碳铵工艺技术方案

碳酸氢镂工艺技术方案

4.

34.

3.1碳镂装置工艺概述

4.

3.

1.1产品规模和规格1年操作日年操作日300天/年2产品产量时产量农用碳镂

31.25吨+食品碳镂

14.58吨日产量H00吨年产量330000吨3产品规格农用碳酸氢钱产品质量符合国标GB3559-2001的规定，主要指标见下表:表4-9碳酸氢镂主要质量指标表指标项目湿碳酸氢镂优等品一等品合格品氮含量N

217.

217.

116.8水分H

03.

03.

55.02注优等品和一等品必须含添加剂食品碳酸氢钱产品质量符合国标GB1888-2008的规定，主要指标见下表:表4-10350t/d食品碳镂质量f旨标表项目指标总碱量以NH4HCO3计,w/%氯化物以C1计，w/%

0.

0030.007硫的化合物以SOi计,w/%不挥发物，w/%

0.05神As,w/%

0.0002重金属以Pb计，w/%

0.

00054.

3.

1.2碳镂装置工艺技术方案1工艺生产方法的比较碳化生产流程根据压力的不同总的可分为低压碳化和高压碳化目前生产中采用的有以下几种操作压力1低压碳化采用低压碳化压力为

0.

30.34MPa进入碳化系统〜2高压碳化采用高压碳化压力为

0.

60.7MPa〜2工艺技术选择碳化生产流程操作压力虽有大小不一，但碳化系统的生产工艺过程和操作控制原理相同，上述二种方法技术均成熟可靠由于高压碳化不但可以把原料气中二氧化碳和氨清除得比较干净，而且该项目是由天然气为原料生产合成氨，以氨及副产的C02和部分弛放气为原料生产碳酸氢镂因此本项目的可研报告则选择采用

0.7MPa左右高压并联碳化流程，用浓氨水吸收二氧化碳，同时产出成品农用及食品碳酸氢镂作为碳铁装置的工艺方案3碳钱装置工艺原理及流程叙述1工艺原理用氨水吸收二氧化碳，在很早以前就用于焦炉气深度冷冻前少量二氧化碳的脱除，我国的小合成氨厂将此法发展成为碳化法合成氨生产流程氨水溶液的碳化过程是一个伴有化学反应的吸收过程，其总反应如下CO+NH+H O=NH HCO23243吸收过程的总反应按如下两个反应进行2NM+C0+H0=NHI2cO3碳酸镂122NH3+C0+H0=NH.,HC03碳酸氢氨222实际上的反应过程是氨与二氧化碳首先反应生成氨基甲酸镂2NH+C02=NH.IC00NH32氨基甲酸核水解进一步反应生成碳酸氢镂NH C00NH+H0=NH4HCO3+NH3422氨和水作用生成氢氧化镂NH+H0=NH0H324水解的碳酸氢镂与氢氧化镂作用生成碳酸镂NH HC0+NH0H=（NH1）2cO3+H2O434碳酸镂再吸收二氧化碳生成碳酸氢镂（NH）C0+C0+H0=2NH4HCO342322实际上反应过程是比较复杂的，具体的反应机理尚有待进一步研究，但大致反应可分述如下A.吸氨过程气氨溶于水中，大部分与水结合成一水合氨（气）+H0（液）=NH.H O（溶液）NH3232氨水一水合氨由于母液稀氨水中尚存在NH/、NH COO-,C（V一等离子因此，吸氨过程在溶液中还存在下2列可逆反应，并重新建立各离子之间的平衡NH3（溶）+HCOB=NHzCOCT+H02氨碳酸氢根离子氨基甲酸根离子水NH（溶）+HCO-=NH++C02-3343B.碳化过程首先，二氧化碳从气相溶解于液相C0（气）=C0（液）22二氧化碳二氧化碳溶解态的二氧化碳与溶液中的游离氨（水合和未水合的氨分子）形成氨基甲酸镂（NH C00NH）42C0（液）+2NH3（液）=NH.C00NH2（液）2二氧化碳氨基酸氨基甲酸核随后，溶液中的氨基甲酸镂水解形成碳酸氢镂或碳酸镂NH1COONH2=NH2coerNHJ+氨基甲酸镂钱离子氨基甲酸根离子NH C00-+H2O=NH3+HC0,3-2氨基甲酸根离子水氨碳酸氢根离子NH+HC0=NHj+co r33氨碳酸氢根离子镂离子碳酸根离子在碱性较强的溶液中主要形成C02-,而在PH值8-

