【正文】 的煤氣經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱至60～70℃或更高溫度[10]。采用不飽和的酸性母液作為吸收液，用吸收塔（酸洗塔）代替飽和器，在酸洗塔內(nèi)生成硫酸銨。它分為氨的吸收蒸發(fā)結(jié)晶和分離干燥。操作條件可以分別控制，能夠得到大顆粒的硫銨結(jié)晶，且提高了硫銨的質(zhì)量。利用的主要設(shè)備有真空蒸發(fā)結(jié)晶器（上部分是蒸發(fā)器，下部分是結(jié)晶槽）、空噴酸洗塔等。①半直接法，首先將焦?fàn)t煤氣冷卻至25～35℃，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓后，再經(jīng)電捕焦油器除去煤焦油霧，然后進(jìn)入硫酸銨飽和器內(nèi)與硫酸母液充分接觸生成硫酸銨，同時(shí)將初冷時(shí)生產(chǎn)的剩余氨水進(jìn)行蒸餾，蒸出的氨也通入飽和器內(nèi)與硫酸接觸，氨被硫酸吸收生成硫酸銨。②間接法，采用間接法生產(chǎn)出的硫酸銨質(zhì)量好，但是蒸汽消耗量大，蒸餾設(shè)備較為龐大，因此生產(chǎn)應(yīng)用受到一定的限制，只有個(gè)別焦化企業(yè)配合煤氣脫硫采用此法。此法在負(fù)壓下回收工藝系統(tǒng)中生產(chǎn)出了高質(zhì)量的硫酸銨。但是此法在初冷器得到的冷凝氨水正好全部補(bǔ)充到循環(huán)氨水中，由于沒(méi)有剩余氨水產(chǎn)生，因而可省去蒸氨設(shè)備和節(jié)省能量。而后在飽和器中，煤氣中的氨被硫酸吸收而生產(chǎn)硫酸銨。所以操作中必須定期進(jìn)行酸洗和水洗。在正常生產(chǎn)時(shí)又將這些母液抽回飽和器以作補(bǔ)充。這些都是鼓泡式飽和器存在的缺點(diǎn)。從經(jīng)濟(jì)觀(guān)點(diǎn)分析，硫銨工藝是否可行受硫酸和硫銨的市場(chǎng)價(jià)格影響較大。第二章 工藝流程 采用鼓泡式飽和器法進(jìn)行氨回收，用于生產(chǎn)硫酸銨。1煤氣預(yù)熱器；2飽和器；3除酸器；4結(jié)晶槽；5離心機(jī)；6螺旋輸送機(jī)7沸騰干燥器；8送風(fēng)機(jī)；9熱風(fēng)機(jī)；10旋風(fēng)分離器；11排風(fēng)機(jī)；12滿(mǎn)流槽；13結(jié)晶泵；14循環(huán)泵；15母液貯槽；16硫酸銨貯斗；17母液泵；18細(xì)粒硫酸銨貯斗；19硫酸銨包裝機(jī)；20膠帶運(yùn)輸機(jī)；21硫酸高置槽將焦?fàn)t煤氣冷卻至25～35℃，經(jīng)由鼓風(fēng)機(jī)和電捕焦油器進(jìn)入煤氣預(yù)熱器1。預(yù)熱后的煤氣沿飽和器中央煤氣管進(jìn)入飽和器，經(jīng)泡沸傘從酸性母液中鼓泡而出，同時(shí)煤氣中的氨被硫酸所吸收，煤氣出飽和器進(jìn)入除酸器3，捕集其夾帶的酸霧后，被送往粗苯工段。飽和器底部的結(jié)晶被抽到結(jié)晶槽4，在結(jié)晶槽內(nèi)使結(jié)晶長(zhǎng)大并沉降于槽底部。離心分離的母液于結(jié)晶槽流出的母液一同自流回到飽和器中。為了使飽和器內(nèi)煤氣與母液接觸充分，必須使煤氣泡沸傘在母液中有一定的液封高度，并保證飽和器內(nèi)液面穩(wěn)定，為此在飽和器上還設(shè)有滿(mǎn)流口，從滿(mǎn)流口溢出的母液經(jīng)插入液封內(nèi)的滿(mǎn)流管流入滿(mǎn)流槽12，以防止煤氣逸出。因有一定的噴射速度，故飽和器內(nèi)母液被不斷循環(huán)攪動(dòng)，以改善結(jié)晶過(guò)程。在吸收氨的同時(shí)吡啶堿也被吸收下來(lái)。