硫酸铵的生产工艺
饱和器法硫酸铵生产工艺流程
1.鼓泡式饱和法
由鼓风机来的焦炉煤气，经电捕焦油器后进入煤气预热器。在预热器内用间接蒸汽加热煤气到60～70℃或更高的温度，目的是为了使煤气进入鼓泡式饱和器蒸发饱和器内多余的水分，保持饱和器内的水平衡。预热后的煤气沿饱和器中央煤气管进入饱和器，经泡沸伞从酸性母液中鼓泡而出，同时煤气中的氨被硫酸所吸收。煤气出饱和器后进入除酸器，捕集其夹带的酸雾后，被送往粗苯工段。鼓泡式饱和器后煤气含氨一般小于0.03g/m3。冷凝工段的剩余氨水经蒸氨后得到的氨气，在不生产吡啶时，直接进入饱和器；当生产吡啶时将此氨气通入吡啶中和器。氨在中和器内与母液中的游离酸及硫酸吡啶作用，生成硫酸铵，又随中和器回流母液返回饱和器。
饱和器母液中不断有硫酸铵生成，在硫酸铵含量高于其溶解度时，就析出结晶，并沉淀于饱和器底部。其底部结晶被抽送到结晶槽，在结晶槽内使结晶长大并沉淀于底部。结晶槽底部硫酸铵结晶放到离心机内进行离心分离，滤除母液，并用热水洗涤结晶，以减少硫酸铵表面上的游离酸和杂质。离心分离的母液与结晶槽满流出的母液一同自流回饱和器中。从离心机分离出的硫酸铵结晶经螺旋输送机，送入沸腾干燥器内，用热空气干燥后送入硫酸氨储斗，经称量包装入成品库。
为了使饱和器内煤气与母液接触充分，必须使煤气泡沸伞在母液中有一定的液封高度，并保证饱和器内液面稳定，为此在饱和器上还设有满流口，从满流口溢出的母液经插入液封内的满流管流入满流槽，以防止煤气逸出。满流槽下部与循环泵链接，将母液不断地抽送到饱和器底部的喷射器。因而一定的喷射速度，故饱和器内母液被不断循环搅动，以改善结晶过程。
煤气带入饱和器的煤焦油雾，在饱和器内与硫酸作用生成所谓的酸煤焦油，泡沫状酸煤焦油漂浮在母液面上，并与母液一起流入满流槽。漂浮于满流槽液面上的酸煤焦油应及时捞出，或引入一分离处理装置与母液分离，以回收母液。饱和器内所需补充的硫酸，由硫酸仓库送至高置槽，再自流入饱和器，正常生产时，应保持母液酸度为4%～6%，硫酸加入量为中氨的需要量；当不生产粗轻吡啶时，硫酸加入量要大一些，还要中和随氨气进入饱和器的氨。
饱和器在操作一定时间后，由于结晶的沉积将使其阻力增加，严重时会造成饱和器的堵塞。所以操作中必须定期进行酸洗和水洗。当定期大加酸、补水、用水冲洗饱和器及除酸器时，所形成的大量母液有漫流槽满流至母液储槽。在正常生产时又将这些母液抽回饱和器以作补充。饱和器是周期性连续操作设备，为了防止结晶堵塞，定期大加酸和水洗，从而破坏了结晶生成的正常条件，加之结晶在饱和器底部停留时间短，因而结晶颗粒较小，平均直径在0.5mm。这些都是鼓泡式饱和器存在的缺点。
2．喷淋式饱和器法
喷淋式饱和器分为上段和下段，上段为吸收室，下段为结晶室。
由脱硫工序来的煤气经煤气预热器预热至60～70℃或更高温度，目的是为了保持饱和器水平衡。煤气预热后，进入喷淋式饱和器的上段，分成两股沿饱和器水平方向沿环形室做环形流动，每股煤气均经过数个喷头用含游离酸量3.5%～4%的循环母液喷洒，以吸收煤气中的氨，然后两股煤气汇成一股进入饱和器的后室，用来自小母液循环泵（也称二次喷洒泵）的母液进行二次喷洒，以进一步除去煤气中的氨。煤气再以切线方向进入饱和器内的除酸器，除去煤气中夹带的酸雾液滴，从上部中心出口管离开饱和器再经捕雾器捕集下煤气中的微量酸雾后到终冷洗苯工段。喷淋式饱和器后煤气含氨一般小于0.05g/m3。
