【正文】 流動，使煤氣中夾帶的酸滴得到分離，除酸后的煤氣由內層套筒導出飽和器。 第三，除酸內置，結構緊湊，體積小、重量輕、安裝檢修方便。由于煤氣在飽和器中的通道是一個環(huán)形的空噴空間，所以煤氣阻力大大降低。由于在噴淋室上部沒有多個螺旋扇面噴頭，形成一定噴角，使噴灑出的硫氨母液均朝向煤氣流動方向，通過良好的氣液接觸，充分吸收煤氣中的氨，大大減少了煤氣中的氨的含量，明顯降低了氨氣向自然界的排放，從而收到了保護自然環(huán)境的良好效果。 噴淋式飽和器的優(yōu)點 噴淋式飽和 器主要性能特點有以下六個方面。吸收室以降液管與結晶室連通，循環(huán)母液通過降液管從結晶室的底部向上返，攪拌母液，硫酸銨晶核不斷生長和長大，同時顆粒分級，最小顆粒升向頂部，從結晶室上部出口接到循環(huán)泵，大顆粒結晶從結晶室下部抽出。在煤氣入口和煤氣出口間分隔成兩個弧形分配箱，其內置噴嘴數(shù)個，朝向煤氣流。煤氣阻力為 2～ 。吸收室由本體、環(huán)形室、母液噴淋管組成。因此此種飽和器的阻力仍然很大，造成飽和器系統(tǒng)煤氣阻力增加的主要原因是飽和器仍采用鼓泡 方式吸收煤氣中的氨，故限制了它的應用。 （ 2） 飽和器的阻力分析 在正常生產(chǎn)時，煤氣分配傘形成的母液液封深度由兩部分組成，即分配傘上翅片距母認滿流口下部的距離（ 50mm）和在母液噴淋及滿流過程中引起的液面增長的高度 Ah（約 20～ 50mm）。飽和器總高 ，直徑，兩層噴淋管的間 ，滿流管下側至下層噴淋管的間距 ，如圖所示，煤氣從入口管進入飽和器，經(jīng)分配傘鼓泡穿過母液層，完成母液對氨的中國礦業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計 第 10 頁 一 次吸收。在簡體上半和截頭錐體狀底的端部分別設有噴淋吸收裝置和結晶選擇沉淀裝置。飽和器設有煤氣進出口管、滿流口、噴射攪拌器和加酸管。該廠使用的噴淋泡沸型飽和器的結構見圖。 噴淋泡費型飽和器 （ 1）噴淋泡沸型飽和器 臨汾鋼鐵公司焦化廠年產(chǎn)焦炭 20萬噸，始建于 70年代，煤氣凈化選用水洗氨生產(chǎn)濃氨水工藝。 （ 3）因半飽和器生產(chǎn)硫銨工藝仍以鼓泡吸收為主，因此硫銨系統(tǒng)阻力雖有下降，但降阻效果仍不明顯。雖然半飽和器生產(chǎn)工藝較傳統(tǒng)的飽和器工藝有了較大的進步，但仍存在較大缺陷，半飽和器生產(chǎn)工藝的缺陷： （ 1）由于此工藝安裝了母液噴灑裝置，且氣液為逆向接觸，因此煤氣夾帶較為嚴重極易造成煤氣出口管道及除酸器的堵塞和腐蝕；同時也增加了硫銨耗酸量。 （ 2） 由于傳統(tǒng)飽和器吸收和結晶 在同一窗口內進行，晶體的生長條件無法控制，自然分級難以進行，因此生成的硫銨晶體顆粒較小，繼而造成硫酸游離酸升高，同時加劇晶體板結。這僅增加了風機的能耗，同時對煤氣系統(tǒng)的穩(wěn)定構成威脅，嚴重時風機振動加劇，機前吸力銳減，焦爐 “ 硝煙彌漫 ” ，無奈只好放散減壓。因此選擇合適的飽和器是本工段的重要任務。即使因焦油 沉積而引起系統(tǒng)阻力增加時，只須用蒸汽吹掃后就能恢復正常。該法回收氨是經(jīng)過洗氨 ——— 蒸氨 ——— 硫銨，流程長，能耗大，如果僅從生產(chǎn)硫銨的角度來講，用此方法生產(chǎn)硫銨值得進一步探討。該法操作溫度高（ 100℃左右）用熱空氣進行母液攪拌，不設結晶泵，用熱空氣提料。 間接飽和器法生產(chǎn)硫銨的工藝 此法是 ，但類似于半直接法飽和器。工藝流程短、易操作、設備使用壽命長特點。 