飽和器中母液經(jīng)水管入滿(mǎn)流槽，由此用泵打回到飽和器的底部，這樣構(gòu)成母液循環(huán)系統(tǒng)，并在器內(nèi)形成上升的母液流，進(jìn)行攪拌。 含量為72%~78%的硫酸自高位槽加入飽和器。硫酸銨結(jié)晶漿液在離心機(jī)分出結(jié)晶，結(jié)晶含水分1%~2%，于干燥器中脫水后送去倉(cāng)庫(kù)。為此，飽和器需定期用熱水和借助于加酸進(jìn)行洗滌。預(yù)熱器前煤氣溫度與初冷后的煤氣溫度及煤氣在鼓風(fēng)機(jī)的溫升有關(guān)。為了蒸發(fā)飽和器中多余水分，保持飽和器內(nèi)的水平衡，以防止母液被稀釋?zhuān)M(jìn)入飽和器的煤氣必須經(jīng)過(guò)預(yù)熱，其預(yù)熱溫度按飽和器熱量平衡計(jì)算確定。當(dāng)吡啶裝置生產(chǎn)時(shí)，氨氣全部進(jìn)入飽和器，預(yù)熱器后煤氣溫度一般控制為70～80℃。飽和器的溫度制度是依據(jù)飽和器的水平衡制定的。 酸度4%和8%的母液溫度與母液液面上水蒸氣壓的關(guān)系曲線(xiàn)母液溫度影響晶體成長(zhǎng)速度。同時(shí)，由于晶體增長(zhǎng)速度也變快，故可將溶液的過(guò)飽和程度控制在較小范圍內(nèi)，減小晶核生成。實(shí)際上，母液溫度是根據(jù)器內(nèi)的水平衡確定的。這樣不僅影響氨和吡啶鹽基的回收率，而且設(shè)備的腐蝕加劇，同時(shí)影響硫酸銨質(zhì)量。酸度為4%和8%，提高母液酸度和母液中硫酸銨的含量以及降低母液的溫度時(shí)，均會(huì)使母液液面上水蒸氣壓降低。因此在飽和器內(nèi)母液適宜溫度應(yīng)比最低溫度高。適宜的母液溫度是在保持在保證母液不被稀釋的條件下，采用較低的操作溫度，并使其保持穩(wěn)定均勻。母液酸度對(duì)硫酸銨結(jié)晶影響較大。酸度小時(shí)，除使氨和吡啶的吸收不完全外，還容易造成飽和器堵塞。一般情況下，當(dāng)母液酸度維持在4%~6%是比較合適的。為此應(yīng)采用飽和器連續(xù)加酸和深度加酸。加酸一般將母液酸度提高到12%~14%，深度加酸一般將母液酸度提高到20%~25%。為使飽和器母液酸度和溫度均勻，結(jié)晶顆粒能在母液中呈懸浮狀態(tài)，最有效的措施就是對(duì)母液進(jìn)行攪拌。同時(shí)結(jié)晶顆粒增大后也相應(yīng)地提高了離心機(jī)的處理能力。用泵循環(huán)攪拌時(shí)，母液循環(huán)量應(yīng)不小于飽和器內(nèi)母液容積的2~3倍[13]。晶比要控制適當(dāng)，晶比太大時(shí)，相對(duì)減少了氨與硫酸反應(yīng)的容積，不利于氨的吸收，并使母液攪拌的阻力加大，導(dǎo)致母液攪拌不良，也易造成飽和器的堵塞。結(jié)晶槽中保持一定的結(jié)晶厚度，對(duì)保證硫酸銨質(zhì)量和穩(wěn)定離心機(jī)的操作極為重要。一般宜將結(jié)晶層厚度控制在結(jié)晶槽高度的1∕3。要求放入離心機(jī)的料漿和料漿的結(jié)晶濃度保持穩(wěn)定，否則離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)料層厚度不容易均勻，影響分離效果。用熱水洗滌能更好地從結(jié)晶表面去油類(lèi)雜質(zhì)，并能防止離心機(jī)篩網(wǎng)被細(xì)小油珠堵塞。 離心機(jī)的洗水量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量也有顯著影響。另外水洗量過(guò)多也會(huì)破壞飽和器的水平衡。 