温度对硫铵结晶的影响及其处理方法

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【摘要】本文着重阐述了陕焦公司炼焦煤气中氨的回收以及温度对硫铵结晶的影响。焦化厂生产硫铵普遍采用饱和器法生产硫铵，硫铵结晶过程受多种因素影响，生产中一旦某种因素控制不当，就会造成产品颗粒碎小，水分、酸度超标，影响产品质量。因此，找出影响硫铵结晶粒度的关键因素，寻求最佳操作方法――温度对硫铵结晶的影响，使硫铵塔后含氨符合技术要求，保证硫铵正常生产，成为一个重要课题。

【关键词】结晶温度；母液控制；酸度；过饱和度；结晶过程

1.温度对硫酸铵结晶的影响

饱和器的温度制度是为维持饱和器内的水平衡而制定的，母液温度过高或过低都不利于结晶的成长。饱和器在酸洗和水洗时形成的母液量，对其温度制度影响最大。母液温度过高时，母液的黏度降低，硫铵分子向晶体表面的扩散速度加快而有利于晶体长大，但同时也易因温度波动而造成局部过饱和现象，也促成大量的晶核生成，因而得不到大颗粒的硫铵。母液温度过低时，可以限制晶核的大量生成，但降低了传质速度，同样得不到大颗粒的硫铵结晶。在不同的温度下，硫铵具有不同的溶解度，当饱和器内母液的各部位出现不同温度时，硫铵的浓度也随之改变。生产实践表明，饱和器的母液温度稳定在40～42℃范围内，对生产大颗粒结晶最为适宜。母液中结晶含量――晶比要控制适当，晶比太大时，相对减少了氨与硫酸反应的容积，不利于氨的吸收，并使母液搅拌的阻力增大，导致母液搅拌不良，也易造成饱和器的堵塞。

经过我们长期从事硫铵工作的实践总结分析，影响硫铵饱和器的温度一般有以下几个方面：煤气在鼓风机内温升产生温度、预热器后的煤气温度、饱和器加酸放热产生的温度、大气温度以及蒸氨系统蒸氨而产生的氨气温度等。

2.预热器后的煤气温度、母液温度

预热器后煤气温度是保持饱和器内的水平衡，以防止母液被稀释，其与初冷器后煤气温度、煤气在鼓风机内的温升以及向硫酸铵生产系统补入的水量等有关。为了蒸发饱和器中多余的水分，进入饱和器的煤气必须进行预热，为不使预热温度过高，影响硫酸铵的质量，除降低初冷器后煤气温度外，必须严格控制进入饱和器的水量，如冲洗饱和器、除酸器以及离心机内洗涤硫酸铵的用量水等带入的水。一般情况下，预热器后煤气温度控制在50～60℃范围内。

2.1饱和器的温度制度是依据饱和器的水平衡制定的。饱和器应在保证母液不被稀释的条件下，采用较低的适宜温度操作，并使其保持稳定。饱和器的母液温度一般保持在40～42℃范围内，对生产大颗粒结晶最为适宜，使硫铵生产更加稳定。因此，煤气预热器是为母液提供热量的，只要母液温度适合晶比的生成和晶比的长大，加上受大气温度、饱和器加酸放热产生的温度、以及蒸氨系统蒸氨而产生的氨气温度等的影响，我们对煤气预热器温度没有要求，在2010年公司技术处组织的工艺指标评定会上得到了公司有关部门的认可。

2.2下面就我公司焦化二厂硫铵车间日常工作中总结出的经验谈一谈温度对硫铵结晶的影响。根据我公司生产实际和饱和器类型的不同，对母液温度的要求也不同。2005年5月以前我公司采用的是鼓泡式饱和器，母液温度要求48～50℃可以得到大颗粒结晶硫酸铵，而且生产稳定，产量高。到2005年5月以后更换为喷淋式饱和器以后，母液温度在48～50℃就有些高了，生产出硫铵铵颗粒小、难放料，经常造成饱和器阻力增大，系统阻力大、煤气输出不畅，生产不稳定，结晶泵和结晶槽经常堵塞，使生产处于半停产状态，经过我们的不断摸索和实践重新制定母液温度，发现母液温度45～48℃最为适宜。

