硫铵工段工艺详述

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1、第三章工艺详述一、硫酸铵生产的原理1.硫酸铵生成的化学原理氨与硫酸发生的中和反应为2NH3+H2S04→(NH4)2S04ΔH＝-275kJ/mol上述反应是不可逆放热反应，当用硫酸吸收煤气中的氨时，实际的热效应较小。通过实验得知，如氨和游离酸度为7.8％的硫酸饱和母液相互作用时，其反应热效应为温度/℃47.466.376.1硫酸铵热效应/(kJ/mo1)240.9245.9249.2用适量的硫酸和氨进行反应时，生成的是中式盐(NH4)2S04，当硫酸过量时，则生成酸式盐NH4HS04，其反应为NH3+H2S04（NH4）HS04ΔH＝-165kJ/mol随溶液被氨饱和的程度，

2、酸式盐又可转变为中式盐NH4HS04+NH3→(NH4)2S04溶液中酸式盐和中式盐的比例取决于母液中游离硫酸的含量，这种含量以质量分数表示，称之为酸度。当酸度为1%～2%时，主要生成中式盐。酸度升高时，酸式盐的含量也随之提高。饱和器中同时存在两种盐时，由于酸式盐较中式盐易溶于水或稀硫酸中，故在酸度不大的情况下，从饱和溶液中析出的只有硫酸铵结晶。由硫酸铵和硫酸氢铵在不同含量的硫酸溶液(60℃)内的溶解度比较可知，在酸度小于19％时，析出的固体结晶为硫酸铵；当酸度大于19%而小于34%时，则析出的是硫酸铵和硫酸氢铵两种盐的混合物；当酸度大于34%时，得到的固体结晶全为硫酸氢铵。饱

3、和器中被硫酸铵和硫酸氢铵所饱和的硫酸溶液称为母液。正常生产情况下母液的大致规格为：密度/(kg/L)1.275～1.30w[(NH4)2S04]/%40～60游离硫酸含量/%4～6w(NH4HS04)/%10～15NH3的含量/(g/L)150～180母液的密度是随母液的酸度增加而增大的。二、硫酸铵生产工艺流程1.鼓泡式饱和器法硫酸铵生产工艺流程鼓泡式饱和器法硫酸铵生产工艺流程如图1所示。图1鼓泡式饱和器法硫酸铵生产工艺流程1-煤气预热器；2-鼓泡式饱和器；3-除酸器；4-结晶槽；5-离心机，6-螺旋输送机；7-沸腾干燥器；8-送风机；9-热风机；10-旋风分离器；11-排风机

4、；12-满流槽；13-结晶泵；14-循环泵；15-母液储槽；16-硫酸铵储斗；17-母液泵；18-细粒硫酸铵储斗；19-硫酸铵包装机；20-胶带运输机；2l-硫酸高置槽由鼓风机来的焦炉煤气，经电捕焦油器后进入煤气预热器1。在预热器内用间接蒸汽加热煤气到60～70℃或更高的温度，目的是为了使煤气进入鼓泡式饱和器2蒸发饱和器内多余的水分，保持饱和器内的水平衡。预热后的煤气沿饱和器中央煤气管进入饱和器，经泡沸伞从酸性母液中鼓泡而出，同时煤气中的氨被硫酸所吸收。煤气出饱和器后进入除酸器3，捕集其夹带的酸雾后，被送往粗苯工段。鼓泡式饱和器后煤气含氨一般小于0.03g/m3。冷凝工段的剩余

5、氨水经蒸氨后得到的氨气，在不生产吡啶时，直接进入饱和器；当生产吡啶时将此氨气通人吡啶中和器。氨在中和器内与母液中的游离酸及硫酸吡啶作用，生成硫酸铵，又随中和器回流母液返回饱和器。饱和器母液中不断有硫酸铵生成，在硫酸铵含量高于其溶解度时，就析出结晶，并沉淀于饱和器底部。其底部结晶被抽送到结晶槽4，在结晶槽内使结晶长大并沉降于底部。结晶槽底部硫酸铵结晶放到离心机5内进行离心分离，滤除母液，并用热水洗涤结晶，以减少硫酸铵表面上的游离酸和杂质。离心分离的母液与结晶槽满流出的母液一同自流回饱和器中。从离心机分离出的硫酸铵结晶经螺旋输送机6，送入沸腾干燥器内，用热空气干燥后送入硫酸铵储斗1

6、6，经称量包装入成品库。为了使饱和器内煤气与母液接触充分，必须使煤气泡沸伞在母液中有一定的液封高度，并保证饱和器内液面稳定，为此在饱和器上还设有满流口，从满流口溢出的母液经插入液封内的满流管流人满流槽12，以防止煤气逸出。满流槽下部与循环泵14连接，将母液不断地抽送到饱和器底部的喷射器。因有一定的喷射速度，故饱和器内母液被不断循环搅动，以改善结晶过程。煤气带入饱和器的煤焦油雾，在饱和器内与硫酸作用生成所谓的酸煤焦油，泡沫状酸煤焦油漂浮在母液面上，并与母液一起流人满流槽。漂浮于满流槽液面上的酸煤焦油应及时捞出，或引入一分离处理装置与母液分离，以回收母液。饱和器内所需补充的硫酸，由

7、硫酸仓库送至高置槽，再自流入饱和器，正常生产时，应保持母液酸度为4%～6%，硫酸加入量为中和煤气中氨的需要量；当不生产粗轻吡啶时，硫酸加入量要大一些，还要中和随氨气进入饱和器的氨。饱和器在操作一定时间后，由于结晶的沉积将使其阻力增加，严重时会造成饱和器的堵塞。所以操作中必须定期进行酸洗和水洗。当定期大加酸、补水、用水冲洗饱和器及除酸器时，所形成的大量母液由满流槽满流至母液储槽。在正常生产时又将这些母液抽回饱和器以做补充。饱和器是周期性连续操作设备，为了防止结晶堵塞，定期大加酸和水洗，从而破坏