硫酸銨生成和制備
工業(yè)上采用氨與硫酸直接進(jìn)行中和反應(yīng)而得，目前用得不多，主要利用工業(yè)生產(chǎn)中副產(chǎn)物或排放的廢氣用硫酸或氨水吸收(如硫酸吸收焦?fàn)t氣中的氨，氨水吸收冶煉廠煙氣中二氧化硫，卡普綸生產(chǎn)中的氨或硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中的硫酸廢液)在利用硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器來(lái)結(jié)晶。也有采用石膏法制硫銨的(以天然石膏或磷石膏、氨、二氧化碳為原料)。
由氫氧化銨和硫酸中和后，結(jié)晶、離心分離并干燥而得。中和法氨與硫酸約在100℃下進(jìn)行中和反應(yīng)，通過(guò)（硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器）生成的硫酸銨晶漿液經(jīng)離心分離、干燥，制得硫酸銨成品。其2NH3+H2SO4→(NH4)2SO4回收法由煉焦?fàn)t氣回收氨氣，再與硫酸進(jìn)行中和反應(yīng)而得。
硫酸銨作用與用途
硫酸銨一種優(yōu)良的氮肥，適用于一般土壤和作物，能使枝葉生長(zhǎng)旺盛，提高果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量，增強(qiáng)作物對(duì)災(zāi)害的抵抗能力，可作基肥、追肥和種肥。能與食鹽進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)制造氯化銨，與硫酸鋁作用生成銨明礬，與硼酸等一起制造耐火材料。加入電鍍液中能增加導(dǎo)電性。也是食品醬色的催化劑，鮮酵母生產(chǎn)中培養(yǎng)酵母菌的氮源，酸性染料染色助染劑，皮革脫灰劑。此外，還用于啤酒釀造，化學(xué)試劑和蓄電池生產(chǎn)等。還有一重要作用就是開(kāi)采稀土,開(kāi)采以硫酸銨作原料，采用離子交換形式把礦土中的稀土元素交換出來(lái)，再收集浸出液簡(jiǎn)單過(guò)濾分離后曬干成稀土原礦，每開(kāi)采生產(chǎn)1噸稀土原礦約需5噸硫酸銨。
硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器說(shuō)明
根據(jù)硫酸銨的物理性質(zhì)硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器才用強(qiáng)制蒸發(fā)結(jié)晶器或DTB結(jié)晶器，硫酸銨溶液含有氯離子所以在設(shè)備選材上需要加以注意。
考慮硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器設(shè)備質(zhì)量保證期，材質(zhì)選擇主要考慮結(jié)晶器設(shè)備的使用期限，由于溶液含有氯離子，設(shè)備材質(zhì)需要耐氯離子腐蝕，硫酸銨溶液為酸性大于5小于6.5，加熱室可以用鈦管，酸性小于5加熱室就要用石墨，
根據(jù)硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器材料價(jià)格和設(shè)備成本的因素，我們建議將硫酸銨溶液中和調(diào)整PH大于6.5，在材質(zhì)上可選擇不銹鋼。可以節(jié)省結(jié)晶器設(shè)備投資成本，和硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器使用期限。
硫酸銨結(jié)晶器優(yōu)點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)一：從能耗的角度，采用外循環(huán)蒸發(fā)器加強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器，具有動(dòng)力消耗低、清洗簡(jiǎn)單，便于操作的特點(diǎn)。根據(jù)出料溫度的不同要求，可采用順流操作。稀溶液首先經(jīng)冷凝水預(yù)熱后進(jìn)蒸發(fā)器，充分利用了高溫冷凝水的熱量。各效夾套冷凝水預(yù)熱溶液，其余冷凝水由泵排出，鍋爐回用或排放。經(jīng)蒸發(fā)后的濃縮液由泵排出到下工段。所需費(fèi)用低，且硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)簡(jiǎn)單。
優(yōu)點(diǎn)二：設(shè)備計(jì)算，循環(huán)量的計(jì)算，體循環(huán)量和生長(zhǎng)容積， 可溶性鹽的濃度控制，不易產(chǎn)生結(jié)疤現(xiàn)象，可以根據(jù)沉降速度和母液中鹽含量，使蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)的晶體達(dá)到理想狀態(tài)。
