结晶槽。在蒸发器顶部装有水喷洒装置,用来喷洒分离器和布液器。蒸发器操作时控制的真空度为87Kpa

作者简介:王国吏,男,1985年出生。现为河北鑫森冶金建材公司化产车间职工。工作已经半年有余。热爱本职工作,爱好阅读和写作。通过自己的工作实践和相关书籍的阅读,对炼焦化产品回收和安全管理制度有一定的熟悉和了解。在此愿意与大家分享我的工作和学习经验,使我们一起学习,共同进步。

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