一种用于饱和器法生产硫酸铵回收氨的加酸工艺及系统

摘要

本发明涉及一种用于饱和器法生产硫酸铵回收氨的加酸工艺及系统，满流槽内用于小循环的硫铵母液通过配酸循环泵抽出，进入加酸主回路；加酸主回路上设置2条加酸支路，加酸主回路及2条加酸支路上分别设喷射混合器，用于对硫酸进行混合稀释；正常加酸工况下，单独运行加酸主回路；中加酸工况下，加酸主回路及1条加酸支路同时投入运行；大加酸工况下，加酸主回路及2条加酸支路同时投入运行；2条加酸支路上沿液体流动方向，在喷射混合器的下游分别设置冷却器，用以消除硫酸稀释热。本发明能够满足正常加酸、中加酸和大加酸等各种工况的要求，并能够消除硫酸稀释热。

说明书

技术领域

本发明涉及饱和器法生产硫酸铵回收氨技术领域，尤其涉及一种用于饱和器法生产硫酸铵回收氨的加酸工艺及系统。

背景技术

氨，为含氮化合物，是煤炼焦过程的副产品。一般干煤含氮2％左右，其中有40％～50％进入荒煤气中，绝大部分形成氨，少部分形成氰化氢和吡啶。一般采用饱和器法从煤气中直接脱出氨气，如图1所示，在饱和器1的前室用母液循环泵2对进入的煤气进行大循环直接喷洒硫酸母液制取硫铵，当饱和器硫铵母液达到硫铵的溶解度极限时，析出硫铵结晶，此反应为可逆反应，含有硫铵结晶的硫铵结晶母液要及时通过通过结晶泵4送到结晶槽进行结晶沉淀，硫铵清液满流回饱和器1，沉淀结晶液自流到离心机进行离心分离，硫铵结晶送振动流化床干燥器，离心母液与满流清液一起返回饱和器1，降低母液硫铵浓度；饱和器1中部液体满流口溢出的母液流入满流槽内液封槽,再溢流到满流槽5，然后用小母液循环泵3送入饱和器1的后室进行小循环喷洒继续回收氨气，以达到出口煤气脱氨的标准，同时要补入硫酸到满流槽5内的液封槽，满流槽液面上漂浮的酸焦油，人工捞出到酸焦油渣箱6。

现阶段常用的加酸工艺，是通过硫酸高位槽使硫酸自流到满流槽内的液封槽，这样，可以提高小循环的酸度，达到煤气脱氨的标准。硫铵母液的酸度一般维持在4％～6％，也就是大循环喷射母液酸度为4％～6％，小循环喷射母液由于直接加酸可提高到6％～8％。

除上述正常加酸外，在实际生产过程中，饱和器还需要定期进行中加酸和大加酸，并用水和蒸气冲洗，以消除器内的结晶沉淀。中加酸一般是将铵硫母液的酸度提高到12％～14％，大加酸一般是将硫铵母液的酸度提高到18％～22％；采用上述加酸方式，在正常操作下没有太大问题，但在中加酸和大加酸情况下，浓硫酸与硫铵母液在满流槽混合时放出大量的稀释热，存在沸腾发烟现象，存在安全隐患。

公开号为CN111792652A的中国专利申请公开了“一种硫铵加酸系统及工艺”，采用了引射混合器，目的是及时释放浓硫酸与硫铵母液混合时产生的热量。但是其解决方案不太合理。首先，饱和器的加酸，有正常加酸、中加酸和大加酸三种工况，其设置的引射混合器只能满足正常加酸工况，而最重要的中加酸和大加酸工况却满足不了。

为了达到煤气脱氨的标准，硫酸尽可能加到小循环，以提高小循环硫铵母液的酸度。为保证饱和器中部液体满流口溢出的硫铵母液流量，以达到脱出反应产生的酸焦油，尽量采用小循环的硫铵母液去稀释硫酸。引射混合器的阻力大，如果母液循环泵、小母液循环泵的扬程低，就无法满足引射混合器的压力需求。如果采用循环混合的方式，硫酸高置槽产生的硫酸管道压力也无法满足工艺要求。