優(yōu)點(diǎn)三：綜合考慮生產(chǎn)工藝的順暢和實(shí)際情況，對(duì)容易產(chǎn)生問(wèn)題的地方有恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方式,，煙氣濕法脫硫問(wèn)題一，前邊除塵不，溶液中帶入雜質(zhì)灰塵。
優(yōu)點(diǎn)四：硫酸銨結(jié)晶顆粒小，母液中的結(jié)晶硫酸銨造成損失，包括重結(jié)晶的能耗損失和后面干燥的收塵損失兩個(gè)方面?？梢缘玫胶芎玫慕鉀Q。
優(yōu)點(diǎn)五：硫酸銨專用蒸發(fā)結(jié)晶器具有傳熱系數(shù)大、換熱面積小、抗鹽析、抗結(jié)垢、適應(yīng)性強(qiáng)、易于清洗；
硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器工藝流程
根據(jù)稀硫酸銨溶液進(jìn)料量為4800KG/H，進(jìn)料濃度按25%，硫酸銨產(chǎn)量按1000KG/H（含濕量1%），蒸發(fā)水量為3800KG/H，設(shè)定稀溶液的溫度為35℃，經(jīng)冷凝水預(yù)熱器預(yù)熱到60℃，出料溫度： 50-60℃，冷卻水進(jìn)口溫度： 30-32℃ 冷卻水出口溫度：40-45 ℃
采用雙效硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器
各效加熱面積的計(jì)算：考慮一定的富裕系數(shù)，則各效面積為：
Ⅰ效：蒸發(fā)需面積：取傳熱系數(shù)為1500w/m²K
計(jì)算面積55㎡考慮管路中的不確定因素取A1＝70㎡
同理Ⅱ效：蒸發(fā)所需面積：取傳熱系數(shù)為1500w/m²K
A2＝70㎡
預(yù)熱器的計(jì)算：20㎡
冷凝器的計(jì)算:末效蒸發(fā)液條件：蒸水量 1300KG/h 出料溫度： 65-60℃
考慮末效沸點(diǎn)升高: 5℃度左右
冷卻水量的計(jì)算：設(shè)定冷卻水進(jìn)口溫度30℃，出口溫度40℃。
按蒸發(fā)量大一些考慮富裕量,所以
冷卻水需要量：L＝84m³
考慮1.4倍富裕
冷卻水需要量取120m³/h
硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器蒸發(fā)濃縮采用二效順流流程，稀溶液首先由泵輸送到冷凝水預(yù)熱器，然后進(jìn)入一效蒸發(fā)器。經(jīng)一效蒸發(fā)后進(jìn)入到二效蒸發(fā)器，經(jīng)二效蒸發(fā)器濃縮的懸浮溶液由泵排出到結(jié)晶器。冷凝水從一效依次到第二效逐級(jí)閃蒸，最后由冷凝水泵排出。蒸汽壓力0.6Mpa。
其中二效為強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，是依靠外加力——循環(huán)泵使液體進(jìn)行循環(huán)。它的加熱室有臥式和立式兩種結(jié)構(gòu)，液體循環(huán)速度大小由泵調(diào)節(jié)。根據(jù)分離室循環(huán)料液進(jìn)出口的位置不同，它又可以分為正循環(huán)強(qiáng)制蒸發(fā)器及逆循環(huán)強(qiáng)制蒸發(fā)器，循環(huán)料液進(jìn)口位置在出口位置上部的稱為正循環(huán)，反之為逆循環(huán)。逆循環(huán)強(qiáng)制蒸發(fā)器具有更多優(yōu)點(diǎn)。
液體在加熱管內(nèi)的循環(huán)流速通常在2.0~3.0米/秒范圍之內(nèi)(當(dāng)懸浮液中晶粒多,所用管材硬度低，液體粘度較大時(shí)，選用低值)，加熱管可以是立式單程、立式雙程、臥式單程、臥式雙程，后兩者者設(shè)備總高較小但管子不易清洗且易磨損管壁。
循環(huán)泵的揚(yáng)程要與循環(huán)系統(tǒng)的阻力匹配，一般是流量大揚(yáng)程低。
DTB結(jié)晶器硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器
DTB蒸發(fā)結(jié)晶器是一種高效結(jié)晶設(shè)備，物料溫度可控，其的結(jié)構(gòu)和工作原理決定了它具有傳熱效率高、配置簡(jiǎn)單、操作控制方便、操作環(huán)境好等特點(diǎn)。
DTB結(jié)晶器是目前主流的蒸發(fā)結(jié)晶器設(shè)備，它在晶體大小的控制，設(shè)備的運(yùn)行性能和產(chǎn)量上都將大大的提高！
