硫酸铵的结晶,那种工艺好?
选用何种结晶方式,取决于你的原料的质量状况以及对产品质量的要求,影响硫酸铵结晶的主要影响因素有:1、PH的影响 pH数值对硫酸铵晶形影响较大,在强酸溶液中生成碎小的针状晶体,在中性的碱性溶液中晶体的直径减小,在pH5~6时弱酸性介质中生成比较大的晶体。2、杂质的影响 杂质对硫酸铵晶形的影响:Fe+3会减速结晶的速度,在溶液中的浓度到0.1%会促使硫酸铵晶体变长,而在较高的浓度时生成针状晶体;Pb+2会促使大粒硫酸铵晶体析出,并生成;Mn+2会促进晶核生成,有它们存在的时候硫酸铵结晶为粗大的片状晶体;Zn离子也能促使生成比较完善的硫酸铵晶体,颗粒较圆,尺寸增大; 最后,制取的硫酸中不可避免的也含有一部分的杂志,它们对产品结晶也会产生影响,杂质铁和铵因为生成胶态氢氧化物,从而附着于硫酸铵晶体表面上,它们在结晶器里促使结晶的过程变的复杂。
离心机是借离心力分离液相非均一体系的设备。主要目的是达到液-液或固-液的分离。离心分离是液-液分离,离心过滤、离心沉淀是固-液分离。是利用旋转运动的离心力,以及物质的沉降系数或浮力密度的差别进行分离、浓缩、提纯的方法。
(一)根据转速区分
1.普通(低速)离心机:一般最大转速在10000 rpm以下,最大相对离心力小于10000×g,主要是固液沉降分离,转子有角式和外摆式,通常不带冷冻系统,于室温下操作。
2.高速离心机:一般最大转速为10000~30000 rpm,最大相对离心力为90000×g左右,也是固液沉降分离,转头配有各种角式转头、荡平式转头、区带转头、垂直转头和大容量连续流动式转头、一般都有制冷系统和真空系统,离心室的温度可以调节和维持在0~4℃,通常主要用于微生物菌体、细胞碎片、大细胞器、硫酸铵沉淀物和免疫沉淀物等的分离与纯化工作,但不能有效地沉降病毒、小细胞器(如核蛋白体)或单个分子。
3.超速离心机:转速可达50000~80000 rpm,相对离心力最大可达510000×g左右,分离的形式为差速沉降分离和密度梯度区带分离。可以分离细胞的亚细胞器结构,也可以分离病毒、核酸、蛋白质和多糖等生物大分子。
(二)根据用途区分
离心机的种类工业用途低速离心机(N<10000rpm)高速离心机(N=10000~30 000rpm)超速离心机(N>30000rpm)实验用途制备用途普通离心机水平式离心机斜角式离心机冰冻离心机大容量冰冻离心机高速冰冻离心机超速冰冻离心机分析用途:分析超速离心机
(三) 其他根据离心形式
可分为过滤、沉降、分离;根据驱动方式可分为:手摇式、气动式、油涡轮式、磁悬式、电动式等;根据使用温度可分为:冷冻和无冷冻;根据结构特点可分为:角式和外摆转子、分析型转子和区带转子;以旋转轴位置分为:立式、水平式、倾斜式;根据工作性质可分为:通用型、专用型、小型和大型。
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
离子强度
不同时,不同蛋白质的溶解度不同,步骤就是不断加
硫酸铵
…以血浆为例:加到盐浓度20~30%时
纤维蛋白原
沉淀,再加到浓度50%时球蛋白沉淀,饱和时
清蛋白
沉淀…
一,
基本原理
硫酸铵沉淀
法可用于从大量粗制剂中浓缩和部分纯化蛋白质。用此方法可以将主要的免疫球从样品中分离,是
免疫球蛋白
分离的常用方法。高浓度的盐离子在蛋白质溶液中可与蛋白质竞争水分子,从而破坏蛋白质表面的
水化膜
,降低其溶解度,使之从溶液中沉淀出来。各种蛋白质的溶解度不同,因而可利用不同浓度的
盐溶液
来沉淀不同的蛋白质。这种方法称之为
盐析
。盐浓度通常用饱和度来表示。硫酸铵因其溶解度大,
温度系数
小和不易使
蛋白质变性
而应用最广。
二,
试剂及仪器
1
.
组织培养
上清液
、血清样品或腹水等
2.
硫酸铵(
NH
4
)
SO
4
3.
饱和硫酸铵溶液(
SAS
)
4.