饱和器的上段和下段以降液管联通。喷洒吸收氨后的母液从降液观念流到结晶室的底部，在此结晶核被饱和母液推动向上运动，不断地搅拌母液，使硫酸铵晶核长大，并引起颗粒分级。用结晶泵将其底部的浆液送至结晶槽.含有小颗粒的母液上升至结晶室的上部，母液循环泵从结晶室上部将母液抽出，送往饱和器上段两组喷洒箱内进行循环喷洒，使母液在上段与下段之间不断循环。
饱和器的上段设满流管，保持液面并封住煤气，使煤气不能进入下段。满流管插入漫流槽7中也封住煤气，使煤气不能外逸。饱和器满流口溢出的母液流入漫流槽内的液封槽，再溢流到满流槽，然后用小母液泵送至饱和器的后室喷洒。冲洗和加酸时，母液经漫流槽至母液储槽，再用小母液泵送至饱和器。此外，母液储槽还可供饱和器检修时储存母液之用。
结晶槽的浆液经静置分层，底部的结晶排入到离心机，经分离和水洗的硫酸铵晶体由胶带输送机送至振动式流化床干燥器，并用被空气热风机加热的空气干燥，再经冷风冷却后进入硫酸铵储斗。然后称量、包装送入成品库。离心机滤出的母液与结晶槽满流出来的母液一同自流回饱和器的下段。干燥硫酸铵的尾气经旋风除尘器后由排风机排放至大气。
为了保证循环母液一定的酸度，连续丛母液循环泵入口管或满流管处加入质量分数为90%～93%的浓硫酸，维持正常母液酸度。
由油库送来的硫酸送至硫酸储槽，再经硫酸泵抽出送到硫酸高置槽内，然后自流到满流槽。
喷淋式饱和器生产硫酸铵工艺，采用的喷流式饱和器，材质为不锈钢，设备使用寿命长，集酸洗吸收、结晶、除酸、蒸发为一体，具有煤气系统阻力小，结晶颗粒较大，平均直径0.7mm，硫酸铵质量好，工艺流程短，易操作等特点。新建改建焦化厂多采用此工艺回收煤气中的氨
化肥的生产过程：
1，工业上采用较多的是加压中和工艺，加压中和在0.4～0.5MPa和175～180°C下操作，硝酸浓度为50％～60％。
2，先用氨中和至pH为3～4，以减少氨损失。
3，再加氨调整到pH约为7，得到的硝酸铵溶液浓度为80％～87％。
4，回收的蒸汽用来蒸发液氨或作为真空蒸发硝酸铵溶液的热源。中和得到的稀硝酸铵溶液，用真空蒸发或降膜蒸发的方法浓缩到95～99％。
5，然后用不同方法造粒。塔式喷淋造粒是应用最广泛的硝酸铵造粒方法，完成化肥。
中和法的中和反应可以在常压、加压或真空条件下进行。若有价廉的蒸汽来源，可采用常压中和，以节约设备投资，简化操作。加压中和可以回收反应热，副产蒸汽，用于预热原料和浓缩硝酸铵溶液。氨中和浓度为64％的硝酸时，每吨氨可副产蒸汽约1t。采用真空中和是与结晶硝酸铵生产相结合的，其设备与硫酸铵生产的饱和结晶器相似。
