毕业设计120万吨焦化厂硫铵工段设计.doc

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1、 中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第74页太 原 理 工大 学毕业设计姓 名： 学 号： 学 院： 专 业： 设计题目： 120万吨焦化厂硫铵工段设计 指导教师： 申竣 年 月 课程设计任务书任务下达日期： 2011年11月18日 设计题目：120万吨焦化厂硫铵工段设计设计主要内容和要求：1. 按照设计规模并根据焦化设计规范的要求，对焦化厂硫铵工段的生产进行工艺论证，确定工艺流程。2. 根据工艺流程和设计规范进行工艺物料平衡，水平衡和热量平衡计算，根据计算结果进行设备选型。3. 对硫铵工段的生产设备和工艺管道进行设计布置，绘制硫铵生产的工艺流程图，总平面布置图，设备与工艺管道平面图和立体

2、图，绘制一张主要设备的装配图。4. 根据生产要求，对硫铵工段设计的非工艺技术部分提出设计要求，根据岗位设置与岗位操作编制岗位人员编制。5. 进行硫铵工段的建设投资估算和产品生产成本的经济技术分析。6. 编制设计说明书。 中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作

3、量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日内容摘要 本设计为年产焦炭120万吨焦化厂回收车间硫铵工段的工艺设计,该焦化厂拟建于徐州市西北郊区.本设计内容包括:生产原理、工艺流程、计算及设备的选型、工艺布置、操作规程、成本估算、经济分析等。本设计采用技术成熟的饱和器法中半

4、直接法来回收煤气中的氨，工艺流程如下：从冷凝工段来得煤气首先进入煤气预热器，然后进入饱和器，在饱和器内，煤气中的氨与硫酸反应生产硫铵，硫铵经后续操作分离，从饱和器出来的煤气经除酸器后送往粗苯工段。工艺计算包括饱和器的物料和热量平衡计算，通过计算来确定母液的适宜温度和煤气预热温度。通过对主要设备如饱和器、除酸器、煤气预热器、沸腾干燥器、蒸氨塔、循环泵、结晶泵等的计算。同时根据本设计的规模，对工段的工艺布置原则作了简要说明，对工段生产操作也作了简要说明，对非工段部分提出了一些具体要求，通过岗位操作定员知道本工段需要职工人员数。根据本设计的规模，对投资和赢利情况作了估算。最后，给出了图纸目录及说明。

5、本设计在周敏老师的悉心指导下，同学的帮助下完成，在此表示感谢！目 录0 设计任务书 10.1 设计任务 10.2 设计的基础资料 11 概述 21.1 我国焦炭行业现状及发展 21.2 硫酸铵的用途及生产方法 31.2.1 硫酸铵的生产方法42 硫酸铵的生产原理和工艺流程 5 2.1 硫酸铵的生产原理5 2.1.1 硫酸铵生产的化学原理 5 2.1.2 硫酸铵生产的结晶原理 6 2.2 硫酸铵结晶的影响因素及控制7 2.2.1 母液酸度对硫酸铵结晶的影响 7 2.2.2 温度和浓度对硫酸铵结晶的影响 8 2.2.3 母液的搅拌对硫酸铵结晶的影响 8 2.2.4 晶比对硫酸铵结晶的影响 8 2.

6、2.5 杂志对硫酸铵结晶的影响 8 2.3 喷淋式饱和器法生产的工艺流程93 工艺计算与主要设备的选型 10 3.1 基础数据的计算 10 3.1.1 装煤量的计算 10 3.1.2 煤气发生量Q 10 3.1.3 剩余氨水的计算 11 3.2 饱和器的有关计算及选型 11 3.2.1 原始数据 11 3.2.2 氨平衡及硫酸用量的计算 12 3.2.3 水平衡及母液温度的确定 13 3.2.4 热平衡及煤气预热器出口温度的计算 15 3.2.4.1 输入热量 16 3.2.4.2 输出热量 19 3.2.5 饱和器基本尺寸 20 3.3 除酸器的计算及选型 20 3.3.1 煤气进口尺寸 2

