年產(chǎn)140萬噸焦炭焦化廠硫銨工段初步設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-10 00:59本頁面
【正文】 量的百分率，稱為肥料的利用率。故硫銨施與燕麥、小麥、棉花、馬鈴薯、水稻、大麻等農(nóng)作物均有良好的效果。煉焦初期析出的初次產(chǎn)物經(jīng)二次熱解后，生成組分十分復(fù)雜的煉焦煤氣、焦油、苯族烴以及氨、硫化氫、氰化氫和高溫?zé)捊够瘜W(xué)產(chǎn)品。這里所指的工藝條件是指結(jié)焦時(shí)間、煉焦溫度、爐頂空間溫度、煤氣從碳化室逸出速度等。在工業(yè)高溫?zé)捊箺l件下，干煤的全焦產(chǎn)率為65%—75%，轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡牡考s占干煤中總氮量的15%—20%，若干煤中的總氮量平均為2%，%—%，每噸干煤料的煤氣發(fā)生量平均為300—320，因此，出爐煤氣中的含氨量為8—13g/。在煉焦過程中，煤的部分氮化物被分解，并以不同的形式分布于煉焦揮發(fā)產(chǎn)物之中，而另一部分氮?jiǎng)t殘留在焦炭里面。這些氨基部分可能直接存與煤中，也可能使煉焦過程中由其他更復(fù)雜的氮化物熱解而成。此外，少量的氨還可能由元素直接合成：但是合成氨的反應(yīng)是一種劇烈的放熱反應(yīng)，同時(shí)也是可逆反應(yīng)，故在煉焦過程中，還會(huì)有氨解離成元素氮和氫的反應(yīng)發(fā)生。煤的變質(zhì)程度越深，氮的含量越低。2硫銨生產(chǎn)方法的確定 目前絕大多數(shù)焦化廠都用硫酸吸收煤氣中的氨來制取硫銨。此外，焦化廠還可以用石膏、芒硝或用煤氣中的硫化氫代替硫酸來生產(chǎn)硫銨。這種方法后來進(jìn)一步得到完善，即形成了所謂間接法。由蒸氨塔逸出的氨，進(jìn)入飽和器后被硫酸吸收而得硫氨?，F(xiàn)今不采用。煤氣在初步冷卻器冷凝出的氨水補(bǔ)充到循環(huán)氨水中去，而煤氣中所含的水汽量，恰好相當(dāng)于配煤水分和化合水分的總和。然后帶著全部氨經(jīng)預(yù)熱器進(jìn)入飽和器。煤氣出飽和器經(jīng)除酸器，進(jìn)入冷卻到直接式冷卻器，冷卻到適宜溫度，進(jìn)入鼓風(fēng)氣。（3） 半直接法 現(xiàn)代焦化廠廣泛采用的是半直接法生產(chǎn)硫銨。采用飽和器或硫酸洗氨塔生產(chǎn)硫銨，實(shí)質(zhì)上都屬于半直接法。加壓后，經(jīng)電捕焦油器。多余的混合氨水送如氨蒸餾器中，蒸餾出的氨氣也送入飽和器，并和煤氣中的氨一起為硫酸吸收而得硫銨。（4） 不用硫酸制取硫銨的方法 由于國民經(jīng)濟(jì)各部門對(duì)硫酸的需要量很大，焦化廠不用硫酸制取的方法，一向?yàn)槿藗冏⒁?。?用石膏制取硫銨 將石膏粉碎呈粉末后，按氣體或液體法進(jìn)行反應(yīng)：或?qū)⑺玫牧蜾@溶液用真空過濾器過濾。然后經(jīng)分離與干燥得到最后成品。由于該過程的副產(chǎn)品是碳酸鈣，所以最好與水泥廠聯(lián)合生產(chǎn)。所得結(jié)晶經(jīng)分離、干燥后即為產(chǎn)品。 據(jù)文獻(xiàn)資料報(bào)道，采用該法制取硫銨時(shí)，%。硫銨質(zhì)量很高，不含有游離酸，含氮量可達(dá)21%。 但是，在焦化廠實(shí)現(xiàn)上述工藝過程是有困難的。處理碳酸氫納的裝置同樣也很復(fù)雜。 ③用工業(yè)廢氣中的二氧化硫制取硫銨 一些焦化廠靠近燒結(jié)鐵礦的燒結(jié)廠或燃燒高硫煤的大型發(fā)電廠。 這種方法的實(shí)質(zhì)在于焦化廠生產(chǎn)的濃氨水在吸收器中與廢氣中的二氧化硫作用，生成亞硫酸氫銨和亞硫酸銨。綜上所述，綜合權(quán)衡利弊，本次設(shè)計(jì)采用第三種方法，即半直接法 。冷卻后的煤氣被鼓風(fēng)機(jī)加壓，使經(jīng)電補(bǔ)焦油器，然后進(jìn)入煤氣預(yù)熱器3，用間接蒸汽加熱至60℃70℃，煤氣預(yù)熱的目的在于保持飽和器的水平衡，以免飽和器內(nèi)母液因煤氣中水汽的冷凝而被沖淡。煤氣出飽和器后進(jìn)入除酸器2，以分離所夾帶的酸霧，然后煤氣去粗笨工段。用結(jié)晶泵8將飽和器底部的硫胺漿即送至結(jié)晶槽11，使之沉淀分離。