工业上采用较多的是加压中和工艺。加压中和在0.4～0.5MPa和175～180°C下操作，硝酸浓度为50％～60％，先用氨中和至pH为3～4，以减少氨损失，再加氨调整到pH约为7，得到的硝酸铵溶液浓度为80％～87％。回收的蒸汽用来蒸发液氨或作为真空蒸发硝酸铵溶液的热源。中和得到的稀硝酸铵溶液，用真空蒸发或降膜蒸发的方法浓缩到95～99％，然后用不同方法造粒。塔式喷淋造粒是应用最广泛的硝酸铵造粒方法。
制造用于炸药的低密度硝酸铵颗粒，是用浓度约95％的硝酸铵溶液喷淋，然后进行干燥和冷却，产品具有多孔结构,有利于吸油，表观密度为1.29kg/l。制造农用颗粒产品时,用浓度为99％的硝酸铵溶液喷淋，并加入调理剂,所得产品的表观密度为1.65kg/l。农用硝酸铵还可以采用盘式造粒或转鼓造粒的方法，其优点是颗粒较大，更适合农业需要，烟尘的危害较小。
1.生产工艺流程有机—无机复混肥生产工艺流程如图4-1所示。
图4-1有机—无机复混肥料工艺流程图
2.生产方法（1）原料的预处理：生产复混肥的原料（硫酸铵、尿素、氨化过磷酸钙、磷酸铵、硫酸钾、微量元素等）要进行粉碎，造粒不好、肥料混配不均匀，会直接影响复混肥的质量和外观。保证各种物料粒度小于1毫米。
磷酸铵、氨化过磷酸钙、尿素可用链式粉碎机粉碎（尿素不能用高速磨粉机粉碎，以免温度高，物料黏度大，粉碎效果差）。硫酸钾可用高速磨粉机粉碎，也可用链式粉碎机粉碎。经粉碎后的物料最好经振动筛筛选后，小于1毫米的物料用来混合造粒，大于1毫米的物料返回再次粉碎。
（2）计量混合：将大量元素和中、微量元素化肥精制有机肥料等物料按照拟好的配方输送到混合机内进行混合，混合机可用滚筒式或立式混合机。混合必须充分，即混即用，不宜混合后放置太久，以免受潮。直径2米的混合机，转速24～30转/分为宜，混合时间30分钟左右。微量元素肥料用量少，掺混不均匀不仅影响其施用效果，还容易产生肥害，可采取逐级放大掺混。先将粉碎的细微量元素肥料与少量粉碎的有机肥料掺混均匀，再用掺微肥的有机肥料向大量有机肥料中掺混，最后掺入大量元素化肥，混合均匀。
（3）造粒：有机肥料中掺入化肥可形成有机—无机掺混肥，但为了使其物理性状更好，施用方便，可对其进一步造粒。
①团粒法
造粒：把混合机混合好的物料输送到造粒机内，再加入选好的黏合剂。物料由于造粒机的转动翻滚逐渐变大成粒。该工艺造出的粒，光滑、美观，但对有机物物料的细度要求较高，且有机肥料的加入量有限，一般有机物料总量应小于原料总量的40%为宜。
低温干燥：有机—无机复混肥料在干燥筒内烘干，脱水，一般热风温度在90℃左右（挤压法除外）。
冷却：干燥后有机—无机肥料颗粒进入冷却滚筒中冷却。筛分、包装：干燥后有机—无机复混肥料在筛分机内进行筛分，粒径未达标准的肥料颗粒分离，返回进入原料中，经破碎后重新造粒。粒度合格的进行计量包装。
②挤压法：该法是将物料直接挤压成成品的造粒过程。挤压法特别适合于热敏物料的造粒。挤压法造粒可以看做是干料加蒸气进行无化学反应的造粒过程。其主要特点是降低能耗，简化工艺流程，原料产品始终保持干燥状态，因此可省去团粒法干燥和冷却工序，避免氮损失，也不存在排放物污染环境的问题。挤压法设备投资低，有机物料加入比例较大，但形状或表面光滑度不如团粒法。
一般肥料生产过程中氮素会发生损失，比设计生产的产品低一些，所以在生产靠后的阶段会补一些氮素，以免产品达不到设计标准。
