9.3. Очистка коксового газа от аммиака
Обязательной для любого коксохимического производства является очистка газа от аммиака. Нормы допустимого содержания аммиака в газе: не более 0.03 г/Нм3, т.е. полнота извлечения аммиака из газа должна составлять 99.7 - 99.8 % масс.. Столь серьезные требования определяются чисто технологическими причинами:
по принятой отечественной технологии значительная часть аммиака, остающегося в газе, поглощается водой на стадии конечного охлаждения и десорбируется в атмосферу на градирнях;
аммиак с находящимся в газе цианистым водородом резко усиливает коррозию оборудования, образуя хорошо растворимое комплексное соединение
гексацианферрат -III-(NH4)4[Fe (CN)6];
остающийся в газе аммиак при сжигании превращается преимущественно в токсичные и коррозионно-опасные оксиды азота;
аммиак стабилизирует эмульсии воды и масла при улавливании бензольных углеводородов.
Серьезного влияния на общий баланс связанного азота аммиак коксового газа не оказывает. Достаточно сказать, что суммарные ресурсы его в СНГ не превышают 400 тыс. т, тогда как в 1985 г. в СССР было получено 24 млн. т синтетического аммиака, а мощность типового агрегата по производству синтетического аммиака составляет 450 тыс.т в год.
Однако, коль скоро извлекать аммиак из коксового газа технически необходимо, этот процесс должен быть организован с технико-экономических позиций наиболее эффективным путем.
В коксовом газе содержится 0.4 - 0.6 г пиридиновых оснований на 1 Нм3. Они могут быть уловлены совместно с аммиаком и представляют значительную ценность. Вопросы технологии переработки и пути применения оснований рассматриваются в гл.10.
9.3.1. Технология производства сульфата аммония
Производство сульфата аммония при улавливании аммиака коксового газа
- один из наиболее старых процессов производства минеральных удобрений. Его широкое распространение объяснялось следующим:
для улавливания аммиака используется наиболее доступная и дешевая из концентрированных кислот, иногда возможно использование отработанной серной кислоты, ресурсы которой значительны;
применение серной кислоты в качестве поглотителя делает возможным использование одноступенчатых абсорберов;
в отличие от других возможных поглотителей серная кислота может храниться и транспортироваться в емкостях из углеродистой стали;
сравнительно просто решаются вопросы защиты от коррозии оборудования;
представляется возможным совмещение в одном аппарате поглощения аммиака и получения кристаллического продукта;
возможно сочетание улавливания аммиака и пиридиновых оснований;
сульфат аммония - транспортабелен, сравнительно мало гигроскопичен.
Техническая революция 50 - 60-х годов XX века, резкое изменение уровня агротехники и производства минеральных удобрений создали принципиально новую ситуацию. Произошли коренные изменения в ассортименте минеральных удобрений. В настоящее время средняя концентрация питательных веществ в удобрениях составляет около 42% масс. против 21.2% масс. азота у сульфата аммония. Основным азотным удобрением является карбамид (45.5 % масс. азота).
Серьезным недостатком сульфата аммония как удобрения является также его кислый характер. Для сохранения урожайности необходимо интенсивное известкование почвы.
Развитие ряда органических производств, и в первую очередь производства капролактама и волокон на его основе привело к значительному увеличению, выпуска сульфата аммония. В среднем, на 1 т капролактама побочно производится 2.7 - 2.9 т сульфата аммония. В настоящее время в этой отрасли производится значительно больше сульфата аммония, чем в коксохимической промышленности. В результате суммарное производство сульфата аммония превышает потребность в нем, что приводит к существенному снижению цен на сульфат аммония. В большинстве стран его реализация не окупает затраты на приобретение серной кислоты.