7、0 3.3.2 煤气出口直径 21 3.3.3 除算器内径 21 3.3.4 出口管内部分的高度 21 3.4 离心机的计算与选型 22 3.5 沸腾床干燥器的计算与选型 23 3.5.1 原始数据 23 3.5.2 沸腾床最低流态速度G的计算23 3.5.3 干燥器直径的确定与选型24 3.6 煤气预热器的计算与选型 25 3.6.1 热量恒算25 3.6.1.1 输入热量 26 3.6.1.2 输出热量 26 3.6.2 预热器选型27 3.7 蒸氨塔及附属设备的计算 28 3.7.1 蒸氨塔的计算28 3.7.1.1 基本数据的确定 28 3.7.2 物料恒算29 3.7.3 蒸氨塔设备

8、的计算30 3.7.4 氨分凝器32 3.7.5 氨水换热器33 3.8 干燥系统有关设备的选型与计算 34 3.8.1 旋风分离器的计算与选型34 3.8.2 引风机的选型与计算35 3.8.3 通风机的选型35 3.9 其他设备 36 3.9.1 结晶槽36 3.9.2 硫铵高位槽36 3.9.3 废氨水槽36 3.9.4 母液槽36 3.9.5 泵的选型37 4 工艺布置 374.1 工艺布置原则 374.1.1 工段布置374.1.2 饱和器机组设置布置374.1.3 离心干燥系统设备布置384.1.4 蒸氨系统设备的布置384.1.5 其它384.2 布置说明 394.2.1 工段布

9、置394.2.2 楼体前包和器机组的布置394.2.3 离心干燥系统布置394.2.4 蒸氨系统与其他395 非工艺部分 395.1 土建部分 395.2 供排水 40 5.2.1供水40 5.2.2 排水40 5.3 供电 40 5.4 采暖通风 40 5.5 仪表、电气连锁及检化验项目 41 5.5.1 仪表项目41 5.5.2 电气连锁项目42 5.5.3 检化项目43 5.6 设备维修 43 5.7 其他部分 43 5.7.1 供气43 5.7.2 防火防爆等级43 5.7.3 其他446 综合概算和经济分析44 6.1 综合概算 44 6.1.1 编制依据44 6.1.2 概算过程4

10、4 6.1.3 工程概算表48 6.2 成本估算与经济分析 48 6.2.1 生产成本估算48 6.2.2 经济分析507 硫酸铵工段生产主要操作及定员 51 7.1 硫酸铵工段主要控制指标 51 7.1.1 设计指标51 7.1.2 操作条件51 7.1.2.1 温度制度 51 7.1.2.2 压力制度 51 7.1.2.3 其他 51 7.2 岗位操作 51 7.2.1 饱和器系统操作规程52 7.2.2 循环系统操作规程52 7.2.3 离心分离系统操作规程53 7.2.4 干燥系统操作规程53 7.2.5 成品工53 7.2.6 试剂库工53 7.3 饱和器的开、停工、倒机操作 54

11、7.3.1 开车前准备工作 54 7.3.2 饱和器开工操作 54 7.3.3 饱和器的停工操作 54 7.3.4 饱和器换机操作 54 7.4 特殊操作 54 7.4.1 突然停电 54 7.4.2 突然停蒸汽 55 7.4.3 突然停水 55 7.5 劳动定员 55 7.5.1 定员依据 55 7.5.2 职工定员表 55 7.6 岗位责任制 55 7.6.1 饱和气工 55 7.6.2 泵工 56 7.6.3 离心机工 56 7.6.4 沸腾干燥工 56 7.6.5 包装工 568 硫铵工段设备一览表 569 图纸说明 58参考文献 59致谢 600设 计 任 务 书0.1设计任务 年产