在生產(chǎn)吡啶時(shí)，采用凈化后的脫吡啶母液洗滌離心機(jī)內(nèi)硫酸銨，可進(jìn)一步降低離心機(jī)內(nèi)硫酸銨游離酸含量。沸騰干燥器的正常運(yùn)行，首先是給料的均勻和水分的穩(wěn)定，其次是根據(jù)來(lái)料情況調(diào)節(jié)溫度和風(fēng)壓，并及時(shí)搗碎器內(nèi)結(jié)塊，使物料保持沸騰狀態(tài)。操作要點(diǎn)如下：（1）開(kāi)車(chē)前，干燥器內(nèi)的固定層應(yīng)攪拌均勻，保持料層厚度在100mm左右。（3）塊狀物料或水分大于3%的濕料不能投入干燥器內(nèi)，以防堵塞。根據(jù)下料量進(jìn)行調(diào)整，保持干燥器進(jìn)料口處風(fēng)壓為零。母液中含有可溶性和不溶性雜質(zhì)。母液中的雜質(zhì)不僅影響硫酸銨晶體的成長(zhǎng)和晶型，而且還使在單位時(shí)間內(nèi)晶體體積總增長(zhǎng)量小于同一時(shí)間內(nèi)在飽和器中形成的硫酸銨量，引起母液的過(guò)飽和程度增加，這不僅使硫酸銨晶體強(qiáng)度降低，同時(shí)還會(huì)形成大量針狀晶核，迅速充滿(mǎn)溶液中，破壞正常操作。雜質(zhì)對(duì)晶體生長(zhǎng)機(jī)制的影響有以下幾種情況：晶面吸附雜質(zhì)或離子后被毒化，不再是生長(zhǎng)的活性點(diǎn)，柱型結(jié)晶變成針型；吸附雜質(zhì)后，晶體生長(zhǎng)時(shí)需要排除雜質(zhì)，導(dǎo)致速率下降，晶粒??；雜質(zhì)的存在使介穩(wěn)區(qū)縮小，導(dǎo)致生成大量晶核。其多半來(lái)自硫酸、腐蝕設(shè)備或工業(yè)用水帶入；此外，隨煤氣帶入的煤焦油霧，有時(shí)也會(huì)與母液形成穩(wěn)定的乳濁液附著在晶體表面，阻止晶體的成長(zhǎng)。這些雜質(zhì)既阻礙硫酸銨結(jié)晶的長(zhǎng)大，又使硫酸銨著色。 第三章 物料衡算和熱量衡算進(jìn)行飽和器的物料衡算和熱量衡算，對(duì)分析飽和器的操作及制定硫酸銨生產(chǎn)的正常溫度制度具有重要意義。然而通過(guò)熱平衡計(jì)算則可以確定飽和器操作過(guò)程中是否需要補(bǔ)充熱量[2,15]。原始數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：項(xiàng)目數(shù)值焦?fàn)t氣處理量m3/h220001 t干煤的煤氣發(fā)生量/m3340焦?fàn)t干煤裝入量/（t/h）氨的產(chǎn)率（揮發(fā)氨）/%剩余氨水量/(t/h)剩余氨水含氨量/（g/kg）初冷器后煤氣溫度/℃30蒸餾1m3稀氨水用直接蒸氨汽量/kg100蒸氨塔廢水含氨量/(g/L)分縮器后氨氣溫度/℃98飽和器后煤氣壓力（表壓）/kpa飽和器后煤氣允許含氨量/（g/m3）硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%78 煤氣中氨含量為1%～%，帶入飽和器的氨量：煤氣量：煤氣帶入飽和器的氨量：飽和器后隨煤氣帶走的氨量：由蒸氨柱的氨氣帶入飽和器的氨量：飽和器內(nèi)被硫酸吸收的氨量：入飽和器出飽和器項(xiàng)目kg/h項(xiàng)目kg/h煤氣帶入氨氨氣帶入氨共 計(jì)硫酸吸入的氨煤氣帶走的氨共 計(jì)硫酸銨產(chǎn)量（干）：式中 132—硫酸銨的相對(duì)分子質(zhì)量17—氨的相對(duì)分子質(zhì)量換算為78%的硫酸為： 式中98—硫酸的相對(duì)分子量氨的損失率：飽和器內(nèi)的水分主要是由煤氣和氨氣帶入的，其余的為硫酸帶入以及離心機(jī)、飽和器和除酸器的洗水等。（1）帶入飽和器的水量 煤氣帶入水：