发明内容

本发明提供了一种用于饱和器法生产硫酸铵回收氨的加酸工艺及系统，采用小循环用的硫铵母液通过喷射混合器对补入硫酸进行连续的混合稀释，通过3个喷射混合器的配合应用，能够满足正常加酸、中加酸和大加酸等各种工况的要求，另外设置冷却器用以消除硫酸稀释热。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种用于饱和器法生产硫酸铵回收氨的加酸工艺，满流槽内用于小循环的硫铵母液通过配酸循环泵抽出，进入加酸主回路；加酸主回路上设置2条加酸支路，加酸主回路及2条加酸支路上分别设喷射混合器，用于对硫酸进行混合稀释；正常加酸工况下，单独运行加酸主回路；中加酸工况下，加酸主回路及1条加酸支路同时投入运行；大加酸工况下，加酸主回路及2条加酸支路同时投入运行；2条加酸支路上沿液体流动方向，在喷射混合器的下游分别设置冷却器，用以消除硫酸稀释热。

一种用于饱和器法生产硫酸铵回收氨的加酸工艺，具体包括：

1)通过配酸循环泵将满流槽内用于小循环的硫铵母液抽出，进入加酸主回路，用于稀释补入的浓硫酸；

2)加酸主回路上设1#喷射混合器，2条加酸支路上分别设2#喷射混合器、3#喷射混合器，1#喷射混合器投入时，能够满足正常加酸需要，1#喷射混合器、2#喷射混合器同时投入时，能够满足中加酸的需要；1#喷射混合器、2#喷射混合器、3#喷射混合器同时投入时，能够满足大加酸的需要；

3)在2#喷射混合器下游的加酸支路一上设置1#冷却器，用于消除中加酸时产生的稀释热；在3#喷射混合器下游的加酸支路二设置2#冷却器，用于消除大加酸时产生的稀释热；

4)通过硫酸泵将硫酸自硫酸贮槽中抽出，通过硫酸主管道送入1#喷射混合器，通过硫酸支管一送入2#喷射混合器，通过硫酸支管二送入3#喷射混合器；硫酸泵采用变频控制的计量泵，通过调节硫酸泵的出口流量，满足不同的工况需求；

5)在硫酸支管一上设1#调节阀，调节进入2#喷射混合器的硫酸流量，以满足中加酸的需要；在硫酸支管二上设2#调节阀，调节进入3#喷射混合器的硫酸流量，以满足大加酸的需要；

6)正常加酸操作时，启动配酸循环泵和硫酸泵，将满流槽内的硫铵母液抽出，进入1#喷射混合器与硫酸混合，混合液返回满流槽；通过控制硫酸泵的转速调节进入1#喷射混合器的硫酸流量；

7)中加酸操作时，启动配酸循环泵和硫酸泵，将满流槽内的硫铵母液抽出，硫铵母液先进入1#喷射混合器内与硫酸进行一次混合，一次混合液进入2#喷射混合器与硫酸进行二次混合，二次混合液返回满流槽；通过调节硫酸泵的转速控制加酸总流量，通过1#调节阀调节进入2#喷射混合器的硫酸流量；

8)大加酸操作时，启动配酸循环泵和硫酸泵，将满流槽内的硫铵母液抽出，硫铵母液先进入1#喷射混合器内与硫酸进行一次混合，一次混合液进入2#喷射混合器与硫酸进行二次混合，二次混合液再进入3#喷射混合器与硫酸进行三次混合；三次混合液返回满流槽；通过调节硫酸泵的转速控制加酸总流量，通过1#调节阀调节进入2#喷射混合器的硫酸流量；通过2#调节阀调节进入3#喷射混合器的硫酸流量。

用于实现所述工艺的加酸系统，包括满流槽、配酸循环泵、硫酸贮槽、硫酸泵、1#喷射混合器、2#喷射混合器、3#喷射混合器、1#冷却器、2#冷却器、1#调节阀及2#调节阀；

所述满流槽设循环液出口和循环液入口，循环液出口通过加酸主回路连接循环液入口，加酸主回路上沿液体流动方向依次设有1#喷射混合器、阀门一、阀门二；阀门一两端的加酸主回路通过加酸支路一连接，沿液体流动方向，加酸支路一上依次设有阀门三、2#喷射混合器、1#冷却器及阀门四；阀门二两端的加酸主回路通过加酸支路二连接，沿液体流动方向，加酸支路二上依次设有阀门五、3#喷射混合器、2#冷却器及阀门六；

所述硫酸贮槽设硫酸出口，通过硫酸主管道连接1#喷射混合器的硫酸入口，硫酸主管道上沿硫酸流动方向依次设有硫酸泵、硫酸出口二、硫酸出口一；硫酸泵下游的硫酸主管道上设流量记录调节仪表一；并且硫酸泵与流量记录调节仪表一联锁控制；

