Вибір, обгрунтування і опис технологічної схеми

Одним з найважливіших показників якості сульфату амонію, що визначає ефективність його застосування, являється гранулометричний склад. Великокристалічна сіль, що має меншу питому поверхню граней, сорбує менше вологи, сірчаної кислоти і інших домішок, проявляє меншу схильність до злежування, легше вноситься в грунт, діє ефективніше на розвиток рослин.

Показники роботи без сатураторних установок у порівнянні з сатураторними: [15]

1) більш високий ступінь вилучення аміаку та піридинових основ з коксового газу;

2) поліпшений гранулометричний склад солі. Вміст фракцій >0,25 мм у сульфаті, отриманому на без сатураторній установці, складає 60-70 %, на сатураторній-13-25 %;

3) зниження гідравлічного опору газових апаратів, а отже, і витрати електроенергії на транспортування коксового газу через уловлюючу апаратуру.

Більш висока собівартість сульфату амонію, який отримується на без сатураторній установці (на 7-8 % вище, чим при його отримуванні в сатураторах) компенсується кращою якістю отримуваного продукту.

Для впровадження на ПАО ЕВРАЗ «Днепродзержинський КХЗ» пропонується наступна технологічна схема, що наведена на рисунку 4.1.

Коксовий газ 1, що містить аміак, поступає в паровий підігрівач Пр, де нагрівається до температури 65-70°С, потім направляється в абсорбер А, що є полим апаратом із форсуночним зрошенням, що складається з двох ступенів, - нижнього та верхнього, розділених між собою горизонтальною тарілкою.

 

 

 

Рисунок 4.1 Технологічна схема одержання сульфату амонію по без- сатураторному методу.

 

У нижньому ступеню абсорберу циркулює розчин 2, що містить близько 40% сульфату амонію і 1-1,5% вільної сірчаної кислоти. У верхньому ступеню абсорберу циркулює розчин 2.1 що містить від 20 до 30% сульфату амонію і 10-12% вільної сірчаної кислоти.

Після проходження нижнього і верхнього ступенів абсорбера коксовий газ проходить кислотну ловушку Л, що призначена для видалення бризок маткового розчину.

Кожен ступінь абсорбера має свою самостійну систему зрошування.

Так, з нижнього ступеня абсорбера розчин через гідрозатвір поступає в циркуляційний збірник слабкого розчину Зб1, звідки насосом Н6 подається на зрошування цього ж ступеня. Розчин же з верхнього ступеня абсорбера поступає в циркуляційний збірник міцного розчину Зб2, звідки насосом Н5 подається на зрошування верхнього ступеня абсорбера.

Подача розчину як в нижній, так і у верхній ступені абсорбера робиться на двох рівнях.

Сірчана кислота 3 і вода 4, необхідні для поповнення циркулюючих розчинів, подаються з напірних баків Нб в циркуляційні збірники першого і другого ступенів Зб1 і Зб2.

Частина маткового розчину з нижнього ступеня абсорбера безперервно відводиться в смоловідділювач Св, а звідти у збірник Зб3, з якого насосом Н4 подається вниз конічної частини трубчастого випарника В.

У смоловідділювачі виділяється велика частина смоли яка випливає на поверхню розчину і безперервно видаляється скребковим транспортером у смоляний ящик Зб4. Це забезпечує мінімальне попадання смолянистих речовин у збірник Зб3 і, отже, запобігає забрудненню сульфату амонію.

У випарнику В відбувається випарювання води з розчину і кристалізація сульфату амонію. Завдяки вакууму (тиск дорівнює 75 мм рт. ст.), що створюється двоступінчатим паровим ежектором, температура кипіння розчину дорівнює 50-60° С. Випарник обігрівається парою низького тиску 9.1, близько 2 кгс/см². У випарнику є внутрішня циркуляційна труба більшого діаметру, ніж трубки, внаслідок чого створюється термічна циркуляція розчину усередині апарату, яка сприяє росту кристалів.

Пульпа 6, що утворюється в нижній частині випарника, є сумішшю кристалів сульфату амонію (приблизно 50-60% від маси пульпи) і насиченого маткового розчину, подається в центрифугу безперервної дії Ц. Матковий розчин після центрифуги повертається в циркуляційний збірник Зб1 нижнього ступеня абсорбера. Туди ж поступає промивна вода з центрифуги.

Вологий сульфат амонію 8 з центрифуги поступає в сушарну установку С і далі в яму на склад.

Вакуум у випарнику створюється за допомогою парових ежекторів Пе1, Пе2, в які подається пара високого тиску 9. Між випарником і першим ступенем ежектора Пе1 встановлений поверхневий трубчастий конденсатор Пк, охолоджуваний водою. Між ступенями ежектора є також конденсатор П, охолоджуваний водою.

Конденсат гріючої пари 10, що утворюється у випарнику, поступає у збірник конденсату, а конденсати, що утворюються в конденсаторах Пк і П поступають у збірник брудного конденсату Зб5. З цього збірника конденсат передається на поповнення циклів або може використовуватися для інших цілей.

Таким чином, в циркуляційний збірник нижнього ступеня абсорбції Зб 1 поступають: розчин з нижнього ступеня абсорбера, вода для поповнення циклу, сірчана кислота з напірного баку Нб, матковий розчин з центрифуги Ц, а також надмірний розчин з циклу циркуляції верхнього ступеня абсорбера, зі збірника Зб2; у циркуляційний збірник верхнього ступеня абсорбера поступають: розчин з верхнього ступеня абсорбера, вода для поповнення циклу, сірчана кислота з напірного баку Нб, матковий розчин з ловушки Л.

В умовах постійної економічної нестабільності у світі попит на кокс Дніпродзержинського КХЗ також являється нестабільним. У періоди зниження попиту на кокс завод вимушений для зниження виробництва збільшувати періоди коксування, що негативно впливає на якість хімічних продуктів коксування. Це в свою чергу негативно впливає на роботу сульфатного відділення. Разом з порушенням технологічного режиму сульфатного відділення постійно порушується робота піридинового відділення, в результаті чого піридинові основи не отримуються. Одночасно з тим, при виведенні піридинового відділення на режим, порушується робота сатуратора.

Виробництво піридинових основ зв’язано з витратами сірчаної кислоти, енергетичними витратами, витратами на ремонт устаткування. А при низькому виробництві коксу кількість піридинових основ, які знаходяться в коксовому газі невелика.

Враховуючи все вище сказане керівництво Дніпродзержинського КХЗ прийшло до висновку,що виробництво піридинових основ економічно недоцільно. Тому на ПАО ЕВРАЗ «Днепродзержинський КХЗ» піридинові основи не виробляються.