蒸馏水
5.
PBS(
含
0.2g
/L
叠氮钠
)
6.
透析袋
7.
超速离心机
8.
pH
计
9.
磁力搅拌器
三,
操作步骤
以腹水或组织培养上清液为例来介绍抗体的硫酸铵沉淀。各种不同的免疫球蛋白盐析所需硫酸
铵的饱和度也不完全相同。通常用来分离抗体的硫酸铵饱和度为
33%
—
50%
。
(一)配制饱和硫酸铵溶液(
SAS
)
1.将
767g
(
NH
4
)
2
SO
4
边搅拌边慢慢加到
1
升
蒸馏水中。用氨水或硫酸调到硫酸pH7.0
。此即饱和度为
100%
的硫酸铵溶液(
4.1
mol/L,
25
°
C
).
2.其它不同饱和度铵溶液的配制
(二)沉淀
1.样品(如腹水)
20
000
′
g
离心
30
min
,除去细胞碎片;
2.保留上清液并测量体积;
3.边搅拌边慢慢加入等体积的
SAS
到上清液中,终浓度为
1
:
1
(
4.将溶液放在磁力搅拌器上搅拌
6
小时或搅拌过夜(
4
°
C
),使蛋白质充分沉淀。
(三)透析
1.蛋白质溶液
10
000
′
g
离心
30
min
(
4
°
C
)。弃上清保留沉淀;
2.将沉淀溶于少量(
10-20ml
)
PBS
-0.2g
/L
叠氮钠中。沉淀溶解后放入透析袋对
PBS
-0.2g
/L
叠氮钠透析
24-48
小时(
4
°
C
),每隔
3-6
小时换透析
缓冲液
一次,以彻底除去
硫酸氨
;
3.
透析液
离心,测定上清液中
蛋白质含量
。
四,应用提示
(一)
先用较低浓度的硫酸氨预沉淀,除去样品中的杂蛋白。
1.边搅拌边慢慢加
SAS
到样品溶液中,使浓度为
0.5:1
(v/v)
;
2.将溶液放在磁力搅拌器上搅拌
6
小时
或过夜(
4
°
C
);3.3000
′
g
离心
30
min
(
4
°
C
),保留上清液;上清液再加
SAS
到
0.5:1(v/v)
,再次离心得到沉淀。将沉淀溶于
PBS
,同前透析,除去硫酸氨;
4.上清液再加
SAS
到
0.5:1
(v/v)
,再次离心得到沉淀。将沉淀溶于
PBS
,同前透析,除去硫酸氨;
5.杂蛋白与欲纯化蛋白在硫酸氨溶液中溶解度差别很大时,用预沉淀除杂蛋白是非常有效
(二)为避免体积过大,可用固体硫酸氨进行盐析(硫酸氨用量参考表
1
);硫酸氨
沉淀法
与层析
技术结合使用,可得到更进一步纯化的抗体。
离心机的操作步骤:
1、离心前用天平保证离心管的平衡。
2、打开电源歼关,离心机自检后,开启盖门。
3、选择所需转头,用扳手安装转头,松紧适当。
4、装载离心管后,拧好转头盖,按下离心机门盖。
5、设定好转速、时间和温度后,按下启动按钮开始离心。
6、离心结束后,开启门盖,拧开转头盖。
7、取出离心管后,卸下转头,关闭电源开关。
8、在离心机内仓恢复室温后,擦干内壁。
离心机使用注意事项
1. 离心机在预冷状态时,离心机盖必须关闭,离心结束后取出转头要倒置于实验台上,擦干腔内余水,离心机盖处于打开状态。
2. 转头在预冷时转头盖可摆放在离心机的平台上,或摆放在实验台上,千万不可不拧紧浮放在转头上,因为一旦误启动,转头盖就会飞出,造成事故!