10.5之间或高浓度C032一的溶液中主要形3成HC0J据测定，当碳化塔溶液中碳化度由115%增加到155%时，溶液的PH值由

9.40降低到

8.58因此，碳化主塔内主要是生成碳酸氢镀在碳化过程中，随着碳酸氢镂的不断生成，当溶液中碳酸氢钱的浓度超过它在该温度下的溶解度时，便以结晶形成析出止匕外，由于原料气中含有大量惰性气，当原料气通过碳化塔、预碳化塔时，与浓氨水接触，就会有氨气从溶液中脱吸出来其反应如下NH.H0=NH3t+H0i22一水合氨氨水在氨回收过程中，用软水吸收原料气带出的氨和部分C02,循环使用碳酸氢俊结晶经过离心分离与溶液机械分离，得到成品碳酸氢钱2工艺流程叙述该碳镂装置流程，属于高压并联碳化流程该流程由下述工序组成•压缩工序•碳化工序•离心分离、干燥工序•吸氨工序工艺流程说明参见工艺流程图A.压缩工序来自合成氨装置脱碳工序的产品CO2气，通过原料气水分离器02S0102至CO2压缩机02C0102ab入口经压缩机压缩至

0.7MPaA与同样来自合成氨氢回收装置补充的弛放尾气在C02压缩机出口混合，再与来自碳化工序综合塔02T0102顶的通过尾气水分离器02S0101至尾气循环压缩机02C0101ab压缩至

0.7MPaA循环使用的尾气一起配成混合气干基计，CM0%V,进入碳化工序B.碳化工序配成的混合气干基计，C040%V,压力

0.7MPaA、温度W38℃,进入双系列并联的碳化塔主2塔02T0201T/2的底部在碳化塔上部加入从碳化泵02P0201abc来的碳化液此碳化液为来自固定副塔并被预碳化的预碳化液，与混合气逆流鼓泡接触，吸收其中的二氧化碳，大部分CO2被吸收生成碳酸氢钱结晶含CO2约10%Vol%的气体从主塔顶出来，进入碳化副塔，被从综合塔来的浓氨水吸收C02后，含CO2约10%Vol%的气体再进入综合塔底部，分别被综合塔固定副塔段浓氨水吸收CO2使尾气中的C02含量小于

0.4%Vol%,进入综合塔上部回收清洗段，经清洗段脱盐水吸收C02和清洗NL后，CO2含量小于

0.4%Vol%NH3含量小于

0.07%Vol%,压力为

0.5MPaA的尾气经尾气水分离器至尾气循环压缩机压缩至

0.7MPaA配成混合气后再进入碳化工序循环使用、在综合塔回收清洗段上部，加入经过软水冷却器02E0201冷却至20°的软水进入回收清洗塔上部，在回收清洗段通过筛板进入吸收，用以回收气体中的阳和C02,保证尾气合格碳化主塔在吸收后C0,生成碳俊结晶，大部分以悬浮液送到后工段，少量结晶粘附在塔壁和2冷却水箱上，影响水箱换热生产中每一2个班次将碳化主、副塔调换1次，将有结晶的主塔调换为副塔，由浓氨水在内鼓泡清洗溶化结晶碳镂C.离心分离、干燥工序在进入双系列并联的碳化塔02T0201-1/2中生成的碳酸氢镂固体悬浮液，含结晶40%左右的悬浮液从塔下部取出，送入稠厚器02S0401,然后流入离心机02C0401分离，使碳酸氢铉结晶与母液分离，得到湿的碳酸氢镂成品其中一部分湿的碳酸氢钱作为农用碳酸氢镂成品经皮带称称重包装后送去成品仓库另一部分湿的碳酸氢镂经螺旋输送机02L0401送入热风干燥管02L0402热风干燥管底部通入来自空气鼓风机02C0402并经空气加热器02E0401预热后的热空气，通过气流输送把干燥后的碳酸氢镂送至旋风分离器02L0403进一步分离，得到食品级碳酸氢钱成品食品碳酸氢镀成品经皮带称称重包装后送去成品仓库出离心机的液体称为母液，含有穿漏的碳酸氢镀结晶，进入晶液分离器02S0402,液体经溢流管进入母液贮槽02V0302ab下部的晶浆经滤液泵02P0401ab返回稠厚器o出旋风分离器含粉尘的气体经引风机02C0403进入尾气洗涤塔02T0401底部与从上部填料床层喷淋加入的软水作吸收剂，下部填料床层喷淋加入自底部尾洗塔循环泵02P0402ab并经尾洗塔循环冷却器02E0402冷却后的循环液作吸收剂进一步吸收出尾气洗涤塔的吸收液送入稀氨水槽02V0303出尾气洗涤塔的气体通过压力调节阀排入大气oD.吸氨工序综合塔回收清洗段上部加入的软水，吸收放空尾气中的氨，生成4%Wt%的稀氨水，送入稀氨水槽02V0303母液贮槽的母液与稀氨水贮槽的稀氨水混合后经吸氨泵02P0302ab送入吸氨o喷射器02X0301,与界区外送来的液氨经液氨蒸发器02E0301后的气氨进行反应，制成浓氨水，浓氨水经吸氨冷却器02E0302冷却后，送入浓氨水贮槽，用浓氨水泵02P0301ab送到综合塔的副塔段，在塔内吸收一部分CO2而生成高碳化度浓氨水液，经浓氨水加压泵加压后送入碳化副塔，副塔氨水吸收CO2后，还溶解部分结疤成预碳化液，由碳化泵送入碳化主塔塔内，进一步吸收C02并生成碳酸氢钱结晶离心机分离得到的母液进入母液贮槽，与稀氨水一起被吸氨泵打入吸氨喷射器中吸氨而做成浓氨水，形成循环按生成碳酸氢镂的化学平衡，即生成1吨碳酸氢钱在理论上需要加软水256Kg,加上生成来的4%Wt%的稀氨水，用吸氨喷射而生成为浓氨水循环的方法，可不排放稀氨水，故而本工序无废水排放表4T1消耗定额以一吨产品碳钱计序号项目规格单位数量1液氨100%NH3计kg

