CN108658096B - 以焦炉煤气为原料的硫酸铵生产方法 - Google Patents

以焦炉煤气为原料的硫酸铵生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以焦炉煤气为原料的硫酸铵生产方法，步骤如下：1、将荒煤气送入饱和器，用硫酸溶液进行循环喷淋吸收煤气中NH3，得硫酸铵液；2、从溶液循环泵进口管连续加入硫酸，控制溶液酸度，确保煤气中NH3吸收；3、控制饱和器中溶液比重，将溶液溢流至母液贮槽；4、开启母液输送泵，将硫酸铵液送至结晶器蒸发、浓缩，得硫酸铵晶体，调节结晶器溢流量，控制结晶器内溶液酸度；5、结晶器中溶液晶比达标时开启结晶泵将含硫酸铵颗粒的浆液送至结晶槽沉降分离；6、将结晶槽下部的硫酸铵浆液离心分离，滤液和结晶槽上部的澄清液返回结晶器循环使用；7、离心机内进行喷洒洗涤确保产品游离酸达标；8、分离后的硫酸铵颗粒干燥冷却。

Description

以焦炉煤气为原料的硫酸铵生产方法
技术领域
本发明涉及煤化工技术领域，具体涉及一种焦炉煤气中氨的回收及副产硫酸铵的生产方法，尤其是硫酸铵的生产方法。
背景技术
现有技术中，大部分焦化厂采用半直接饱和器法生产硫酸铵的工艺，用来脱除并回收煤气中的氨，但在生产过程中由于受多种因素影响，硫铵产品出现了绿、蓝、灰或暗黑等杂色，结晶物呈针状、片状或粉末状，成型后的产品颗粒很小，水分、酸度超标，在做化肥使用时，这些有机杂质将造成土地污染。同时，因生产过程中需要定期大加酸处理，饱和器的腐蚀现象也较为严重。
上海宝钢化工梅山分公司煤精一期和二期煤气净化工艺均需要从焦炉煤气中回收氨并生产硫铵产品，所采用的方法完成不同，一期为酸洗塔+DB结晶器法的生产工艺，二期则为饱和器法。一期结晶器法生产的硫酸铵产品因颗粒粒度大，游离酸含量能够达到优等品要求，产品品质很受客户欢迎，但是因酸洗塔内硫酸铵溶液通过底部回流至循环槽进行循环喷淋吸收焦炉煤气中的氨，溶液中的焦油、煤粉等颗粒物很难捞出，造成产品黑颗粒较多。二期饱和器法生产的硫铵产品因颗粒很细，游离酸含量偏高，很难满足客户对产品品质的要求。
上海宝钢化工宝山分公司煤精一期硫铵装置采用酸洗塔+DP结晶器法产硫铵，用此种方法生产的硫铵颗粒较大，能够满足工业要求，但是也存在产品黑颗粒较多的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以提高产品品质并能减少设备腐蚀、基于饱和器法利用焦炉煤气作为原料生产大颗粒硫酸铵的方法。
其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。
一种以焦炉煤气为原料的硫酸铵生产方法，其特点为，采用如下工艺步骤：
(1)、将焦炉来的荒煤气经冷却后送入饱和器，采用硫酸溶液进行两次循环喷淋吸收煤气中的NH3，生成硫酸铵溶液；
(2)、从硫酸铵溶液循环泵进口管连续加入浓硫酸，通过调节加入量稳定控制硫酸铵溶液的酸度在2～3％范围内，确保煤气中NH3的吸收；
(3)、测定饱和器中硫酸铵溶液比重，比重达到1.240～1.246时，通过满流槽将硫酸铵溶液溢流至母液贮槽；
(4)、当母液贮槽中硫酸铵溶液达到一定液位后开启母液输送泵，将硫酸铵溶液送至结晶器进行蒸发、浓缩，生成硫酸铵晶体，调节结晶器的溢流量，控制结晶器内硫酸铵溶液酸度在3～4％；
(5)、当结晶器中溶液晶比达到30％～40％(体积百分比)时，开启结晶泵将含硫酸铵颗粒的浆液送至结晶槽进行沉降分离；
(6)、将结晶槽下部的硫酸铵浆液送入离心机离心分离，滤液和结晶槽上部的澄清液返回结晶器循环使用；
(7)、对离心机内进行喷洒洗涤，确保产品游离酸达标；
(8)、对离心分离后的硫酸铵颗粒进行干燥、冷却。
作为本技术方案的进一步改进，步骤(1)中硫酸溶液的质量百分比浓度为2～3％。
也作为本技术方案的进一步改进，步骤(1)中荒煤气经初冷器冷却。
作为本发明的优选实施例之一，步骤(8)中的干燥采用振动流化床进行。
还作为本技术方案的进一步改进，步骤(7)中游离酸质量百分比含量控制在≤0.03％。
也作为本发明的优选实施例，饱和器内操作温度(这里的操作温度是生产上对硫酸铵溶液温度的习惯叫法)控制在40～50℃。