Особые трудности возникают при сбыте сульфата аммония, производимого наиболее распространенным в коксохимии СНГ методом - сатураторным. В этом процессе невозможно приготовить крупнокристаллический продукт с регулируемым размером зерна, тогда как главным требованием сельского хозяйства является производство крупнокристаллических или гранулированных удобрений с размером частиц 1 - 3 мм не менее 90 % масс, 2 - 3 мм не менее 50 % масс, размером менее 1 мм - не более 1 % масс. В течение 6 месяцев удобрения должны сохранять рассыпчатость и должна обеспечиваться 97 % масс. сохранность исходного гранулометрического состава. Необходимо переходить к процессам, позволяющим при сохранении выпуска сульфата аммония коренным образом улучшить его качество. С этой целью в разное время организовывалось производство крупнокристаллического сульфата аммония.
В настоящее время в коксохимической промышленности России и СНГ более 80 % масс. аммиака улавливается в сатураторном процессе, остальной аммиак улавливается в различных вариантах бессатураторных схем производства сульфата аммония.
Сульфат аммония должен соответствовать требованиям, приведенным в табл. 9.6.
Названные требования не соответствуют (кроме требований к качеству гранулированного продукта) нормам сельского хозяйства, что чревато значительным снижением цен на кристаллический продукт, и в особенности на продукт первого сорта.
Получение сульфата аммония в сатураторах.
При получении сульфата аммония в сатураторах совмещены абсорбция аммиака и получение кристаллического продукта в одном аппарате.
Относительно малая степень гидролиза бисульфата и сульфата аммония, а также использование определенного избытка кислоты (бисульфата аммония) позволяет достаточно полно улавливать аммиак даже при высокой температуре в сатураторе (55 - 60°С).
Известно, что возможность получения крупных кристаллов и управления этим процессом зависит от того, будет ли обеспечено незначительное пересыщение раствора.
Таблица 9.6. Требования к качеству сульфата аммония
Организованный рост основной массы кристаллов преимущественно за счет увеличения размеров уже имеющихся центров кристаллизации возможен, если пересыщение раствора отвечает "метастабильной" области между кривыми насыщения и минимального пересыщения. Для сульфата аммония допустимое пересыщение не должно превышать 4 г/дм . Фактически же в зоне абсорбции пересыщение составляет десятки, а то и сотни г/дм3, что и приводит к спонтанному образованию большого количества новых центров кристаллизации.
Увеличение размеров кристаллов в суспензии, находящейся в сатураторе, возможно только за счет протекающих в ней процессов растворения-кристаллизации, которые при достаточно длительном пребывании кристаллов в аппарате, достаточной концентрации кристаллов в суспензии и интенсивном перемешивании приводят к растворению мелких частиц и увеличению размеров крупных частиц.
На рис. 9.5 и 9.6 показаны типовая схема получения сульфата аммония в сатураторе и конструкция типового сатуратора.
Основные положения, важные для оптимизации работы сатуратора, приведены ниже:
Температура ванны сатуратора должна быть 50 - 55 °С, хотя для полного улавливания и приготовления более крупных и прочных кристаллов предпочтительными были бы меньшие температуры. Относительно высокая температура в сатураторе определяется условиями "водяного баланса сатуратора" и связана со сравнительно высокими температурами газа после первичных холодильников.
Избыточная кислотность в сатураторе поддерживается в пределах 3 - 4 % масс. При этом определяющее значение имеет не абсолютная величина кислотности, а ее стабильность. По этой причине сульфатное отделение оснащено системой автоматического поддержания стабильной кислотности (датчик - стеклянный электрод, помещаемый обычно в кристаллоприемник, управление - изменением подачи серной кислоты в цикл).
В маточном растворе должно быть ограничено содержание примесей (ионов железа, алюминия, мышьяка, кадмия, органических веществ, смолистых материалов). Для приготовления сульфата аммония высокого качества надо использовать высококачественную, чистую серную кислоту, принимать меры к уменьшению коррозии оборудования, тщательно очищать газ от остатков смоляного аэрозоля в электрофильтрах.