12、120万吨焦碳的焦化厂硫铵工段的设计。0.2设计的基础资料0.2.1 厂址：徐州市西北郊区0.2.2 气象条件 年平均风速 3.0m/s 最大风速及风向 16WSW 最多风向及频率 C14ESE12 气温： 年平均温度 14 极端最低温度 22.6 极端最高温度 40.1 年平均相对湿度 71% 降水量 年降水量 869.9mm 年降水天数 91.7天 最大积雪厚度 25cm 最大冻土深度 24cm0.2.3 动力来源 水源： 地下水 电源： 市供电网 汽源： 厂锅炉房0.2.4 原材料来源 浓度为98%的硫酸由生产厂家用酸车定期运送，浓度为40%的再生酸由本厂提供，剩余氨水来自本厂的溶剂脱酚

13、工段。0.2.5 工艺计算主要依据 煤气产率 340Nm3/t干煤 氨产率（挥发氨） 0.3% 初冷器后煤气温度 30 剩余氨水中氨含量 3.5g/l1绪论 煤炭作为我国的主要能源之一，由于其储藏量有限，单纯作为燃料不仅浪费很大，而且会造成严重的环境污染，随着现代科技和化学工业的发展对煤炭的利用范围已大大扩展，煤炭的综合利用已被列为我国煤炭行业的三大支柱。 高温炼焦化学工业是煤炭的综合利用中历史最久，工业最完善，技术最成熟，应用最广泛的行业。由于煤炭的自身组成特殊性，在炼焦同时产生的煤气中，含有多种可供回收利用的成分，其中氨作为生产过程中的有害成分之一，其含量虽少但由于其水溶液具有腐蚀设备和管

14、路，生成的铵盐会引起堵塞，燃烧产生的氮氨化物污染大气，所以有必要将其回收，并加以利用。 硫铵的生产不仅达到了除去煤气中氨的目的，而且硫铵作为化肥应用于农业中可以提高农作物的单位面积产量，对农业的发展起着重要作用1.1我国焦炭行业现状及发展 2004年以后，中国焦化行业出现一些新特点： 中国焦化行业显现新特点 焦炭产能急剧膨胀，产量过剩若隐若现 这是因为：一方面，部分焦炭项目仍处于建设阶段，还不能形成实际的焦炭产量；同时，由于国家在2004年底出台了新的焦化行业准入标准，一大批落后的焦炭产能将被淘汰。这使得焦炭产量过剩始终是若隐若现。中国焦炭供给和需求大致呈现总体平衡、略有富余的态势。 炼焦煤资

15、源充足，但价格上升幅度较大 凭借相对丰富的炼焦煤资源，我国还是有能力保证焦炭生产的原料煤供应。不过，由于产业结构的原因，相对零散且缺乏资源保障的中国焦化行业，不得不接受炼焦原料煤价格日益上涨的现实。 焦化行业整合时代即将来临 很长一段时间以来，企业规模过小、产业零散问题一直困扰着中国焦化行业的发展。在2002年以前，产能100万吨以上的独立焦化企业只有寥寥数家。经过近几年的发展，中国独立焦化企业平均产能规模有所扩大，出现了一批超过200万吨的大型独立焦化企业。预计随着市场竞争的加剧，焦化行业优胜劣汰的局面将会出现，产业集中化趋势将日益明显，大型国际化焦化企业集团即将形成。 随着焦炭行业的迅速发

16、展，存在的问题也日益显现。首要问题是产能严重过剩。自2002年以来，由于全球钢铁业的快速发展，焦炭出现了供应紧张的局面，国内外焦炭价格上涨迅猛。鉴于此种状况，各国为了降低对我国焦炭的依存度，纷纷恢复、改扩建焦炉，2005年至2006年，全球焦炭产能将新增8000万吨，其中我国新增5800万吨、巴西660万吨、德国290万吨、印度280万吨、美国270万吨、波兰220万吨，2005年国际焦炭产能将超过4.5亿吨。到2005年，我国焦炭产能将达2.66亿吨，可满足生产4亿吨钢的需求，超过市场对焦炭产品的需求总量。 如何实现焦炭产业的可持续发展，不仅关系到资源、环境与经济发展，同时关系到国家能源战略