結(jié)晶槽底部較濃的料漿被送入離心機(jī)10進(jìn)行離心過濾。離心分離后的濾液則由回流槽返回飽和器。%以下，濕硫銨經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)送入沸騰式干燥機(jī)進(jìn)行干燥。為使飽和器內(nèi)母液酸度和溫度均勻，同時(shí)使小粒結(jié)晶呈懸浮狀態(tài)以利其成長，母液需要攪拌。2硫銨工段的正常操作制度正常操作時(shí)，為使飽和器內(nèi)母液酸度保持在46%的范圍內(nèi)，需從硫銨高置槽1連續(xù)的往飽和器中補(bǔ)充新硫酸。但生產(chǎn)一段時(shí)間后，由于硫銨結(jié)晶沉積在壁器上和煤氣泡沸傘等處，而使其阻力增加，有時(shí)可達(dá)700毫米水柱以上。此時(shí)，所制造的過量母液經(jīng)滿溜槽流至母液貯槽12中暫時(shí)貯存，待飽和器內(nèi)母液不足時(shí)，再用母液泵9將其送回使用。經(jīng)初冷器后，煤氣尚含焦油霧,。焦油霧在飽和器中受硫酸的作用而聚合呈樹脂狀的酸焦油。正常操作時(shí)，酸焦油能浮于液面上，并隨母液流入滿溜槽，在此用人工定期撈除。在飽和器的操作過程中，母液往往會(huì)起泡沫。此時(shí)，母液比重大大降低，煤氣有經(jīng)滿流槽水封竄出的危險(xiǎn)，母液起泡沫的原因可能是以下幾種。（2）當(dāng)母液中的砷化物與煤氣中的硫化氫生成膠狀的硫化砷時(shí)，會(huì)使酸焦油粘附其上而不再與母液分層。（4）母液中硫銨結(jié)晶的濃度過低時(shí)，酸焦油和其他機(jī)械雜質(zhì)不易與母液分層。當(dāng)發(fā)現(xiàn)母液起泡沫時(shí)，應(yīng)立即經(jīng)回流槽向飽和器中加入少量洗油或其他油類。煤氣中的氨在飽和器中被吸收得很完全。我國大多數(shù)焦化廠的操作表明，上述規(guī)定時(shí)可以達(dá)到的。預(yù)熱器前的粗氣溫度一般為25—35℃。為不使預(yù)熱溫度過高，影響硫胺質(zhì)量，除降低粗氣初冷濕度外，必須嚴(yán)格控制進(jìn)入飽和器內(nèi)的水量。飽和器內(nèi)母液液面上的水蒸氣分壓與楚飽和器粗煤氣中水蒸氣相平衡時(shí)的母液溫度為最低溫度。飽和器母液溫度一般宜為5055℃，以利于生成大粒度結(jié)晶硫胺。為保持酸度穩(wěn)定平時(shí)應(yīng)連續(xù)加酸。（5）母液循環(huán)量 設(shè)計(jì)時(shí)，母液循環(huán)量應(yīng)為干硫銨產(chǎn)量的30倍，以制取大粒度硫銨晶粒。為有利于氨的吸收、減少攪拌阻力和有利于結(jié)晶的長大，晶比不宜過大，一般宜取4050%。（8）離心機(jī)水洗溫度和洗水量 離心機(jī)的水洗溫度和洗水量影響硫胺的游離酸含量和水分含量。為使硫銨的游離酸含量和水分保持正常，離心機(jī)的洗水量應(yīng)為干硫銨產(chǎn)量的6%。4車間工藝布置（1） 工藝布置原則① 硫銨工段由煤氣預(yù)熱、硫銨、離心干燥、包裝及酸庫組成，應(yīng)考慮鐵路和公路運(yùn)輸?shù)姆奖恪＂?酸庫易單獨(dú)布置。② 飽和器錐形底距防腐地坪應(yīng)不小于400毫米。④ 當(dāng)滿流槽基礎(chǔ)標(biāo)高低與防腐地坪標(biāo)高時(shí)，應(yīng)將基礎(chǔ)設(shè)在坑內(nèi)，坑沿高出地坪200毫米，焊在槽壁上的擋板應(yīng)遮住坑沿。⑥ 水封槽的液封高度應(yīng)不小于風(fēng)機(jī)全壓。蹦基礎(chǔ)周圍應(yīng)設(shè)置帶地板的小地溝以引漏夜至集液坑進(jìn)行中和。（3） 設(shè)計(jì)參數(shù)產(chǎn)品指標(biāo)飽和器后粗氣含氮量≤30毫克/標(biāo)米3連續(xù)離心機(jī)后硫胺水分 ≤2%沸騰干燥器后硫胺水分≤%溫度(℃)預(yù)熱器前粗氣溫度 25—30預(yù)熱器前粗氣露點(diǎn)溫度 25—35預(yù)熱器后粗氣溫度 60—70飽和器內(nèi)母液溫度 50—55飽和器后粗氣溫度 55—65飽和器后粗氣露點(diǎn) 54—50沸騰干燥器后物料溫度 55—65沸騰干燥器熱風(fēng)進(jìn)口溫度 130—140沸騰干燥其后熱風(fēng)溫度
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