3. 转头盖在拧紧后一定要用手指触摸转头与转盖之间有无缝隙,如有缝隙要拧开重新拧紧,直至确认无缝隙方可启动离心机。
4. 在离心过程中,操作人员不得离开离心机室,一旦发生异常情况操作人员不能关电源(POWER),要按STOP 。在预冷前要填写好离心机使用记录。
5. 不得使用伪劣的离心使管,不得用老化、变形、有裂纹的离心管。
6. 离心机套管底部要垫棉花或试管垫。
7. 电动离心机如有噪音或机身振动时,应立即切断电源,及时排除故障。
8. 离心管必须对称放入套管中,防止机身振动,若只有一支样品管另外一支要用等质量的水代替。
9. 启动离心机时,应盖上离心机顶盖后,方可慢慢启动。
10. 分离结束后,先关闭离心机,在离心机停止转动后,方可打开离心机盖,取出样品,不可用外力强制其停止运动。
11. 离心管一定要平衡好,放入转子时也要注意位置平衡。绝对不要超过离心机或转子的最高限转速。
12. 一定要在达到预设转速后,才能离开离心机;若有任何异状,要立刻停机。
13. 通常听声音即可得知离心状况是否正常,也可注意离心机的震动情形。
14. 使用硫酸铵等高盐溶液样本后,一定要把转子洗干净,也要清理离心舱。
15. 超高速离心机则因转速极高,也更加复杂,需要另外的专门训练才可使用。
饱和器的温度制度是为维持饱和器内的水平衡而制定的,母液温度过高或过低都不利于结晶的成长。饱和器在酸洗和水洗时形成的母液量,对其温度制度影响最大。母液温度过高时,母液的黏度降低,硫铵分子向晶体表面的扩散速度加快而有利于晶体长大,但同时也易因温度波动而造成局部过饱和现象,也促成大量的晶核生成,因而得不到大颗粒的硫铵。母液温度过低时,可以限制晶核的大量生成,但降低了传质速度,同样得不到大颗粒的硫铵结晶。在不同的温度下,硫铵具有不同的溶解度,当饱和器内母液的各部位出现不同温度时,硫铵的浓度也随之改变。生产实践表明,饱和器的母液温度稳定在40~42℃范围内,对生产大颗粒结晶最为适宜。母液中结晶含量――晶比要控制适当,晶比太大时,相对减少了氨与硫酸反应的容积,不利于氨的吸收,并使母液搅拌的阻力增大,导致母液搅拌不良,也易造成饱和器的堵塞。
经过我们长期从事硫铵工作的实践总结分析,影响硫铵饱和器的温度一般有以下几个方面:煤气在鼓风机内温升产生温度、预热器后的煤气温度、饱和器加酸放热产生的温度、大气温度以及蒸氨系统蒸氨而产生的氨气温度等。
2.预热器后的煤气温度、母液温度
预热器后煤气温度是保持饱和器内的水平衡,以防止母液被稀释,其与初冷器后煤气温度、煤气在鼓风机内的温升以及向硫酸铵生产系统补入的水量等有关。为了蒸发饱和器中多余的水分,进入饱和器的煤气必须进行预热,为不使预热温度过高,影响硫酸铵的质量,除降低初冷器后煤气温度外,必须严格控制进入饱和器的水量,如冲洗饱和器、除酸器以及离心机内洗涤硫酸铵的用量水等带入的水。一般情况下,预热器后煤气温度控制在50~60℃范围内。
2.1饱和器的温度制度是依据饱和器的水平衡制定的。饱和器应在保证母液不被稀释的条件下,采用较低的适宜温度操作,并使其保持稳定。饱和器的母液温度一般保持在40~42℃范围内,对生产大颗粒结晶最为适宜,使硫铵生产更加稳定。因此,煤气预热器是为母液提供热量的,只要母液温度适合晶比的生成和晶比的长大,加上受大气温度、饱和器加酸放热产生的温度、以及蒸氨系统蒸氨而产生的氨气温度等的影响,我们对煤气预热器温度没有要求,在2010年公司技术处组织的工艺指标评定会上得到了公司有关部门的认可。