17、和能源安全问题。短期利益驱动下的粗放型发展模式必须改变，以循环经济为指导的发展方向才能使中国的能源战略支持我国经济长期健康的发展。 现代炼焦技术到20世纪20年代已基本定型，但是各项工艺仍在不断改进和完善，尤其是近几十年来又有重要发展，主要成就有焦炉容积大型化、干法熄焦及大型化、装煤预处理、焦化厂环境保护、生产自动化等。 随着国家经济的飞速发展，近几年来焦化工业呈快速增长的势头，中国的焦炭产量已多年居世界第一，目前已达世界总产量的50%以上。 目前我国马钢、太钢等正建设从德国引进技术的7.63M焦炉。7.63M焦炉是德国伍德公司开发的一种较成熟的分段加热的复热式大容积焦炉。与6M焦炉相比有以下

18、优点： 1.PROVEN“单个炭化室压力调节系统”，可以在不同的结焦状态下，保持炭化室压力恒定。调整荒煤气顺利导出，不需要设置装煤除尘装置。 2.采用稳定式湿法息焦工艺，焦炭水分小于3%。 3.多段加热。 4.排放污染比6M焦炉少。1.2硫酸铵的用途及生产方法硫酸铵(NH4)2SO4，含氮约20，简称硫铵，俗称肥田粉，是我国使用和生产最早的一个氮肥品种，目前约占我国氮肥总产量的0.7。氮素形态是铵离子(NH4+)，属氨态氮肥。硫酸铵的制取是用合成氨或炼焦、炼油、有机合成等工业生产中的副产品回收氨，再用硫酸中和，反应式为： 2NH3+H2SO4(NH4)2SO4 硫铵产品一般为白色产品，若产品中

19、混有杂质时带黄色或灰色，物理性质稳定，分解温度高(大于280)，不易吸湿，但结块后很难打碎。硫铵易溶于水，20时溶解度为70，水中呈中性反应，由于产品中往往有游离酸存在，也呈现微酸性。 硫铵除含氮外，还含有25的硫，也是一种重要的硫肥。 硫铵的分子中含有阴离子SO4-，难以被土粒吸附，作物对铵离子的吸收较多而使SO4-残留土壤，故硫铵是一种典型的生理酸性肥料。硫铵在富含碳酸钙的石灰性土壤上施用，与CaCO3形成难溶的硫酸钙，不会明显的影响土壤的PH值。但对中性和酸性土壤，残留的SO4-将与H+结合降低土壤的pH值，酸化土壤，需要采用配施石灰等措施来防止酸化。 在淹水条件下，SO4-会还原成H2

20、S，引起稻根变黑，影响根系吸收养分。应结合排水晒田，改善通气条件，避免产生黑根。 硫铵可做基肥、追肥和种肥。在用作种肥时一定要注意用量不宜多。硫铵在石灰性土壤中与碳酸钙起作用生成氨气跑掉；在酸性土壤中，如果硫酸铵施在水田通气较好的表层，铵态氮易经硝化作用而转化生成硝态氮，转入深层后因缺氧又经反硝化作用，生成氮气和氧化氮气体跑到空气中。所以，无论在水田还是旱田，硫铵都要深施。1.2.1硫铵的生产方法 硫铵的生产方法有：饱和器法和非饱和器法。饱和器法有分直接法和半直接法。 直接法 热的煤气从焦炉中出来经过煤气冷凝器冷却再经电捕焦油器清洁净化后进入饱和器，在饱和器内，煤气中的氨同硫酸结合生成硫铵。直