Рис. 9.5. Типовая технологическая схема получения сульфата аммония в сатураторе: 1 - паровой подогреватель; 2 - сатуратор; 3 - напорный бак серной кислоты; 4 - циркуляционная кастрюля; 5 - циркуляционный насос; 6 - кислотная ловушка; 7 - кристаллоприемник; 8 - кастрюля обратных токов; 9 - центрифуга;10- cушилка; 11 – насос
.
Рис. 9.6. Типовой сатуратор:
1 - шлемовая труба; 2 - газоподводящий патрубок; 3 - барботажный зонт; 4 - ажитатор.
Требования, необходимые для оптимальной работы сатуратора вступают в противоречие с экономическими расчетами. Отработанная серная кислота как коксохимического, так и других органических производств в несколько раз дешевле чистой контактной серной кислоты. Однако это привлекательное сырье содержит, как правило, растворенные и эмульгированные органические соединения, различные соли, ионы железа, что ухудшает качество получаемого сульфата аммония. Поэтому при использовании отработанных кислот необходимо тщательное исследование их состава, подбор условий, способствующих уменьшению влияния примесей и, естественно, обеспечение достаточно стабильного использования кислоты данного типа, а также поддержание стабильного соотношения между отработанной и чистой серной кислотой.
Особенности эксплуатации сатураторных схем.
Основные технические решения в сульфатных отделениях разработаны в 30 - 40-х годах XX в. Так, для поддержания теплового баланса сатуратора предполагается установка газового подогревателя на случай, если из-за использования серной кислоты пониженной концентрации или при подаче избыточных количеств воды в систему, теплоты образования сульфата аммония (1.173 МДж/кг) окажется недостаточно для испарения всей избыточной воды.
При конструировании и эксплуатации сатуратора значительное внимание уделяется организации перемешивания раствора в сатураторе.
Перемешивание в сатураторе не оказывает такого большого влияния на крупность кристаллов, как в организованных системах кристаллизации, главным образом, потому, что пересыщение снимается в зоне абсорбции с образованием мелких кристаллов. Однако усиление турбулизации среды, уменьшение сопротивления пограничной пленки и в результате - значительное увеличение скорости диффузии у поверхности кристаллов благоприятно влияет на увеличение скорости процессов "растворение - кристаллизация", способствующих укрупнению частиц. Важно также создание восходящих потоков, обеспечивающих вынос мелких частиц. Интенсивность перемешивания в сатураторе дает эффект только при оптимальных значениях температуры и кислотности, а также при сведении к минимуму количества загрязнений. Самым эффективным перемешиванием не удается компенсировать накопление в маточном растворе ионов Fe3+, сорбирующихся на поверхности кристаллов и препятствующих их росту.
Перемешивание осуществляется как за счет циркуляции раствора между сатуратором, циркуляционной кастрюлей и сборником маточного раствора, так и путем установки внутренних перемешивающих устройств. Практически всегда используется циркуляция раствора: часть раствора подается через перелив, далее перетекает в сборник, где и отстаивается кислая смолка, а затем из сборника раствор возвращается в сатуратор.
Важной функцией циркуляционной кастрюли и сборника маточного раствора является отделение кислой смолки, образующейся из смоляного аэрозоля, имеющегося в газе, продуктов полимеризации непредельных соединений и органических веществ, принесенных с отработанной серной кислотой. Если интенсивная циркуляция раствора осуществляется в контуре сатуратор-циркуляционная кастрюля - сатуратор, то отделение кислой смолки от маточного раствора затруднено. Ограниченный объем циркуляционной кастрюля (5 - 6 м3 ) при кратности циркуляции до 100-200 м3/ч не позволяет отстаивать смолку, что и приводит к подаче в сатуратор мелкодисперсной стабильной эмульсии и загрязнению сульфата аммония смолистыми веществами. Вовлечение в циркуляцию сборника маточного раствора более оправдано. На ряде предприятий применяют циркуляцию в контуре сатуратор - насос - сатуратор. В этом случае маточный раствор забирается в средней части сатуратора насосом и подается в установленный в нижней конической части сатуратора инжекционный насос - ажитатор через специальное сопло. При этом током раствора инжектируются дополнительные количества маточного раствора и создается интенсивное вертикальное перемешивание содержимого сатуратора.
