硫铵

177.为什么要脱除煤气中的氨？

脱除煤气中氨的目的如下：

（1）在用洗油洗苯时，煤气中的氨也能被洗油吸收，易使洗油乳化变质，使洗油耗量增加。

（2）富油含氨高会造成脱苯系统设备和管道腐蚀。

（3）煤气中含氨，燃烧时会生成氮的氧化物，污染环境。

（4）用煤气中的氮可以生产含氮化肥。

178.在煤气冷却过程氨是如何分布的？

粗煤气经过集气管和初冷器冷却后，氨发生重新分布，一部分氮溶于氨水中。氮在煤气和冷凝氨水中的分布，取决于初冷方式，初冷器型式，冷凝氨水量和煤气冷却程度。当采用直接初冷工艺时，初冷后煤气含氨为2~3g/m3；当采用间接初冷工艺时，初冷后煤气含氨为6~8g/m3。一般粗煤气中的氨30%以上分布在氨水中。

179.煤气中氨的脱除有哪几种工艺方法？

煤气中氨的脱除有以下几种工艺方法：

（1）水洗氨—蒸氨生产浓氨水工艺。

（2）浸没式饱和器生产硫酸铵工艺。

（3）喷淋式饱和器生产硫酸铵工艺。

（4）酸洗塔法生产硫酸铵工艺。

（5）磷酸吸收氨生产无水氨工艺。

（6）水洗氨—蒸氨—氨分解工艺。

生产浓氨水工艺，因产品储运和应用都不方便，该工艺现已不再采用，浸没式饱和器法生产硫酸铵工艺存在阻力大等缺点将逐渐喷淋式饱和器法生产硫酸铵工艺所取代。

180.直接发、半直接法和间接法生产硫酸铵在工艺上有何不同？

直接法是由集气管来的焦炉煤气经初冷器冷却至60~70℃，含氨高的煤气进入电捕焦油器出去焦油雾，然后进入饱和器用硫酸吸收煤气中的氨，出饱和器的煤气再冷却到适宜温度进入鼓风机。在初冷得到的循环氨水全部补充到循环氨水中，因而省去蒸氨设备，并降低能耗，但由于处于负压工况的设备多，再加上硫酸铵质量差，故工业上未被采用。

半直接法是由集气管来的焦炉煤气在初冷器冷却至25~35℃，经鼓风机加压后，再经电捕焦油器除去焦油雾，然后进入饱和器用硫酸吸收煤气中的氨，同时将煤气初冷生成的剩余氨水进行蒸氨，蒸出的氨也进入饱和器被硫酸吸收生产硫酸铵。该法公认比较完善，得到了广泛应用。

间接法是经初冷后的煤气在洗氨塔内用水洗氨，将得到的稀氨水与剩余氨水一起送入蒸氨塔蒸馏，蒸出的氨气进入饱和器被硫酸吸收生成硫酸铵。该法生产的硫酸铵质量好，但蒸馏设备庞大，耗能高。我国有的焦化厂配合煤气脱硫，在负压回收系统中采用了此法。

181.说明生产硫酸铵的化学原理？

硫酸铵吸收煤气中的氨是迅速的不可逆的放热化学反应

2NH3+H2SO4→(NH4)2SO4 △H=-275kJ/mol

硫酸过量时，则生成酸式盐：

NH3+H2SO4→NH4HSO4 △H=-165kJ/mol

随母液被饱和的程度，酸式盐又可转变成中式盐：

NH4HSO4 +NH3→(NH4)2SO4

182.什么是溶液、过饱和溶液和过饱和度？

一种物质（或几种物质）分散到另一种物质里，形成的均匀体系称做溶液。被溶解的物质称作溶质，能溶解其他物质的物质称作溶剂。例如硫酸溶液，硫酸为溶质，水为溶剂。

在一定温度下，当溶质超过所能溶解的最大值（饱和量）的溶液，称作过饱和溶液。

在一定温度下，过饱和溶液与饱和溶液的浓度差称作过饱和度。过饱和度是结晶过程的推动力。

183.说明生产硫酸铵的结晶原理？

硫酸铵从母液中结晶出来，要经历两个阶段：一是要形成过饱和的硫酸铵母液，当过饱和达到一定程度时，便自发的形成晶核；二是晶核逐渐长成为大颗粒结晶。通常这两个过程是同时进行的。母液的过饱和程度既是硫酸铵分子向硫酸铵结晶表面扩散的推动力，也是晶核生成的推动力。当溶液的过饱和度低时，这两个过程进行速度都较慢，晶核生成速度要更慢这些，故可以得到大颗粒硫酸铵结晶；当溶液的过饱和程度高时，这两个过程进行速度都较快，晶核生成速度要更快一点，故得到的是小颗粒硫酸铵结晶。因此溶液的过饱和度应当控制在适当的范围内。

184.生产硫酸铵常用哪种硫酸？

通常采用质量分数为75%~78%的塔式硫酸或质量分数为90%~93%的接触法硫酸。质量分数为96%~98%的硫酸，因价高，冬天易冻，又容易引起煤气中的不饱和组分聚合而污染产品，故一般不采用。

185.影响硫酸铵结晶颗粒大小的因素有哪些？

影响硫酸铵结晶颗粒大小的因素有以下几点：

（1）母液酸度。母液酸度的提高不能保持有利于晶体成长所必须的过饱和度，同时母液黏度增大，增加了硫酸铵分子扩散阻力，阻碍了晶体正常成长，因此随着母液酸度的提高，硫酸铵结晶平均粒度下降，晶形也从长宽比小的多而颗粒转变为有胶结构趋势的细长六角棱柱形，甚至成针状。但是，母液酸度也不易过低。否则，氨的回收率下降、易造成堵塞及母液产生泡沫操作条件恶化。

母液酸度的控制依所采用的工艺不同而异。鼓泡式饱和器正常操作时的母液酸度为4%~6%；喷淋式饱和器正常操作时的母液酸度为3%~5%；酸洗塔正常操作时的母液酸度为2.5%~3%。

（2）母液温度。通常在一定的温度范围内晶体的生长速度随母液温度的升高而增大，且由于晶体各棱面的平均生长速度比晶体沿长向生长速度增长较快。故提高温度有助于降低长宽比而形成较好的晶形。同时，由于晶体体积增长速度变快，可将母液的过饱和度控制在较小范围内，减少了晶核生成。又因母液年度降低而增加了硫酸铵分子向晶体表面的扩散速率，有利于晶体长大。

实际上。母液温度是根据器内的水平衡确定的，如果初冷器后煤气温度较高，饱和器洗水量偏大等，为保持器内的水平衡，必将提高母液温度，使煤气将水分带出饱和器。如果母液温度过高，必然导致氨的回收率降低，设备腐蚀加剧，同时影响硫酸铵的质量。

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。一般母液温度控制在50~55℃。

（3）母液搅拌。母液搅拌的目的在于使母液酸度、浓度和温度均匀，使细粒结晶在母液中呈悬浮状态，延长其在母液中的停留时间，提高传质速率，这些均有利于结晶长大。另外也起到减轻器内堵塞的作用。

（4）晶比。晶比系指悬浮于母液中的硫酸铵结晶体积对母液与结晶总体积的比值。晶