Пути улучшения показателей сатураторной схемы получения сульфата аммония
Для коксохимической промышленности ВУХИНом разработан такой кристаллизатор производительностью по соли 3-4 т/ч и схема двухкорпусной кристаллизационной установки. При концентрации свободной серной кислоты менее 0, 2 г/л можно вести процесс выпарки в первом корпусе при атмосферном давлении, а образующийся вторичный пар использовать в качестве греющего во втором корпусе, работающем под вакуумом. При этом расход пара на получение сульфата аммония снижается примерно в 2 раза по сравнению с вакуум-кристаллизатором бессатураторной установки.
На рисунке представлена предлагаемая нами схема сульфатной установки с абсорбцией аммиака в сатураторе ненасыщенным раствором сульфата аммония и кристаллизацией соли в восходящем расширяющемся потоке пересыщенного раствора.
Рис.1 Схема кристаллизационной установки для сульфата аммония
1-центрифуга; 2–испаритель; 3-кристаллизатор; 4-подогреватель; 5–сборник
Для определения оптимального режима работы такой установки нами выполнены расчеты материального и теплового балансов сатуратора, нейтрализатора раствора и кристаллизационной установки. Переменными параметрами при выполнении расчетов были доля аммиачных паров, подаваемых в сатуратор и нейтрализатор, концентрация серной кислоты и сульфата аммония в ванне сатуратора, а также концентрация кислоты, подаваемой в сатуратор.
Температура газа и маточного раствора в сатураторе определялись путем совместного решения уравнений теплового баланса и равновесия в системе газ-водяной пар - кислый раствор сульфата аммония.
Критериями при определении оптимального режима были расход греющего пара в испарителе и количество водяных паров в газе после сатуратора. Лучшие показатели получены при использовании 92-%-ой кислотой и подаче 100% аммиачных паров в нейтрализатор раствора. При одноступенчатом выпаривании раствора расход пара составляет 0, 9 т/т сульфата аммония, а при двухступенчатом выпаривании – примерно 0, 5 т/т соли против 1, 72 т/т соли по бессатураторному методу.