雖然吸收與結晶分開，但仍在一個設備內，雖然操作條件不能分別控制，但結晶顆粒的長大，一方面依靠母液的大量循環(huán)攪拌，促使結晶顆粒增大，另一方面結晶室的容積較大，有利于晶核的長大，通過自然分級從結晶室的底部可抽出較大的顆粒的硫銨結晶。一方面溶解母液中的小顆粒結晶，減少晶核數(shù)量，另一方面保持飽和器內的水平衡（或用煤氣預熱器維持水平衡），混合后的兩部分母液進入大的母液循環(huán)泵，送經(jīng)飽和器的上段進行循環(huán)、噴灑。 飽和器的上段與下段以降液管連通 ，噴灑吸收氨后的母液從降液管流至結晶室底部，不斷攪拌母液，使硫銨晶核長大。每股煤氣均經(jīng)過數(shù)個噴頭，用含游離酸的母液噴灑，以吸收煤氣中的氨 。 噴淋飽和器法生產(chǎn)硫銨 噴淋包和器分為上下兩段，上段為吸收室，下段為結晶室。操作條件可以分別控制，能夠得到大顆粒的硫銨結晶，且提高了硫銨的質量。通過母液的循環(huán)濃縮，使硫銨結晶顆粒不斷長大，長大的硫銨結晶沉積在結晶槽底部，用結晶泵抽至供料槽，經(jīng)離心分離，干燥得成品硫銨。從酸洗塔來的不飽和硫銨母液送至結晶槽，在此進行蒸發(fā)、濃縮、結晶，使硫銨母液達到包和或過飽和，并使結晶顆粒長大。酸 洗塔為兩段噴塔，下段用酸度為 %的母液噴灑，上段用酸度為 3%的母液噴灑。 酸洗法 酸洗法硫銨即無飽和器法生產(chǎn)硫銨，它分為氨的吸收、蒸發(fā)、結晶和分離干燥。 這種飽和器既是吸收設備，又是結晶設備，吸收與結晶都在飽和器內，不能分別控制，因此不能得到大顆粒的結晶。煤氣中的氨被循環(huán)的硫酸及其母液吸收而成硫銨。 老式的飽和器法 老式的飽和器法也稱半直接飽和器法生產(chǎn)硫銨，一些老的焦化廠多采用此種工藝。 四種硫銨生產(chǎn)工藝 經(jīng)引進消化和自主開發(fā)，我國已掌握了多種氨回收技術，僅硫銨工段就有四種不同工藝。飽和溶液中水的蒸發(fā)而析出硫酸銨結晶，預洗滌液流入貯槽， 由循環(huán)泵進行循環(huán)洗滌，在吸收器中形成的全中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 7 頁 部硫酸銨就在預洗滌液中結晶而得產(chǎn)品。 其工藝流程如下：含有二氧化硫的硫酸尾氣經(jīng)三級復噴復檔吸收后經(jīng)煙囪達標排放；氨溶液經(jīng)三級吸收硫酸尾氣中的二氧化碳生成亞銨溶液；亞銨溶液用硫酸分解生成二氧化硫和硫酸銨母液，二氧化硫送至干燥塔回系統(tǒng)生產(chǎn)硫酸銨母液經(jīng)氨中和，中和掉過量的硫酸，再經(jīng)蒸發(fā)、結晶、離心甩干后得到成品硫酸銨，供生產(chǎn)復混肥使用，母液回中和槽循環(huán)使用。另外，最新開發(fā)的硫銨生產(chǎn)工藝為硫銨提供了新的來源，如開封開化（集團）有限公司硫酸廠將副產(chǎn)的亞硫酸銨產(chǎn)品用過量的硫酸分解，吸吸再用氣氨中和過量的硫酸，制得合格的液體硫酸銨。 項 目 指 標 優(yōu)等品 一級品 合格品 外 觀 白色結晶，無可見雜質 氮（ N）含量（以干基計）≥ 水分（ H2O）≤ 游離酸（ H2SO4）含量 ≤ 鐵（ Fe）含量 ≤ 砷（ As）含量 ≤ 重金屬（以 Pb 計）含量 ≤ 水不溶物含量 ≤ 可見對硫酸銨質量的標準在近年已略有提高，故改進工藝，提高硫酸銨產(chǎn)品質量就成了各生產(chǎn)廠家的迫切要求。 但按照質量標準 GB5351995，（本標準 適用于由合成氨與硫酸中和所制得的硫酸銨、煉焦所制得的副產(chǎn)硫酸銨和其他副產(chǎn)硫酸銨。 