硫酸出口二通过硫酸支管一连接2#喷射混合器的硫酸入口，沿硫酸流动方向，硫酸支管一上依次设有1#调节阀及流量记录调节仪表二；并且1#调节阀与流量记录调节仪表二联锁控制；

硫酸出口一通过硫酸支管二连接3#喷射混合器的硫酸入口，沿硫酸流动方向，硫酸支管二上依次设有2#调节阀及流量记录调节仪表三；并且2#调节阀与流量记录调节仪表三联锁控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)通过3个喷射混合器的配合应用，能够满足正常加酸、中加酸和大加酸等各种工况的要求；

2)针对各种工况，均可实现全自动控制，不影响原来系统的操作制度，提高了劳动生产率；

3)设置冷却器用以消除硫酸稀释热，避免了在中加酸和大加酸工况下，浓硫酸与硫铵母液混合时，因放出大量的稀释热出现沸腾现象而导致危险发生的可能。

附图说明

图1是应用本发明所述加酸工艺的饱和器法生产硫酸铵回收氨工艺原理图。

图中：1.饱和器 2.母液循环泵 3.小母液循环泵 4.结晶泵 5.满流槽 6.酸焦油渣箱 7.配酸循环泵 8.硫酸贮槽 9.硫酸泵 10.1#喷射混合器 11.2#喷射混合器 12.3#喷射混合器 13.1#冷却器 14.2#冷却器 15.1#调节阀 16.2#调节阀 17.阀门一 18.阀门二19.阀门三 20.阀门四 21.阀门五 22.阀门六 FRC01.流量记录调节仪表一 FRC02.流量记录调节仪表二 FRC03.流量记录调节仪表三

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

本发明所述一种用于饱和器法生产硫酸铵回收氨的加酸工艺，满流槽5内用于小循环的硫铵母液通过配酸循环泵7抽出，进入加酸主回路；加酸主回路上设置2条加酸支路，加酸主回路及2条加酸支路上分别设喷射混合器，用于对硫酸进行混合稀释；正常加酸工况下，单独运行加酸主回路；中加酸工况下，加酸主回路及1条加酸支路同时投入运行；大加酸工况下，加酸主回路及2条加酸支路同时投入运行；2条加酸支路上沿液体流动方向，在喷射混合器的下游分别设置冷却器，用以消除硫酸稀释热。

如图1所示，本发明所述一种用于饱和器法生产硫酸铵回收氨的加酸工艺，具体包括：

1)通过配酸循环泵7将满流槽5内用于小循环的硫铵母液抽出，进入加酸主回路，用于稀释补入的浓硫酸；

2)加酸主回路上设1#喷射混合器10，2条加酸支路上分别设2#喷射混合器11、3#喷射混合器12，1#喷射混合器10投入时，能够满足正常加酸需要，1#喷射混合器10、2#喷射混合器11同时投入时，能够满足中加酸的需要；1#喷射混合器10、2#喷射混合器11、3#喷射混合器12同时投入时，能够满足大加酸的需要；

3)在2#喷射混合器11下游的加酸支路一上设置1#冷却器13，用于消除中加酸时产生的稀释热；在3#喷射混合器12下游的加酸支路二设置2#冷却器14，用于消除大加酸时产生的稀释热；

4)通过硫酸泵9将硫酸自硫酸贮槽8中抽出，通过硫酸主管道送入1#喷射混合器10，通过硫酸支管一送入2#喷射混合器11，通过硫酸支管二送入3#喷射混合器12；硫酸泵9采用变频控制的计量泵，通过调节硫酸泵的出口流量，满足不同的工况需求；

5)在硫酸支管一上设1#调节阀15，调节进入2#喷射混合器11的硫酸流量，以满足中加酸的需要；在硫酸支管二上设2#调节阀16，调节进入3#喷射混合器12的硫酸流量，以满足大加酸的需要；

6)正常加酸操作时，启动配酸循环泵7和硫酸泵9，将满流槽5内的硫铵母液抽出，进入1#喷射混合器10与硫酸混合，混合液返回满流槽5；通过控制硫酸泵9的转速调节进入1#喷射混合器10的硫酸流量；

