Описание технологической схемы установки - Расчет аммиачного абсорбера в условиях сульфатного отделения коксохимического завода

Особенностью данной этой схемы является то, что поглощение аммиака и пиридиновых оснований производится раздельно от кристаллизации сульфата аммония в различных аппаратах. Такая схема позволяет применять для каждого из указанных процессов наиболее целесообразный режим работы, обеспечивающий полноту поглощения аммиака и пиридиновых оснований и получение крупнокристаллического сульфата аммония в различных аппаратах.

Исходя из этого основной аппарат для абсорбционных процессов - абсорбер состоит из двух ступеней.

схема бессатураторного метода получения сульфата аммония

Рисунок 1 - Схема бессатураторного метода получения сульфата аммония

В первой ступени осуществляется поглощение большей части находящегося в газе аммиака с получением раствора сульфата аммония максимальной концентрации (не доходящей в то же время до насыщения) и с минимальной концентрацией серной кислоты. Оптимальной в этой ступени абсорбции является концентрация сульфата аммония 40% и остаточная кислотность 1-1,5%. Это обеспечивает минимальный расход пара на выпаривание воды и уменьшает коррозию испарителя.

Во второй ступени поддерживается более высокая концентрация серной кислоты, достаточная для того, чтобы поглотить оставшееся количество аммиака и создать высокую концентрацию пиридина в растворе, выводимом в пиридиновую установку. Оптимальное содержание серной кислоты в этой ступени абсорбера составляет 10-12%, а сульфата аммония 20-30%.

Выпаривание воды и кристаллизация сульфата аммония производятся в отдельном аппарате - испарителе, работающем под разрежением, обеспечивающем выпаривание воды при температурах 50-60° С, что обусловливает кристаллизацию сульфата аммония и удержание пиридиновых оснований в упариваемом растворе. Рассмотрим технологическую схему получения сульфата аммония (рисунок 1).

Коксовый газ, содержащий аммиак и пиридиновые основания, поступает в абсорбер 1, представляющий собой полый аппарат с форсуночным орошением, состоящий из двух ступеней - нижней и верхней, разделенных между собой горизонтальной тарелкой.

В нижней ступени 2 абсорбера циркулирует раствор, содержащий около 40% сульфата аммония и 1- 1,5% свободной серной кислоты. В верхней ступени 3 абсорбера циркулирует раствор, содержащий от 20 до 30% сульфата аммония и 10-12% свободной серной кислоты.

После прохождения нижней и верхней ступеней абсорбера коксовый газ проходит кислотную ловушку 4, служащую для удаления брызг маточного раствора.

Каждая ступень абсорбера имеет свою самостоятельную систему орошения. Так, из нижней ступени абсорбера раствор через гидрозатвор поступает в циркуляционный сборник слабого раствора 5, откуда насосом 6 подается на орошение этой же ступени. Раствор же из верхней ступени абсорбера поступает в циркуляционный сборник крепкого раствора 7, откуда насосом 8 подается на орошение верхней ступени абсорбера.

Подача раствора, как в нижнюю, так и в верхнюю ступени абсорбера производится на двух уровнях.

Серная кислота и вода, необходимые для пополнения циркулирующих растворов, подаются из напорных баков 9 я 10 в циркуляционные сборники Часть маточного раствора из нижней ступени абсорбера непрерывно отводится в смолоотделитель, а. оттуда в сборник 12, из которого насосом 13 подается в низ конической части трубчатого испарителя 14.

В смолоотделителе выделяется большая часть смолы, которая всплывает на поверхность раствора и непрерывно удаляется скребковым транспортером. Это обеспечивает минимальное попадание смолистых веществ в сборник 12 и, следовательно, предотвращает загрязнение сульфата аммония.

В испарителе 14 происходит выпаривание воды из раствора и кристаллизация сульфата аммония. Благодаря вакууму (давление равно 75 мм рт. ст.), создаваемому двухступенчатым паровым эжектором, температура кипения раствора равна 50-60° С. У Испаритель обогревается паром низкого давления, около 2 кг/см2. В испарителе имеется внутренняя циркуляционная труба 19 большего диаметра, чем трубки, вследствие чего создается термическая циркуляция раствора внутри аппарата, способствующая росту кристаллов.

Образующаяся в нижней части испарителя пульпа, представляющая собой смесь кристаллов сульфата аммония (примерно 50-60% от массы пульпы) и насыщенного маточного раствора, откачивается центробежным насосом 15 в центрифугу непрерывного действия 16. Маточный раствор после центрифуги возвращается в циркуляционный сборник 5 нижней ступени абсорбера. Туда же поступает промывная вода из центрифуги.

Влажный сульфат аммония из центрифуги поступает в сушильную установку 20 и далее на расфасовку.

Вакуум в испарителе создается с помощью паровых эжекторов 17, 18, в которые подается пар высокого давления (10 - 11 кг/см2). Между испарителем и первой ступенью эжектора 17 установлен поверхностный трубчатый конденсатор 21, охлаждаемый водой. Между ступенями эжектора имеется также конденсатор 22, охлаждаемый водой.

Образующийся в испарителе конденсат греющего пара поступает в сборник конденсата 23, а конденсаты, образующиеся в конденсаторах 21 и 22, поступают в сборник грязного конденсата 24. Из этих сборников конденсаты передаются насосом 25 в напорный бак 10 и, следовательно, идут на пополнение циклов или используются для других целей.

В верхней ступени абсорбера, кроме доулавливания аммиака, происходит также улавливание пиридиновых оснований. Улавливание пиридиновых оснований осуществляется более концентрированным раствором серной кислоты (10-12%), содержащим меньшее количество сульфата аммония (20-30%), чем обеспечивается высокая степень улавливания пиридиновых оснований из газа и большая концентрация их в растворе.

Для вывода поглощенных пиридиновых оснований часть маточного раствора из верхней ступени абсорбера непрерывно отводится в пиридиновую установку.

После обеспиридинения раствор из нейтрализатора пиридиновой установки поступает в раскислитель, куда подается также серная кислота, здесь доводится ее содержание до 4-5%, вследствие чего осаждается шлам, который удаляется в шламовом отстойнике. После шламового отстойника раствор поступает в сборник циркуляции крепкого раствора 7.

Таким образом, в циркуляционный сборник нижней ступени абсорбции поступают: раствор из нижней ступени абсорбера, вода для пополнения цикла из напорного бака 10, серная кислота из напорного бака 9, маточный раствор из центрифуги, а также избыточный раствор из цикла циркуляции верхней ступени абсорбера, из сборника 7; в циркуляционный сборник верхней ступени абсорбера поступают: раствор из верхней ступени абсорбера, вода для пополнения цикла из напорного бака 10, серная кислота из напорного бака 9, маточный раствор из ловушки 4, обеспиридиненный раствор из пиридиновой установки.

Аммиачные пары из дефлегматора аммиачно-известковой колонны, как и при сатураторном методе получения сульфата аммония, поступают в абсорбер и в пиридиновую установку.

Таким образом, как видно из изложенного, производство сульфата аммония по бессатураторному методу осуществляется в двух установках - абсорбционной и испарительно-кристаллизационной. [7]

Похожие статьи




Описание технологической схемы установки - Расчет аммиачного абсорбера в условиях сульфатного отделения коксохимического завода

Предыдущая | Следующая