硫酸銨是一種比較常用的農用化肥，由于我國是農業(yè)大國，需用大量的農用化肥，因此硫酸銨作為一種有效的氮肥以及化工生產(chǎn)原料具有很大的市場空間。 產(chǎn)品用途：農業(yè)作為化肥，工業(yè)可作印 染劑、食品催化劑、緩沖劑，皮革脫灰劑，是化工、印染、醫(yī)藥工業(yè)的原料。潮濕的硫酸銨對鋼鐵水泥和麻袋等有腐蝕性?；瘜W純的硫酸銨含氮量為 %。 純態(tài)硫酸銨為無色菱形晶體，含一定水分的硫酸銨堆積重度隨結晶顆粒的大小波動于 780～ 830kg/m179。農業(yè)用硫酸銨晶體因生產(chǎn)中帶入雜質的原因帶黃色或棕色，硫酸銨帶有堿味。純品是無色斜方晶體，水溶液帶有辛辣的堿味。硫酸銨的結晶熱為 ，溶解熱為 。 2℃， 235℃分解。飽中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 5 頁 和器法生產(chǎn)硫銨工藝雖然存在很多缺陷，但其結構簡單、工藝成熟、投資較少、原料易購、產(chǎn)品易儲、銷路廣，所以在大 、中型焦化廠被廣泛采用。 20世紀 80年代以前，氨處理工藝有水洗氨生產(chǎn)濃氨水工藝和飽和器法生產(chǎn)硫銨工藝，由于水洗氨生產(chǎn)濃氨水工藝水耗量太大，濃氨水難以存儲等缺陷，現(xiàn)已淘汰。 煉焦化學品種類很多，如煉焦車間的荒煤氣，經(jīng)冷卻和吸收處理，可以提取出焦油，氨、萘、硫化氫及粗苯等產(chǎn)品，并且得到凈焦爐煤氣。國內出口焦炭價格自 05年 06年的下降趨勢后，在 07年內開始逐月上升，至 9月份國內出口焦炭產(chǎn)品的單月金額達到了 ，出口焦炭 ，折合平均出口價格為227美元 /噸，比年初價格高 77美元 /噸； 19月平均價格為 183美元 /噸，比 06年全年平均水平高 45美元 /噸，而與 05年年平均水平持平 １ .２焦化產(chǎn)品的回收與加工 煉焦化學品的回收工藝在近幾十年里得到了迅猛的發(fā)展，產(chǎn)品越來越多，品種越來越豐富，環(huán)保設計日趨成熟，雖然由于石油和天然氣的化學加工和合成技術的發(fā)展，煉焦化學品受到競爭。 實際上焦炭出口平均價格自 05年下半年大幅度下跌以來，在 2021年就已經(jīng)止跌回升了， 2021年年內最大漲幅曾經(jīng)達到過 33美元 /噸。 出口焦炭的平均價格持續(xù)回升，今年前 9個月平均價格已經(jīng)回升至 05年平均價格水平。在全年出口焦炭總量大致不變的前提下，出口歐洲地區(qū)和北美地區(qū)的焦炭數(shù)量幾乎肯定會明顯少于去年 。只有北美地區(qū)是大幅中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 4 頁 度增長的。從 2021年 2021年的出口情況分析，在 2021年的時候，歐洲地區(qū)進口中國焦炭占中國出口量的 36％，此后這個比例逐年減少，至 2021年已經(jīng)降為 31％，出口數(shù)量是自 2021年以來第二低的數(shù)字。 從上述政策觀察，商務部對申報焦炭出口配額的企業(yè)資質要求不斷提高，顯示國家通過 貿易 政策影響國內焦炭等高能耗產(chǎn)品出口的意圖。商務部規(guī)定簡要變動如下： ① 申請出口配額的焦炭生產(chǎn)企業(yè)： A、必須符合《焦化行業(yè)準入條件》，以國家發(fā)改委公告的企業(yè)名單為準； B、 2021年焦炭出口供貨數(shù)量在 25萬噸上，或近 3年（ 2021~2021年）年均焦炭出口量在 20萬噸以上； C、產(chǎn)品質量達到現(xiàn)行國家標準，并取得 ISO9000質量體系認證； ② 申請焦炭出口配額的流通企業(yè)： A、必須滿足注冊資本在 5000萬元以上； B、近 3年（ 2021~2021年）年均焦炭出口量在 20萬噸以上，或具有內貿經(jīng)營范圍，且 2021~2021年年均出口供貨在 40萬噸以上。