2.2下面就我公司焦化二厂硫铵车间日常工作中总结出的经验谈一谈温度对硫铵结晶的影响。根据我公司生产实际和饱和器类型的不同,对母液温度的要求也不同。2005年5月以前我公司采用的是鼓泡式饱和器,母液温度要求48~50℃可以得到大颗粒结晶硫酸铵,而且生产稳定,产量高。到2005年5月以后更换为喷淋式饱和器以后,母液温度在48~50℃就有些高了,生产出硫铵铵颗粒小、难放料,经常造成饱和器阻力增大,系统阻力大、煤气输出不畅,生产不稳定,结晶泵和结晶槽经常堵塞,使生产处于半停产状态,经过我们的不断摸索和实践重新制定母液温度,发现母液温度45~48℃最为适宜。
2.3生产实例 陕焦公司焦化二厂在硫铵开工初期,我们严格执行操作规程,仍然遵照以前的加酸制度和操作方法,母液温度控制在45~48℃,大家精心操作,硫铵结晶也正常形成,料白、晶比大,领导和员工都很高兴,半年多的辛勤劳动没有白废,大量的改造工作终于有了结果。当晶比达到放料要求后及时开机放料,这时问题出来了,晶比虽然很大、很白,但颗粒太小,离心机筛网根本就挂不住料,离心机推料难,晶比愈来愈大,颗粒长不大,24小时不停放料仍然解决不了问题,整个饱和器、满流槽、结晶槽母液晶比几乎占据一半,最后被迫停产。经过我们多次调节研究分析,发现是母液温度太高,不能再用以前的温度控制点,于是依次降低母液温度,使其控制到40~42℃后硫铵颗粒变大了放料也正常了离心机筛网也能挂料了,每班放料时间能控制在2―3小时,饱和器、满流槽、结晶槽母液晶比达到了正常要求,班产量在15吨以上,彻底解决了生产难问题。
2.4分析原因
2.4.1母液温度过高时,母液的黏度降低,硫铵分子向晶体表面的扩散速度加快而有利于晶体长大,但也促成大量的晶核生成,因而得不到大颗粒的硫铵。
2.4.2饱和器母液温度的控制不是一成不变的,理论上要求的工艺指标和以前的经验也因时间和环境的不同而发生变化。
2.4.3饱和器母液温度也不能调节的太频繁,要有一个稳定的过程,因为频繁调节母液温度破坏了饱和器的母液稳定性、均匀性,破坏了饱和器水平衡。
2.4.4饱和器放料也不能连续时间太长,不给晶比一个成长机会,晶核之间相互碰幢造成饱和器的母液晶比颗粒更小,难以放料。
3.蒸氨后的氨汽直接进入饱和器对母液温度的影响
3.1焦化生产中,会产生10%~14%的剩余氨水,剩余氨水的加工和煤气中氨的回收是焦化厂化产回收的重要环节,目前采用饱和器生产硫铵的焦化厂,均将剩余氨水在蒸氨塔中汽提成10%~12%的氨汽全部回收进入硫铵饱和器。蒸氨后的氨汽直接进入饱和器,硫铵产量增加10%以上。但在实际生产中,存在氨汽进入硫铵饱和器造成母液温度偏高,母液的黏度降低,难以形成大颗粒硫酸铵,这就要求我们要控制冷却后的氨气温度在合适的范围,不能使进入饱和器的氨汽中带有大量蒸汽, 造成硫铵母液温度偏高, 部分焦油溶解 而使母液颜色变黑。另外氨气从饱和器煤气进口进入,煤气温度升高,硫铵结晶变细小,因此在蒸氨气进入系统后,需降低煤气预热器温度,增加大母液循环泵流量,控制好蒸氨塔分缩器温度在一定范围内,尽量使进入饱和器的氨气纯氨气,来保证饱和器母液温度在40~42℃之间。
3.1结果分析
我陕焦公司焦化二厂化产车间硫铵系统,在一段时间蒸氨后的氨汽直接进入饱和器,造成饱和器的母液温度高,母液的黏度降低,难以形成大颗粒硫酸铵,离心机筛网不能挂料,生产处于不正常状态,从此蒸氨后的氨汽再也没有进入饱和器。依据我任硫铵工段段长多年和硫铵工作的经验,饱和器的母液温度高不是由于蒸氨后的氨汽造成,虽然蒸氨后的氨汽温度一般在80~90℃,但它进入饱和器只占煤气量的很小一部分,不会影响饱和器的母液温度。影响饱和器母液温度的是和蒸氨后的氨汽一块进入饱和器的蒸汽,它是造成饱和器的母液温度偏高的主要原因。
3.3合理化建议
在今后蒸氨生产中,尽量使蒸氨塔顶出纯氨汽,不要夹杂太多的蒸汽,这就要求我们在平时生产中注意调节好蒸氨塔分缩器温度,来保证蒸氨塔顶氨汽的纯度,只有这样才能氨汽进入饱和器,生产更多的硫酸铵,也为环保工作作出贡献。
