硫酸吸銨法回收氨(ammonia recovery by semi-direct process)是指焦爐煤氣回收氨的一類方法。它以硫酸為吸收液，回收煤氣中的氨。同時製成硫酸銨。最早開發的方法是直接法，該法用硫酸在焦爐煤氣初冷前直接吸收煤氣中的氨，對煤焦油質量有不利影響，故被半直接法所取代。
基本介紹
- 中文名：硫酸吸銨法回收氨
- 外文名：ammonia recovery by semi-direct process
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：煉焦化工
- 釋義：焦爐煤氣回收氨的一類方法
簡介,硫酸銨,氨的精餾,半直接法與間接法弗薩姆生產無水氨的對比,噴淋式飽和器法硫氨工藝,
簡介
硫酸吸銨法回收氨(ammonia recovery by semi-direct process)是指焦爐煤氣回收氨的一類方法。它以硫酸為吸收液，回收煤氣中的氨。同時製成硫酸銨。最早開發的方法是直接法，該法用硫酸在焦爐煤氣初冷前直接吸收煤氣中的氨，對煤焦油質量有不利影響，故被半直接法所取代。半直接法將吸氨設備移到煤氣初冷之後，克服了直接法的缺點。該法將焦爐煤氣初冷過程中產生的含氨冷凝液進行蒸氨處理，蒸餾出的氨引入初冷的煤氣一併用硫酸吸收。半直接法分為飽和器法和酸洗塔法兩種。飽和器法是一種傳統的半直接法，已有百年歷史，產品為粉狀結晶硫酸按。酸洗塔法是20世紀仍年代開發的，已為各國採用。產品為大顆粒結晶硫酸按。硫酸吸氨法的優點是流程短，設備少；缺點是硫酸耗用量大，1t產品能用0.75t硫酸，成本較高。
硫酸銨
純品為無色透明斜方晶繫結晶，水溶液呈酸性。不溶於醇、丙酮和氨水。有吸濕性，吸濕後固結成塊。加熱到513℃以上完全分解成氨氣、氮氣、二氧化硫及水。與鹼類作用則放出氨氣。與氯化鋇溶液反應生成硫酸鋇沉澱。也可以使蛋白質發生鹽析。
氨的精餾
由解析塔接受槽來的131℃、含氨20%左右的氨液送入精餾塔中部精餾。塔頂得99. 98%純氨汽，經冷卻後部分作為回流送往塔頂，控制塔頂溫度在33～34℃，其餘部分作為產品。精餾塔操作壓力1.7MPa，冷凝冷卻水溫為30℃，精餾塔底排出的廢水含氨<0.1%（W），塔底通入直接蒸汽，操作溫度約為194℃。在精餾塔進料層附近送入20%(W)NaOH水溶液，將進料中微量的CO2, H2S等酸性組分除去，以防止產生銨鹽而引起堵塞。另外，在精餾塔進料層附近可能會積聚油分，必須在適當高度從側線引出，返回到吸收塔煤氣中去。
半直接法與間接法弗薩姆生產無水氨的對比
半直接法弗薩姆生產無水氨，即磷銨母液吸收塔設定在煤氣系統。這種方法存在以下問題。其一，由於與煤氣直接接觸，很易污染吸收液，後工序必須設定除焦油裝置，並造成解析與精餾操作的複雜化；其二，弗薩姆吸收塔的操作溫度約40℃，後面必須連線終冷系統，煤氣系統能耗高。且解析塔底出來的貧液換熱後也必須冷卻到相應溫度，冷卻面積大、能耗高。吸收塔的循環吸收液多（噴淋密度要求）、電耗高；此外，由於吸收塔直徑大，所需特殊鋼材多，投資也高。而間接法生產無水氨，吸收塔設定在脫酸塔後從酸性氣體中回收氨，酸性氣體已經經過蒸餾相對來說雜質少，可不必增加除油裝置，酸性氣體相對量小得多，含氨濃度高，吸收塔直徑小，循環液量少，完全可避免半直接法的缺點。從酸性氣體中吸收氨的操作溫度高，從解析塔底返回的吸收貧液不需冷卻到半直接法那樣低，從而有利於節能。
噴淋式飽和器法硫氨工藝
噴淋式飽和器硫氨生產工藝與鼓泡式飽和器流程基本一樣，只是將噴淋式飽和器代替鼓泡式飽和器。噴淋式飽和器是將飽和器和結晶器連為一體，流程更為簡化。在此流程中採用母液加熱器，從結晶槽頂部一部分母液通過加熱器加熱，再循環返回飽和器噴淋。在飽和器底部控制一定的母液液位，母液從滿流管流入滿流槽。在滿流槽中除去焦油的母液流入母液貯槽。母液循環泵從結晶槽上部抽出母液，送到噴淋室的環形分配箱進行噴灑，母液循環量為15L/m3。吸收氨後的母液通過中心降液管向下流到結晶槽底部。飽和器內母液酸度控制20%～30%，結晶段的結晶體積百分比上限為35%～40%，下限為4%。晶比達到25%時，啟動結晶泵抽取結晶，送往結晶槽提取硫銨。
在保證飽和器水平衡的條件下，一般飽和器母液溫度保持在50～55℃，煤氣出口溫度44～48℃。噴淋式飽和器的阻力一般為1000～2000Pa，為舊式鼓泡型飽和器的1/5～1/4。飽和器後的煤氣含氨可達到30～50mg/m3。