Возможны и другие варианты внутреннего перемешивания, например, использование газовых ажитаторов, в которых перемешивание осуществляется за счет подачи в сатуратор сжатого коксового газа.
Спорным оказывается часто встречающееся утверждение о том, что положительным является перемешивание верхних слоев маточного раствора с помощью газа, выходящего из барботажного зонта. Дело в том, что к нижней поверхности зонта по всей окружности прикреплены направляющие лопатки, расположенные под углом к радиусу зонта. В результате коксовый газ при барботаже приводит во вращение маточный раствор. Это крайне неблагоприятно влияет на работу сатуратора. Вращение раствора в ванне сатуратора не способствует, а препятствует перемешиванию, создавая условия для осаждения кристаллов на стенках сатуратора, куда они отбрасываются возникающими при вращении центробежными силами.
Вращение приводит к возникновению воронки, край которой перемещается по стенке сатуратора, и положение его изменяется даже при незначительных (и неизбежных при работе) колебаниях скорости газа. В связи с тем, что наиболее интенсивно испаряется жидкость с пленки раствора на стенке аппарата, именно здесь происходит интенсивное осаждение мелкодисперсного сульфата аммония. Это приводит к постепенному образованию кольца соли, к уменьшению свободного сечения сатуратора и в результате увеличению линейной скорости газа и усилению выноса брызг маточного раствора в кислотную ловушку. Естественно, что при этом происходит и увеличение сопротивления сатуратора. Оно увеличивается в 2.0 - 2.5 раза за две-три смены, что и делает необходимым систематическую промывку сатуратора.
Струйный режим барботажа при типовой конструкции зонта малоэффективен, а поэтому зонт приходится заглублять, что увеличивает сопротивление сатуратора. Таким образом, традиционная конструкция зонта, к тому же размещенного соосно с сатуратором, что вызывает упомянутое выше вращение его содержимого, неудачна и приводит к увеличению сопротивления аппарата, увеличению сопротивления во время работы, усилению брызгоуноса и интенсивному отложению соли на стенках аппарата.
Возможны и другие конструкции зонтов, обеспечивающие более эффективный режим барботажа. Их применение позволило бы заметно уменьшить заглубление зонта и снизить сопротивление сатуратора.
Отложение солей, возможное практически во всех участках тракта раствора, усиливается, таким образом, из-за неудачной конструкции типового сатуратора.
Серьезно увеличивается опасность отложения солей и при колебаниях кислотности маточного раствора. Анализ изотерм растворимости сульфата аммония в присутствии избыточной кислоты показывает, что в обычном диапазоне избыточной кислотности (1 - 5 % масс.) увеличение кислотности повышает общее солесодержание раствора. Любое уменьшение кислотности приводит к выпадению из раствора больших количеств мелких кристаллов сульфата аммония.
Выше отмечено значительное увеличение сопротивления аппарата и усиление брызгоуноса в результате отложения кристаллов.
Чтобы предупредить забивание сатуратора солью, его промывают конденсатом водяного пара или, при его отсутствии, технической водой при 80 - 90 °С, при этом рабочая кислотность раствора должна поддерживаться стабильной. Расход воды на промывку сатуратора составляет 25 - - 35 м3. Промывка осуществляется по графику, учитывающему реальные темпы отложения солей. Предпочтительна ежесуточная промывка.
Сульфат аммония высшего сорта должен быть бесцветным. Источниками окрашивающих загрязнений оказываются смолистые вещества, а также соли железа, поступающие в маточный раствор с серной кислотой. Железо, находящееся в маточном растворе, образует при нейтрализации раствора на пиридиновой установке гексацианоферрат железа, известный также под названием "берлинская лазурь", нерастворимый в маточном растворе и образующий в последнем окрашенный мелкодисперсный шлам, стабилизирующий эмульсию смолы в маточном растворе, способствующий осаждению смолки на поверхности кристаллов. При малом содержании железа в маточном растворе шлам экстрагируется смолкой, всплывающей на поверхность раствора.