又作为本发明的优选实施例，步骤(7)中离心机内采用结晶器母液加热器的蒸汽冷凝水进行喷洒洗涤。
作为本发明的又一优选实施例之一，步骤(4)中硫酸铵溶液在结晶器内的蒸发、浓缩采用真空操作，结晶器的压力控制在8～10KPa。
采用上述技术方案的本生产方法，具有如下有益效果：
1、将饱和器和结晶器结合使用，在饱和器中完成焦炉煤气中氨的吸收，在结晶器中完成硫酸铵的结晶。
2、调整饱和器加酸模式，从周期性大加酸操作改为连续加酸操作，饱和器内酸度控制从6～8％降低至2～3％，设备的腐蚀状况大大改善，饱和器使用周期从半年延长至一年。
3、饱和器内母液按照比重1.240～1.246进行控制，使其处于不饱和状态，不但降低了循环泵的负荷，而且解决了饱和器上下部的连通管堵塞问题，饱和器阻力明显降低。
4、吸收和结晶分开进行，饱和器内操作温度从50～60℃降低至40～50℃，不需要控制在较高水平，煤气预热器停用，蒸汽消耗下降。
5、饱和器内上浮的焦油溢流至满流槽，便于焦油的去除，硫酸铵母液夹带黑颗粒较少，产品外观明显好转。
6、硫酸铵在结晶器内结晶时间延长，产品颗粒变大，饱和器法生产的硫酸铵颗粒基本在0.5mm以下，采用该法生产的硫酸铵颗粒≥1mm的超过80％。
7、通过控制饱和器和结晶器内溶液酸度，并采用蒸汽冷凝水洗涤，产品游离酸含量从0.03～0.05％降低至≤0.03％。
8、产品等级从一等品提升至优等品，产品颗粒大而白，产品用户从农业转移至工业，不但解决了粉状硫酸铵因季节性差异带来的销路问题，而且产品售价提高了约150元/吨，经济效益较为可观。
附图说明
图1为本发明所采用的饱和器法和结晶器相结合的硫铵生产工艺的工艺流程简图；
具体实施方式
以下通过具体的实例并结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明是在饱和器法生产硫铵的基础上，设计一套高品质、低腐蚀的硫铵生产工艺，具体如下：
(1)、从焦炉来的荒煤气经初冷器冷却后进入饱和器，采用含硫酸2～3％的溶液进行两次循环喷淋吸收煤气中的NH3，生成硫酸铵溶液；
(2)、浓硫酸从溶液循环泵进口管连续加入，通过调节加入量稳定控制溶液的酸度在2～3％范围内，确保煤气中NH3的吸收；
(3)、测定饱和器中溶液比重，比重达到1.240～1.245时，通过满流槽将溶液溢流至母液贮槽；
(4)、当母液贮槽中溶液达到一定液位后开启母液输送泵，将硫酸铵溶液送至结晶器进行蒸发、浓缩，生成硫酸铵晶体，为确保硫酸铵产品质量，调节结晶器的溢流量，控制结晶器内溶液酸度在3～4％；
(5)、当结晶器中溶液晶比达到30％～40％，开启结晶泵将含硫酸铵颗粒的浆液送至结晶槽进行沉降分离；
(6)、结晶槽下部的硫酸铵浆液进入离心机离心分离，滤液和结晶槽上部的澄清液返回结晶器循环使用；
(7)、离心机内采用结晶器母液加热器的蒸汽冷凝水进行喷洒洗涤，确保产品游离酸达标；
(8)、离心分离后的硫酸铵颗粒送入振动流化床进行干燥、冷却后得到合格产品，包装入库。
与现有技术相比，该生产方法中饱和器仅作为焦炉煤气中氨的吸收装置，不再承担结晶功能；硫酸铵溶液表面悬浮的焦油溢流至满流槽，便于焦油的捞出，减少了硫酸铵溶液中杂质含量；硫酸铵溶液处于不饱和状态，不易形成硫酸铵结晶导致饱和器内降液管堵塞或内壁挂料，不再需要进行大加酸操作来提高饱和器内硫酸铵溶液酸度对降液管及内壁实施清洗，减缓了饱和器的腐蚀。
以下为针对上述工艺步骤给出的更具体的实施例，其基本工艺步骤按前面表述，各实施例的具体工艺参数有所差异。
实施例1：
饱和器内硫酸铵溶液酸度2.5％，比重1.245，结晶器内压力9.8KPa，硫酸铵溶液酸度3.7％，晶比30％，硫酸铵产品质量如表1中实施1所示。
实施例2：
饱和器内硫酸铵溶液酸度2.4％，比重1.246，结晶器内压力10.2KPa，硫酸铵溶液酸度3.5％，晶比32％，硫酸铵产品质量如表1中实施2所示。
实施例3：
饱和器内硫酸铵溶液酸度2.2％，比重1.244，结晶器内压力9.5KPa，硫酸铵溶液酸度3.3％，晶比35％，硫酸铵产品质量如表1中实施3所示。
表1：
Figure BDA0001260761460000051