220.92co100%C02计kg

563.223循环冷却水

88.9*n4脱盐水kg

256.05电kwh

54.5*4碳钱装置主要设备概述1主要设备选型A.碳化塔碳化工序中的主要设备为碳化塔，碳化塔主要结构型式与传统碳镀碳化塔基本一样，为满足工艺要求本塔采用内径3000mm,高度16000mm,内件设有冷却水箱14层，分上、中、下三部分，每层互错设置有6个U型@420左右的水箱，U型冷却管材料为625X

2.5的SS304不锈钢管，冷却面积约HOOm,本方案主要考虑了材质的选择，以前大部分采用碳钢加防腐冷却管，这一次采用SS304不锈钢管相比碳钢防腐寿命长，比全部采用铝管合理因为在塔的中、下部出现大量的碳镂结晶体，由于纯铝管不耐冲刷和腐蚀故寿命较短，现改为SS304不锈钢管可提高使用寿命，大大减少更换水箱次数，这样既节省了费用又增加了产量从而提高了效益B.离心机离心机是离心分离工序的主要设备，主电机带动转鼓全速旋转，物料由进料管连续引入，均匀分布到转鼓内段滤网壁上，在离心力作用下，液相物穿过滤网和转鼓壁滤孔排出转鼓，经机壳排液管排出机外，固相物截留在转鼓内，形成环形滤饼层推料盘与转鼓同时旋转的同时，在活塞推动下，连续轴向往复运动，推动滤饼层间歇不断地向转鼓外端移动排出转鼓，从前机壳底部排出机外离心机选用卧式活塞单级推料、连续操作带式过滤离心机，离心机为六开二备生产能力8〜12T/h,含湿量小于3%,适合分离含固相物粒度大于

0.1mm,浓度大于40%的悬浮物C.C02压缩机C02压缩机为二段离心式压缩机合成氨装置脱碳工序来的C02压力

0.13MPa A,温度40℃,CO2纯度最低

98.5%o压缩机为一开一备排出压力

0.7MPa A,温度W38℃D.尾气循环压缩机尾气循环压缩机为离心式压缩机，压缩机为一开一备压缩机吸入压力

0.5MPa A,排出压力

0.7MPa A,温度＜38℃2碳镂装置主要设备表表4T2碳镂装置主要设备表位号名称数量主要材料备注压缩工序02S0101尾气水分离器1SS02S0102原料气水分离器1CS02C0101ab1+1SS+CS尾气循环压缩机全套含段间分离器及冷却器02C0102ab C02压缩机全套1+1SS+CS含段间分离器及冷却器碳化工序02T0201abc-l碳化塔T2SS+CS02T0201abc-2碳化塔-22SS+CS02T0202-1综合塔T1SS+CS02T0202-2综合塔-21SS+CS02E0201软水冷却器1CS02P0201ab2+1SS浓氨水泵固定副塔与吸氨公用02P0201abc碳化泵2+1SS位号名称数量主要材料备注吸氨工序02E03011SS液氨蒸发器02X0301吸氨喷射器1SS02E0302吸氨冷却器1SS02V0301ab浓氨水贮槽1+1SS02V0302ab母液贮槽1+1SS02P0301ab吸氨泵1+1SS02V0303稀氨水贮槽1SS02V0305吸氨冷却器液位槽1SS离心分离工序02S0401稠厚器1SS02S0402晶液分离器1SS02C0401离心机6+2SS+CS02P0401ab滤液泵1+1SS02L0401螺旋输送机1SS02L0402热风干燥管1SS02C0402空气鼓风机1CS02E0401空气加热器1CS02C0403引风机1SS02L0403旋风分离器1SS02T0401尾气洗涤塔1SS02E0402尾洗塔循环冷却器1SS02P0402ab1+1SS尾洗塔循环泵。