Следует ограничивать содержание железа в поступающей серной кислоте (не более 0.02 % масс), а также и в маточном растворе (не более 0.5 г/дм), используя, в частности, отстаивание шлама гексацианоферратов и гидроксидов железа из нейтрализованного на пиридиновой установке раствора, а также принимая меры по уменьшению опасности коррозии и по уменьшению образования гексацианоферратов на пиридиновой установке.
При эксплуатации сатураторов приходится сталкиваться со вспениванием раствора Это явление вызвано появлением в растворе примесей, понижающих поверхностное натяжение раствора и стабилизирующих пену. Такими примесями оказываются шлам гексацианоферратов, а также соединения мышьяка, поступающие с серной кислотой; сульфокислоты алкилбензолов, поступающие с регенерированной кислотой. Пенообразование усиливается также при понижении кислотности маточного раствора. Вспенивание усиливает унос маточного раствора в ловушку и газопроводы и может привести к прорыву коксового газа через гидрозатвор циркуляционной кастрюли. Средством предотвращения вспенивания оказывается контроль за составом раствора и поступающей кислоты, а также в экстренных ситуациях добавление в раствор поглотительного масла, повышающего поверхностное натяжение раствора и экстрагирующего стабилизаторы пены.
Для укрупнения кристаллов на некоторых предприятиях применяют в сатураторах или вне их различные гидравлические классификаторы, в которых в восходящем потоке отделяют мелкие частицы от крупных кристаллов, направляемых на фильтрующие центрифуги.
Для отделения кристаллов от маточного раствора используют типовые фильтрующие центрифуги с пульсационной выдачей соли по одно - и чаще двухкаскадной схеме с горизонтальным валом. На центрифугах кристаллы промывают от маточного раствора конденсатом пара или горячей (80 - 90°С) технической водой. Совершенно недопустима промывка соли, как и любых трубопроводов или аппаратов сульфатного цеха, надсмольной водой.
При фуговании получают кристаллы, содержащие до 2 % воды масс, поэтому необходима их сушка. Последнюю на большинстве предприятий осуществляют с помощью сушилок. Дополнительное охлаждение соли после подсушки позволяет уменьшать ее слеживание и повышает рассыпчатость соли. На поверхности теплых частиц находится пленка насыщенного при данной температуре раствора соли. При охлаждении соли в штабеле, мешке или вагоне по мере охлаждения этого раствора выделяются мелкие кристаллы, которые цементируют смежные частицы, соединяя их в единый монолит. Охлаждение кристаллов в сушилке исключает эту опасность.
Очевидные преимущества центрифуг непрерывного действия в то же время не снимают такого их существенного недостатка, как измельчение частиц. Так, средний размер частиц, образующихся в сатураторе, из-за перетирания на центрифуге и измельчения в сушилке уменьшается в 2 - 3 раза. Измельчение усиливается еще и потому, что значительная часть частиц, образующихся при массовой кристаллизации в сатураторе, представляет собой сростки кристаллов, которые в сушилке легко разрушаются с образованием пыли, которую приходится улавливать
На многих предприятиях для уменьшения опасности слеживания сульфата аммония частицы его перед сушилкой обрабатывают растворами поверхностно-активных веществ - чаще сульфанола, которые гидрофобизируют поверхность частиц.
Гранулирование мелкодисперсного сульфата аммония.
То обстоятельство, что в сатураторе невозможно получить сульфат аммония, отвечающий требованиям высшей категории качества, очень существенно ухудшает экономику коксохимического производства. Поэтому на предприятиях, получающих сульфат аммония в сатураторах и не имеющих близких перспектив перехода к другим технологиям улавливания, может оказаться целесообразным гранулирование мелкокристаллического сульфата аммония, получаемого в сатураторе.