21、接法由于对电捕焦油器等净化装置要求较高以保硫酸铵产品质量。因此，在工业上应用比较困难，所以此法在工业上得不到广泛应用，难以推广。 间接法 煤气中的氨在氨洗塔中用冷水吸收，所得氨水从蒸馏柱进入饱和器同浓硫酸反应制成硫酸铵。由于这方法需要的设备庞大，投资大，消耗掉大量的蒸汽，耗能大，经济效果也不好。因此，此法在工业上应用很少，很难推广，特别是在现代化工业生产中应用更少。 半直接法： 由焦炉出来的煤气经过冷却，所得的冷凝氨水通过氨蒸馏柱蒸出氨水并和煤气中的氨共同进入饱和器，穿过母液层和硫酸溶液相互作用生成酸式硫酸铵。半直接法生产硫酸铵由于生产流程简单，产品成本较低，工艺技术及管理较成熟，因此在工业生

22、产上应用较广，但它也不是十全十美，也有它的缺点，主要有下列几点：（1）需处理一定量的氨水。（2）结晶颗粒较小。（3）煤气通过饱和器阻力较大，因而能量消耗大。因此半直接法生产硫铵的工业等有待进一步改进，以适应现代工业生产的需要，尽管如此，由于它的生产工艺管理等方面均较直接法和间接法先进，因此工业生产上应用较广。本设计选择半直接法。2 硫酸铵生产原理及工艺流程2.1 硫酸铵的生产原理2.1.1 硫酸铵生产的化学原理 氨与硫酸发生的中和反应为 2NH3 + H2SO4 （NH4）2SO4 H = -275kJ/mol 上述反应是不可逆放热反应，当用硫酸吸收煤气中的氨时，实际的热效应较小。通过实验得知

23、，如氨和游离酸度为7.8%的硫酸饱和母液相互作用时，其反应热效应为温度/47.466.376.1硫酸铵热效应/(kJ/mol)240.9245.9249.2 用适量的硫酸和氨进行反应时，生成的是中式盐（NH4）2SO4，当硫酸过量时，则生成酸式盐NH4HSO4 ,其反应为 NH3 + H2SO4 NH4HSO4 H=-165kJ/mol 随溶液被氨饱和的程度，酸式盐又可转变为中式盐 NH4HSO4 + NH3 （NH4）2SO4 溶液中酸式盐和中式盐的比例起决于母液中游离硫酸的含量，这种含量以质量分数表示，称之为酸度。当酸度为1%2%时，主要生成中式盐。酸度升高时，酸式盐的含量也随之提高。 饱

24、和器中同时存在两种盐时，由于酸式盐较中式盐易溶于水或稀硫酸中，故在酸度不大的情况下，从饱和溶液中析出的只有硫酸铵结晶。 由硫酸铵和硫酸氢铵在不同含量的硫酸溶液（60 C）内的溶解度比较可知，在酸度小于19%时，析出的固体结晶为硫酸铵；当酸度大于19%而小于34%时，则析出的是硫酸铵和硫酸氢铵两种盐的混合物；当酸度大于34%时，得到的固体结晶全为硫酸氢铵。 饱和器中被硫酸铵和硫酸氢铵所饱和的硫酸溶液称为母液。正常生产情况下母液的大致规格为： 密度/（kg/L） 1.2751.30 w(NH4)2SO4/% 4060 游离硫酸含量/% 46 w(NH4HSO4)/% 1015 NH3含量/（g/L

25、） 150180 母液的密度是随母液的酸度增加而增大。2.1.2 硫酸铵生成的结晶原理 在饱和器内硫酸铵形成晶体需经过两个阶段：第一阶段是在母液中细小的结晶中心-晶核的形成；第二阶段是晶核（或小晶体）的长大。通常晶核的形成和长大是同时进行的。在一定的结晶条件下，若晶核形成速率大于晶体成长速率，当达到固液平衡时，得到的硫酸铵晶体粒度较小；反之，则可得到大颗粒结晶体。显然，如能控制这两种速率，便可控制产品硫酸铵的粒度。 溶液的过饱和度既是硫酸铵分子由液相向结晶表面扩散的推动力，也是硫酸铵晶核生成的推动力。当溶液的过饱和度低时，这两个过程都进行的很慢，晶核生成的速率相对更慢些，故可得到大颗粒硫酸铵。