Claims (6)

1.一种以焦炉煤气为原料的硫酸铵生产方法，基于饱和器法利用焦炉煤气作为原料生产大颗粒硫酸铵，其特征在于，采用如下工艺步骤：
(1)、将焦炉来的荒煤气经冷却后送入饱和器，采用硫酸溶液进行两次循环喷淋吸收煤气中的NH3，生成硫酸铵溶液；
(2)、从硫酸铵溶液循环泵进口管连续加入浓硫酸，通过调节加入量稳定控制硫酸铵溶液的酸度在2～3％范围内，确保煤气中NH3的吸收；
(3)、测定饱和器中硫酸铵溶液比重，比重达到1.240～1.246时，通过满流槽将硫酸铵溶液溢流至母液贮槽；
(4)、当母液贮槽中硫酸铵溶液达到一定液位后开启母液输送泵，将硫酸铵溶液送至结晶器进行蒸发、浓缩，生成硫酸铵晶体，调节结晶器的溢流量，控制结晶器内硫酸铵溶液酸度在3～4％；
(5)、当结晶器中溶液晶比达到30％～40％时，开启结晶泵将含硫酸铵颗粒的浆液送至结晶槽进行沉降分离；
(6)、将结晶槽下部的硫酸铵浆液送入离心机离心分离，滤液和结晶槽上部的澄清液返回结晶器循环使用；
(7)、对离心机内进行喷洒洗涤，确保产品游离酸达标；游离酸质量百分比含量控制在≤0.03％；
(8)、对离心分离后的硫酸铵颗粒进行干燥、冷却；
其中，饱和器内操作温度控制在40～50℃。
2.根据权利要求1所述以焦炉煤气为原料的硫酸铵生产方法，其特征在于，步骤(1)中硫酸溶液的质量百分比浓度为2～3％。
3.根据权利要求1所述以焦炉煤气为原料的硫酸铵生产方法，其特征在于，步骤(1)中荒煤气经初冷器冷却。
4.根据权利要求1所述以焦炉煤气为原料的硫酸铵生产方法，其特征在于，步骤(8)中的干燥采用振动流化床进行。
5.根据权利要求1所述以焦炉煤气为原料的硫酸铵生产方法，其特征在于，步骤(7)中离心机内采用结晶器母液加热器的蒸汽冷凝水进行喷洒洗涤。
6.根据权利要求1所述以焦炉煤气为原料的硫酸铵生产方法，其特征在于，步骤(4)中硫酸铵溶液在结晶器内的蒸发、浓缩采用真空操作，结晶器的压力控制在8～10KPa。
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