Малая пластичность сульфата аммония, нестабильность его в расплавленном состоянии не позволяет применять для этого приемы, используемые при гранулировании большинства минеральных удобрений, кроме гранулирования на валковых прессах. Принципиальная схема гранулирования состоит из нескольких стадий:
прессование мелкокристаллического сульфата аммония в валковых прессах;
отделение выходящей из пресса твердой плитки от просыпи мелкозернистого сульфата аммония;
дробление в ударно-отражательной дробилке спрессованной плитки и частиц класса +4 мм;
классификация дробленой плитки в виброгрохотах с выделением классов +4 мм, 4 - 1 мм и -1 мм;
возвращение класса +4 мм на дробление и класса -1 мм на повторное гранулирование, передача класса от +4 до -1 мм на склад готовой продукции.
Получаемый продукт представляет собой гранулы неправильной формы с острыми углами и гранями. При перегрузках и транспортировке они окатываются и частично разрушаются, что ухудшает гранулометрический состав продукта и повышает пылеобразование. Поэтому на крупных предприятиях рекомендуют проводить дополнительную шлифовку и обеспыливание такого продукта в аппаратах кипящего слоя. Введение этой стадии предполагает, естественно, дополнительный узел классификации механически обработанного продукта. При гранулировании велико количество ретура, т.е. продукта, возвращаемого на повторное дробление или гранулирование. Его количество может достигать 50 - 60 % масс. от исходного продукта.
Определенное повышение производительности установок возможно при совершенствовании узла удаления воздуха из зоны прессования, а также в случае использования прессов с профилированной поверхностью валков. Применение гранулирования прессованием позволяет получать гранулы нужных размеров, прочные и неслеживающиеся. Однако процесс сложен, связан со значительными капитальными затратами и циркуляцией больших объемов соли. Усилия, возникающие при прессовании, как и малая пластичность сульфата аммония, приводят к сильному износу валков и подшипников валков.
Получение крупнокристаллического сульфата аммония.
Для выращивания крупных кристаллов сульфата аммония используют так называемые "бес-сатураторные технологии", в которых на стадии абсорбции получают ненасыщенный раствор соли, подвергающийся вакуум - выпарке в условиях интенсивной циркуляции, обеспечивающей незначительное пересыщение и управляемый рост кристаллов.
Бессатураторные способы.
Абсорбция аммиака с получением ненасыщенного раствора сульфата аммония, имеющего оптимальную для выращивания крупных кристаллов избыточную кислотность (около I % масс), можно осуществлять в аппаратах различных типов: противоточных абсорберах (2 - 3 тарелки), скрубберах Вентури, форсуночных аппаратах и т.п. На отечественных установках используют преимущественно двухступенчатые форсуночные абсорберы, хотя эти аппараты и обладают определенными недостатками.
Коксовый газ поступает в нижнюю часть первой секции форсуночного абсорбера, где через форсунки орошается раствором с кислотностью не более 0.8 - 1.0 % масс., затем через внутреннюю ловушку газ поступает в верхнюю секцию, где и орошается раствором с кислотностью 8-10 % масс. Удельная плотность орошения составляет в каждой из секций 3-4 дм3/Нм3 газа.
Концентрация сульфата аммония в растворе первой ступени составляет около 40 % масс. Циркулирующая жидкость из каждой секции подается в свой сборник, откуда насосами вновь возвращается в цикл. Переток из второго в первый цикл регулируется по величине кислотности первого цикла. Подача серной кислоты и конденсата для пополнения циклов автоматически регулируется по показаниям кислотомеров и плотномеров. Часть маточного раствора из первой секции через специальный смолоотделитель отводится в сборник, а оттуда на установку вакуумной кристаллизации.
На большинстве коксохимических предприятий, работающих по бессатураторной схеме, используют заимствованные у английской фирмы Симон-Карве кристаллизаторы с циркуляцией пульпы по схеме "термосифона". Раствор сульфата аммония подается в нижнюю часть аппарата и включается в цикл пульпы. Циркуляция создается благодаря тому, что раствор, нагреваясь в трубках, вытесняется более плотной пульпой, опускающейся в центральной трубе аппарата, поступает в зону испарения, где поддерживается вакуум 91 кПа с помощью эжектора (парового) и поверхностного конденсатора.