在出臺的《 2021年焦炭出口配額申報條件和申報程序》中，對申請來年焦炭出口配額企業(yè)的資質作出了新規(guī)定，這顯然符合焦炭等資源性產(chǎn)品應以滿足國內需求為主的國家政策傾向。目前看來這一思路將在 2021年得到延續(xù)。從商務部 2021年出口配額的發(fā)放來看，截至 7月 1日共發(fā)放了兩批焦炭出口配額，其中第一批 980萬噸，第二批 235萬噸，外資企業(yè)獲得 ，共計 ，接近 202 2021年 1400萬噸的總配額量。亞洲地區(qū)的日本和北美地區(qū)的美國每年也從中國進口大量的焦炭，他們進口中國焦炭分別占中國全部出口量的 16％和17％。另據(jù)海關總署公布最新數(shù)據(jù)顯示， 110月中國出口煤 4326萬噸，同比減少％；出口焦炭及半焦炭 1315萬噸，同比增長 ％。 今年前 9個月，國內累計出口焦炭 1173萬噸，比上年同期多出口 103萬噸，同比增長了 ％。山東和河南地區(qū)焦炭增量很大，今年前 10個月產(chǎn)量增長分別為 ％和％，增量比分別為 ％和 ％，分別比上年同期累計增長了 分點和 點。 2021年 110月華北地區(qū)的焦炭累計增量比重為 ％，而今年同期增量比重為％，增量比重較上年同期降低了 。 （ 2）、華北地區(qū)的焦炭產(chǎn) 量比重雖有所增長，但增量比重卻明顯降低。由于日益臨近奧運會開幕，國內生態(tài)環(huán)境形勢愈發(fā)凸顯，盡管《京都議定書》沒有規(guī)定中國作為發(fā)展中國家要減排的情況下，但中國主動承擔起自己的責任，自愿提出到 2021年底單位 GDP能耗和主要污染物排放總量分別比 2021年減少20％和 10％。焦炭生產(chǎn)對環(huán)境的破壞很大，而國內生產(chǎn)工藝以高爐煉鐵的長流程為主，決定了國內鋼廠對焦炭的需求量難以下降。 （ 1）、焦炭產(chǎn)量增速的大幅度回落，國家的調控措施起了主要的作用。截至今年前 10個月，國內粗鋼產(chǎn)量累計為 ，同比增長 ％，其中年初增速 ％， 9月增速為 ％；同期焦炭累計產(chǎn)量為 ，同比增長了 ％，其中年初增速 25％， 9月增速為 ％， 10月分為 ％。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 2 頁 國際鋼協(xié)預測 2021年全球鋼材需求增長 ％，國內 2021年的也將有10％左右的增長速度。根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)字，今年前 9個月，國內大中型鋼企的煉焦煤平均采購成本同比增加了 /噸，增長 ％。當然冶金焦價格的上漲還有其他的因素，煉焦煤價格也是價格上漲的動力因素之一。焦炭價格在今年內加速上漲態(tài)勢明顯，主要得益于國內粗鋼生產(chǎn)產(chǎn)量的迅速增長， 9月份單月國內粗鋼累計產(chǎn)量就達到了 4271萬噸，同比增長了 ％。其中 9月份單月平均冶金焦采購成本為 1222元 /噸，同比增長了 ％，比年初數(shù)字上升了％。一方面，國內粗鋼增速進一步放緩，降低了焦炭需求增長；另一方面，國家對高污染、高能耗的產(chǎn)業(yè)控制政策逐漸收緊，對國內供應和出口都會產(chǎn)生較大的影響。