另外，有些氨化纯粹是生产需要。例如氨化工艺生产复合肥，氨化使用氨和硫酸反应，生成硫酸铵为滚筒中原料的粘结剂，以利肥料成球。当然在生产的时候放出一部分热量，也有利于原料成球。
硫酸铵化肥为白色晶体，如由炼焦或其它石油化工生产副产物所制取的，则带青绿色、棕色或淡黄色。硫铵含量为20至21%，含有极少量的游离酸。易溶于水，吸湿性小，但多雨季节也能吸湿结块，腐蚀包装袋，贮存时要注意通风干燥。硫铵在常温时稳定，但4碱性物作用时，也和所有铵态氮肥一样，会放出氨气。硫铵施入土中后，通过作物的选择吸收，就会使土壤的酸性慢慢增加，所以硫铵同于生理酸性肥料。
硫酸铵化肥适用于一般土壤和备类作物，最好闻于喜铵作物。硫酸铵化肥可作基肥，也可作追肥和种肥。作迫肥时，在作物生长雷大量养分的头几天施入根系附近的土壤中，比较经济有效，但必须注意在茎叶面上无水珠时施用，以免伤害作物。用于水稻应深施或结合耘田施用，以免因硝化作用和反硝化作用交普进行而引起氯的损失。
硫铵作种肥的用量一定要少，一般每亩10斤即可，掺5至10倍腐熟有机肥或肥土一起施用，注意不要与种子接触。水稻插秧时，每亩可用5至10斤硫酸铵化肥，和腐熟有机肥、过磷酸钙等配合，调成稀泥浆，用来沾秧根，效果很好。
在酸性土壤上，硫铵除应与农家肥配合施用外，并宜与钙镁磷肥、石灰等碱性肥料配合施用(不是混合施用)，以免土壤酸性增大。
硫酸铵化肥在水田中施用会产生硫化氢，使稻根发黑，对水稻有毒害，尤其在用量大或施于老沤田中时，这种毒害更易发生，所以在水田中施用硫铵要注意用量并结合必要的耘田、烤田等措施。
用途
硫酸铵，是优良氮肥（俗称肥田粉），适用于一般土壤和作物，能使枝叶生长旺盛，提高果实品质和产量，增强作物对灾害的抵抗能力，可作基肥、追肥和种肥。能与食盐进行复分解反应制造氯化铵，与硫酸铝作用生成铵明矾，与硼酸等一起制造耐火材料。加入电镀液中能增加导电性。也是食品酱色的催化剂，鲜酵母生产中培养酵母菌的氮源，酸性染料染色助染剂，皮革脱灰剂。此外，还用于啤酒酿造，化学试剂和蓄电池生产等。还有一重要作用就是开采稀土,开采以硫酸铵作原料，采用离子交换形式把矿土中的稀土元素交换出来，再收集浸出液除杂、沉淀、压榨、灼烧后即成稀土原矿，每开采生产1吨稀土原矿约需5吨硫酸铵。
生物学上的用途也很多，多用于蛋白纯化工艺方面，因为硫酸铵属于惰性物质，不易与其他生物活性物质发生反应，在纯化过程中能最大程度的保护蛋白活性，另外，硫酸铵的可溶性极好，能形成高盐环境，对于蛋白沉淀与后续的高盐纯化做准备。硫酸铵在0℃与常温25℃的溶解度有较大区别，以下是硫酸铵在两个温度下不同饱和度的摩尔浓度。
使用注意事项
（1）不能与其他碱性肥料或碱性物质接触或混合施用，以防降低肥效。
（2）不宜在同一块耕地上长期施用硫酸铵，否则土壤会变酸造成板结。如确需施用时，可适量配合施用一些石灰或有机肥。但必须注意不能和石灰混施，以防止硫酸铵分解，造成氮素损失。一般两者的配合施用要相隔3至5 天。
（3）不适于在酸性土壤上施用。由氢氧化铵和硫酸中和后，结晶、离心分离并干燥而得。