26、当过饱和度过大时，得到的是小颗粒硫酸铵。因此，为了制得大颗粒硫酸铵，必须控制溶液的过饱和度在一定范围内，并且要控制足够长的结晶时间使晶体长大。图4-1表示了晶核在溶液中自发形成与溶液温度、浓度之间的关系。 由图4-1可见，AB溶解度曲线与CD超溶解度曲线大致平行。在AB曲线的右下侧，因溶液未达到饱和，在此区域内不会有硫酸铵晶核形成，称之为稳定区或不饱和区。AB和CD间区域称为介稳区，在此区域内晶核不能自发形成。在CD曲线的左上侧为不稳区，此区域内能自发形成大量晶核。在饱和器内，母液温度可认为是不变的。如母液原浓度为E，由于连续进行的中和反应，母液中硫酸铵分子不断增多，其浓度逐渐增致F，硫酸铵达

27、到饱和。此时理论上可以形成结晶，但实际上还缺乏必要的过饱和度而无晶核形成。当母液浓度提高到介稳区时，溶液虽已处于过饱和状态，但在无晶种的情况下，仍形不成晶核。只有当母液浓度提高至G点后才能形成大量晶核，母液浓度也随之降至饱和点F。在上述过程中，晶核的生成速率远比其成长速率大，因而所得晶体很小。在饱和器刚开工生产和在大加酸后易出现这种情况。 实际生产中，母液中总有细小结晶和微量杂质存在，即存在着晶种，此时晶核形成所需的过饱度远较无晶核时为低，因此在介稳区内，主要是晶体在长大，同时亦有新晶核形成。因此，为生产粒度较大的硫酸铵结晶，必须控制适宜的过饱和度使母液处于介稳区内。 硫酸铵晶体长大的过程属于

28、硫酸铵分子由液相向固相扩散的过程，其长大的推动力由溶液的过饱和度决定，扩散阻力主要是晶体表面上的液膜阻力。故增大溶液的过饱和度和减少扩散阻力，均有利于晶体的长大。但考虑到过饱和度高会促使晶核形成速率过大，所以溶液过饱和度必须控制在较小的（介稳区）范围内。 正常操作条件下，硫酸铵结晶的介稳区很小。对酸度为5%的硫酸铵溶液的过饱和度，在搅拌情况下所得的实验数据如图解4-2所示。由图可见，母液的结晶温度比其饱和温度平均降低3.4。在温度为3070的范围内，温度每变化1时，盐的溶解度约变化0.09%。所以，溶液的过饱和度即0.09%3.4=0.306%。也就是说，在母液内结晶的生成区域（即介稳区）是很

29、小的。在控制介稳区很小的情况下，当母液中结晶的生成速率与反应生成的硫酸铵量相平衡时，晶核的生成量最少，即可得到大的结晶颗粒。2.2 硫酸铵结晶的影响因素及控制 优质硫酸铵要求结晶颗粒大，色泽好，强度高，这主要起决于硫酸铵在母液中成长的速率及形成的结晶形壮，对硫酸铵结晶有影响的因素很多，主要有：母液酸度和浓度、母液中的杂质、母液的搅拌等。2.2.1 母液酸度对硫酸铵结晶的影响 母液酸度在氨吸收设备内主要影响硫酸铵结晶的粒度和氨与吡啶盐基的回收率。母液酸度对硫酸铵结晶成长有一定的影响，随着母液酸度的提高，结晶平均粒度下降，晶形也从多面颗粒转变为有胶结趋势的细长六角棱柱形甚至成针壮。这是因为当其他条