7)中加酸操作时，启动配酸循环泵7和硫酸泵9，将满流槽5内的硫铵母液抽出，硫铵母液先进入1#喷射混合器10内与硫酸进行一次混合，一次混合液进入2#喷射混合器11与硫酸进行二次混合，二次混合液返回满流槽5；通过调节硫酸泵9的转速控制加酸总流量，通过1#调节阀15调节进入2#喷射混合器11的硫酸流量；

8)大加酸操作时，启动配酸循环泵7和硫酸泵9，将满流槽5内的硫铵母液抽出，硫铵母液先进入1#喷射混合器10内与硫酸进行一次混合，一次混合液进入2#喷射混合器11与硫酸进行二次混合，二次混合液再进入3#喷射混合器12与硫酸进行三次混合；三次混合液返回满流槽5；通过调节硫酸泵9的转速控制加酸总流量，通过1#调节阀1·5调节进入2#喷射混合器11的硫酸流量；通过2#调节阀16调节进入3#喷射混合器12的硫酸流量。

如图1所示(图中虚线框出部分)，用于实现本发明所述工艺的加酸系统，包括满流槽5、配酸循环泵7、硫酸贮槽8、硫酸泵9、1#喷射混合器10、2#喷射混合器11、3#喷射混合器12、1#冷却器13、2#冷却器14、1#调节阀15及2#调节阀16；

所述满流槽5设循环液出口和循环液入口，循环液出口通过加酸主回路连接循环液入口，加酸主回路上沿液体流动方向依次设有1#喷射混合器10、阀门一17、阀门二18；阀门一17两端的加酸主回路通过加酸支路一连接，沿液体流动方向，加酸支路一上依次设有阀门三19、2#喷射混合器11、1#冷却器13及阀门四20；阀门二18两端的加酸主回路通过加酸支路二连接，沿液体流动方向，加酸支路二上依次设有阀门五21、3#喷射混合器12、2#冷却器14及阀门六22；

所述硫酸贮槽8设硫酸出口，通过硫酸主管道连接1#喷射混合器10的硫酸入口，硫酸主管道上沿硫酸流动方向依次设有硫酸泵9、硫酸出口二、硫酸出口一；硫酸泵9下游的硫酸主管道上设流量记录调节仪表一FRC01；并且硫酸泵9与流量记录调节仪表一FRC01联锁控制；

硫酸出口二通过硫酸支管一连接2#喷射混合器11的硫酸入口，沿硫酸流动方向，硫酸支管一上依次设有1#调节阀15及流量记录调节仪表二FRC02；并且1#调节阀15与流量记录调节仪表二FRC02联锁控制；

硫酸出口一通过硫酸支管二连接3#喷射混合器12的硫酸入口，沿硫酸流动方向，硫酸支管二上依次设有2#调节阀16及流量记录调节仪表三FRC03；并且2#调节阀16与流量记录调节仪表三FRC03联锁控制。

如图1所示，正常操作工况下，配酸循环泵7启动，加酸主回路投入运行，硫铵母液的流动路径为：满流槽5→配酸循环泵7→1#喷射混合器10→阀门一17→阀门二18→满流槽5；在此过程中，硫酸泵9启动，通过1#喷射混合器向硫铵母液中补入硫酸，利用变频控制的硫酸泵9调节硫酸流量。

中加酸工况下，启动配酸循环泵7，加酸主回路和加酸支路一投入运行，硫铵母液的流动路径为：满流槽5→配酸循环泵7→1#喷射混合器10→阀门三19→2#喷射混合器11→1#冷却器13→阀门四20→阀门二18→满流槽5；在此过程中，硫酸泵9启动，通过1#喷射混合器10和2#喷射混合器11向硫铵母液中补入硫酸，利用变频控制的硫酸泵9调节加酸总流量，利用1#调节阀15调节2#喷射混合器11中硫酸的注入流量。

大加酸工况下，启动配酸循环泵7，加酸主回路和2条加酸支路均投入运行；硫铵母液的流动路径为：满流槽5→配酸循环泵7→1#喷射混合器10→阀门三19→2#喷射混合器11→1#冷却器13→阀门四20→阀门五21→3#喷射混合器12→2#冷却器14→阀门六22→满流槽5；在此过程中，硫酸泵9启动，通过1#喷射混合器10、2#喷射混合器11、3#喷射混合器12向硫铵母液中补入硫酸，利用变频控制的硫酸泵9调节加酸总流量，利用1#调节阀15调节2#喷射混合器11中硫酸的注入流量，利用2#调节阀16调节3#喷射混合器12中硫酸的注入流量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。