2.3生产实例 陕焦公司焦化二厂在硫铵开工初期，我们严格执行操作规程，仍然遵照以前的加酸制度和操作方法，母液温度控制在45～48℃，大家精心操作，硫铵结晶也正常形成，料白、晶比大，领导和员工都很高兴，半年多的辛勤劳动没有白废，大量的改造工作终于有了结果。当晶比达到放料要求后及时开机放料，这时问题出来了，晶比虽然很大、很白，但颗粒太小，离心机筛网根本就挂不住料，离心机推料难，晶比愈来愈大，颗粒长不大，24小时不停放料仍然解决不了问题，整个饱和器、满流槽、结晶槽母液晶比几乎占据一半，最后被迫停产。经过我们多次调节研究分析，发现是母液温度太高，不能再用以前的温度控制点，于是依次降低母液温度，使其控制到40～42℃后硫铵颗粒变大了放料也正常了离心机筛网也能挂料了，每班放料时间能控制在2―3小时，饱和器、满流槽、结晶槽母液晶比达到了正常要求，班产量在15吨以上，彻底解决了生产难问题。

2.4分析原因

2.4.1母液温度过高时，母液的黏度降低，硫铵分子向晶体表面的扩散速度加快而有利于晶体长大，但也促成大量的晶核生成，因而得不到大颗粒的硫铵。

2.4.2饱和器母液温度的控制不是一成不变的，理论上要求的工艺指标和以前的经验也因时间和环境的不同而发生变化。

2.4.3饱和器母液温度也不能调节的太频繁，要有一个稳定的过程，因为频繁调节母液温度破坏了饱和器的母液稳定性、均匀性，破坏了饱和器水平衡。

2.4.4饱和器放料也不能连续时间太长，不给晶比一个成长机会，晶核之间相互碰幢造成饱和器的母液晶比颗粒更小，难以放料。

3.蒸氨后的氨汽直接进入饱和器对母液温度的影响

3.1焦化生产中，会产生10%～14%的剩余氨水，剩余氨水的加工和煤气中氨的回收是焦化厂化产回收的重要环节，目前采用饱和器生产硫铵的焦化厂，均将剩余氨水在蒸氨塔中汽提成10%～12%的氨汽全部回收进入硫铵饱和器。蒸氨后的氨汽直接进入饱和器，硫铵产量增加10%以上。但在实际生产中，存在氨汽进入硫铵饱和器造成母液温度偏高，母液的黏度降低，难以形成大颗粒硫酸铵，这就要求我们要控制冷却后的氨气温度在合适的范围，不能使进入饱和器的氨汽中带有大量蒸汽， 造成硫铵母液温度偏高， 部分焦油溶解 而使母液颜色变黑。另外氨气从饱和器煤气进口进入，煤气温度升高，硫铵结晶变细小，因此在蒸氨气进入系统后，需降低煤气预热器温度，增加大母液循环泵流量，控制好蒸氨塔分缩器温度在一定范围内，尽量使进入饱和器的氨气纯氨气，来保证饱和器母液温度在40～42℃之间。

3.1结果分析

我陕焦公司焦化二厂化产车间硫铵系统，在一段时间蒸氨后的氨汽直接进入饱和器，造成饱和器的母液温度高，母液的黏度降低，难以形成大颗粒硫酸铵，离心机筛网不能挂料，生产处于不正常状态，从此蒸氨后的氨汽再也没有进入饱和器。依据我任硫铵工段段长多年和硫铵工作的经验，饱和器的母液温度高不是由于蒸氨后的氨汽造成，虽然蒸氨后的氨汽温度一般在80～90℃，但它进入饱和器只占煤气量的很小一部分，不会影响饱和器的母液温度。影响饱和器母液温度的是和蒸氨后的氨汽一块进入饱和器的蒸汽，它是造成饱和器的母液温度偏高的主要原因。

3.3合理化建议

在今后蒸氨生产中，尽量使蒸氨塔顶出纯氨汽，不要夹杂太多的蒸汽，这就要求我们在平时生产中注意调节好蒸氨塔分缩器温度，来保证蒸氨塔顶氨汽的纯度，只有这样才能氨汽进入饱和器，生产更多的硫酸铵，也为环保工作作出贡献。

4.结语

饱和器的温度制度是为维持饱和器内的水平衡而制定的。母液温度过高或过低都不利于结晶的成长。适宜的母液温度是在保证母液不被稀释的条件下，采用较低的操作温度，并使其保持稳定和均匀，严格控制母液温度在40～42℃。调节好蒸氨塔分缩器温度，来保证蒸氨塔顶氨汽的纯度，不要夹杂太多的蒸汽，饱和器的水平衡才不会被破坏，硫铵生产才能稳定，产量才会大幅提高，才能生产出优质的硫铵产品。