При этом часть раствора испаряется, возникающее пересыщение снимается благодаря росту кристаллов, содержащихся в пульпе, и тяжелая охлажденная пульпа опускается по центральной трубе. Кристаллы осаждаются в конической части аппарата и пульпа выводится на центрифугу. На установках этого типа получают частицы размером 0.3 - 1.0 мм, что соответствует нормам высшего сорта, но не отвечает требованиям сельского хозяйства к гранулометрическому составу удобрений.
Кристаллы, однородные и отвечающие по размеру гранулам, могут быть получены только в кристаллизаторах со взвешенным слоем кристаллов.
В таких аппаратах из зоны испарения раствор с минимальным пересыщением поступает в кристаллизатор, где поддерживается взвешенный слой растущих кристаллов. Пересыщение снимается преимущественно в этом слое. Вновь образующиеся центры кристаллизации и мелкие кристаллы с раствором подаются в подогреватель, где растворяются. Подогретый раствор поступает в зону испарения. Возможность получения кристаллов размерами 1-4 или 2 - 4 мм приводит в то же время к увеличению размеров кристаллизатора (объемная производительность 40-70 кг/м3 • ч).
Очень важным условием хорошей работы подобных аппаратов является тщательная шлифовка всех поверхностей, соприкасающихся с пересыщенным раствором, так как снятие пересыщения на неровностях и шероховатостях возможно даже при очень малом пересыщении; при этом образуются инкрустации.
Бессатураторные схемы имеют меньшее, чем сатураторные, гидравлическое сопротивление - 2.0 - 2.25 кПа, но отличаются большим расходом пара (0.18т пара давления 1.0 - 1.5 МПа - на вакуум-эжекторы и 1.5 - 2.0 т пара давления 0.3 - 0.4 МПа - на выпарку в расчете на 1 т соли).
При изготовлении сульфата аммония в бессатураторном процессе вместо сушилок кипящего слоя обычно используют более громоздкие и менее эффективные барабанные сушилки.
Серная кислота в производстве сульфата аммония.
Обычно на завод поступает кислота концентрации от 76 - 78 до 92 - 94 % масс. Как известно, кислота концентрацией свыше 70% масс. не вызывает коррозии углеродистой стали и может храниться и транспортироваться в хранилищах и цистернах из углеродистой стали. Большую коррозионную опасность представляет регенерированная серная кислота, которая может иметь концентрацию ниже 70 % масс. или содержать органические сульфокислоты, не способные к образованию защитных оксидных пленок на поверхности металла. Такие кислоты должны храниться либо в отдельных футерованных емкостях, либо добавляться в строго определенных соотношениях к более концентрированной свежеполученной серной кислоте.
Опасны примеси оксидов азота в серной кислоте. Они образуют с серной кислотой нитро-зилсерные кислоты, обладающие более широким спектром коррозионного действия, чем сама серная кислота. Защитные покрытия из свинца, очень стабильные в среде серной кислоты и маточного раствора, мало устойчивы по отношению к нитрозилсерной кислоте. Возникает опасность глубокой и зачастую неожиданной коррозии, выводящей оборудование из строя. Поэтому на некоторых предприятиях, применявших серную кислоту собственного производства, содержащую заметные количества оксидов азота, использовались специальные установки денитрификации, на которых кислота продувалась воздухом с целью десорбции оксидов азота.
Хорошо известная гигроскопичность серной кислоты заставляет принимать специальные меры при ее хранении и перекачках, позволяющие уменьшить сообщение кислоты с атмосферой. При работе в зимнее время важно правильно подбирать концентрацию серной кислоты, чтобы исключить ее застывание в емкостях и трубопроводах. Серная кислота, точнее, триоксид серы, образует с водой ряд соединений, отличающихся температурами кристаллизации:
На всякий случай, емкости для хранения серной кислоты снабжены встроенными змеевиками, в которые может быть подан пар.