30、件不变时，母液的介稳区随着酸度增加而减小，不能保持所必需的过饱和度所致。同时，随着酸度提高，母液黏度增大，增加了硫酸铵分子扩散阻力，阻碍了晶体正常成长。但是，母液酸度也不宜过低。否则，除使氨和吡啶的吸收率下降外，还易造成饱和器堵塞。特别是当母液中的铁、铝离子形成Fe(OH)3及Al(OH)3等沉淀，进而生成亚铁氰化物，使晶体着色并阻碍晶体的成长。当酸度低于3.5%时，因母液密度下降，易引起泡沫，使操作条件恶化，生产实践表明，母液适宜酸度因采用工艺不同而异：鼓泡式饱和器正常操作时酸度保持在4%6%是较合适的，喷淋式饱和器正常操作时酸度保持在3%4%是较合适的，酸洗塔正常操作时酸度保持在2.5%3

31、%是较合适的。2.2.2 温度和浓度对硫酸铵结晶的影响 控制母液浓度于“介稳区”内可制取大颗粒的结晶。由图4-2可见，在一定的酸度下，“介稳区”随温度和浓度的变化而变化，若温度升高介稳区所对应的母液中硫酸铵也相应升高，反之亦然。 实验表明，随着母液温度的升高，使母液内硫酸铵的介稳区维持在较高的范围内，结晶的成长速率显著加快，有利于获得大颗粒结晶，并且有利于形成较好的晶型。同时，由于警惕体积增长速度加快，就可以把溶液的过饱和度控制在较小范围之内，从而减少了大量形成晶核的出现。但是温度也不宜过高，温度过高时，虽能使母液黏度降低，增加了硫酸铵分子向晶体表面扩散速率，有利于结晶体长大，但也容易因温度波

32、动而造成过高的过饱和度，易形成大量晶核，而得不到较理想的硫酸铵结晶体。因此，母液温度过高或过低都不利于硫酸铵晶体成长。更重要的是，在实际生产中，饱和器内母液的温度要按保持饱和器的水平衡来考虑，为此，一般将饱和器内母液温度控制在5055（不产生粗轻吡啶）或5560（产生粗轻吡啶）。 不过，实际生产中可变因素较多，例如进饱和器的温度、氨气的流量和速度，硫酸和水的比例等都可能导致维持水平衡的温度与获得大颗粒结晶的温度不一致的矛盾。高水平的操作人员和管理者，就是要善于预先判断，并作出适宜的调整方案。2.2.3 母液的搅拌对硫酸铵结晶的影响 搅拌的目的在于使母液的酸度、浓度、温度均匀，使硫酸铵结晶在母液

33、中呈悬浮状态，延长在母液中的停留时间，这样有利于硫酸铵分子向结晶表面扩散，对生产大颗粒硫酸铵是有利的，另外也起到减轻氨吸收设备堵塞的作用。2.2.4 晶比对硫酸铵结晶的影响 悬浮于母液中的硫酸铵结晶的体积对母液与结晶总体积的比，称为晶比。饱和器中晶比的大小对硫酸铵粒度、母液中氨饱和量和氨损失量都有直接的影响。晶比太大，相应减少氨与硫酸反应所需的容积，不利于氨的吸收；并使母液搅拌阻力加大，导致搅拌不良；同时晶比过大，结晶间的摩擦机会增多，大颗粒结晶破裂成小粒晶体；并且晶比太大也会使堵塞情况加剧。晶比太小则不利于结晶的长大。因此，母液中必须控制一定的晶比，以利于得到大颗粒硫酸铵。为了控制晶比，最好在结晶泵出口管与结晶槽回溜管间增设旁通管，用来调节饱和器内保持适宜的晶比。 一般鼓泡式饱和器晶比保持在40%50%，喷淋式饱和器晶比保持30%40%。酸洗塔法结晶器中平均母液结晶质量浓度在45%50%。2.2.5 杂质对硫酸铵结晶的影响 母液中含有可溶性和不溶性杂质。硫酸铵母液内杂质的种类和含量取决于硫酸铵生产工艺流程、硫酸质量、工业用水质量、脱吡啶母液的处理程度、设备腐蚀情况及操作条件等。母液中含有的可溶性杂质主要有铁