氨是一种良好的碱性吸收剂,从吸收化学机理上分析,二氧化硫的吸收是酸碱中和反应,吸收剂碱性越强,越有利于吸收,氨的碱性强于钙基吸收剂;而且从吸收物理机理分析,钙基吸收剂吸收二氧化硫是一种气固反应,反应速率慢,反应不完全,吸收剂利用率低,需要大量的设备和能耗进行磨细、雾化、循环等以提高吸收剂利用率,设备庞大、系统复杂、能耗高;氨吸收烟气中的二氧化硫是气液反应,反应速率快,反应完全、吸收剂利用效率高,可以做到很高的脱硫效率。同时相对于钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。
脱硫副产品硫酸铵是一种农用废料,销售收入能降低一部分成本。就吸收SO2而言,氨是一种比任何钙基吸收剂都理想的脱硫吸收剂,就技术流程可知,整个脱硫系统的脱硫原料是氨和水,脱硫产品是固体硫铵,过程不产生新的废气、废水和废渣,既回收了硫资源,又不产生二次污染。
1、氨蒸发系统
液氨由储罐出来经蒸发变为气氨,气氨进入储罐,供中和吸收系统使用。
2、吸收系统
烟气进入吸收塔,经过下部喷淋的含氨母液和浮化层含氨母液充分吸收,反应后,达标排放,母液循环使用,氨气通过控制加入,母液循环到一定浓度,部分移入高倍中和槽,循环槽补充低浓度母液或清水继续吸收。
3、中和系统
母液打入中和槽后,根据比重、母液温度情况决定何时通氨母液温度适合时通氨,通入氨后定时测PH值和中和温度。根据中和温度控制通氨量,达到终点后,待溶液温度降下后通知包装工离料出产品,并取样,交化验进行质量检定。
4、循环水系统
因为母液吸收和中和过程均有热量,为了移走热量,在循环槽内和中和槽内均加装冷却管束,用循环水移走多余热量,热水经冷却塔降温后循环使用。
氨法脱硫工艺主要由脱硫洗涤系统、浓缩系统、烟气系统、氨贮存系统、硫酸铵生产系统(若非氨-硫铵法则是于其工艺相对应的副产物制造系统)、电气自动控制系统等组成。
锅炉排出的烟气通过引风机增压后进入FGD系统,引风机用来克服整个FGD系统的压降。烟道上设有挡板系统,以便于FGD系统正常运行或旁路运行,不考虑增设脱硫增压风机。烟气通过引风机后,进入脱硫塔。
吸收塔分为三个区域:分别为吸收区、浆池区和除雾区,烟气向上通过脱硫塔,从脱硫塔内喷淋管组喷出的悬浮液滴向下降落,烟气与氨/硫酸铵浆液液滴逆流接触,发生传质与吸收反应,以脱除烟气中的SO2、SO3。脱硫后的烟气经除雾器去除烟气中夹带的液滴后,从顶部离开脱硫塔,通过原烟道进入烟囱排放。脱硫塔下部浆池中的氨/硫酸铵浆液由循环泵循环送至浆液喷雾系统的喷嘴,产生细小的液滴沿脱硫塔横截面均匀向下喷淋。SO2和SO3与浆液中的氨反应,生成亚硫酸铵和硫酸铵。
在脱硫塔浆池中鼓入空气,将生成的亚硫酸铵氧化成硫酸铵,由于充分利用了烟气中的热量,使得脱硫塔中的水蒸气过饱和而析出硫酸铵结晶,硫酸铵浆液经过旋流器的脱水提浓厚再进入离心机进一步脱水,最后经干燥后得到硫酸铵产品。
整个脱硫系统的脱硫原料是氨和水,脱硫产品是固体硫铵,过程不产生新的废气、废水和废渣。既回收了硫资源,又不产生二次污染。 其主要技术特点如下:
1)单塔设计,有效降低成本,节约空间;
2)空塔喷淋,降低系统压降,节约电能;
3)大循环量,增大液气比来弥补因浓度上升,脱硫效率下降的缺点,保证脱硫效率;
4)烟气喷淋降温技术,使烟气温度尽快达到氨法脱硫的最佳温度,增加脱硫效率,从而尽量降低塔本身的高度;
5)烟气直排工艺,彻底解决了原烟囱腐蚀的问题,降低了烟气加热的设备投资,运行成本和维修成本;
6)改进搅拌方式,降低成本,增强氨法脱硫技术的市场竞争力;
7)硫酸铵回收系统采用新工艺,根本上解决了传统硫酸铵回收;
8)整个过程中不产生废水、废气、废渣,无二次污染;
9)工艺与石灰石-石膏类似,但副产品是以硫酸铵的形式出现的,而硫酸铵是重要的化肥产品,它的工艺符合循环经济的原则。
1、氨逃逸
这里所述的氨逃逸专指气态氨随烟气排出脱硫装置的现象。在氨法脱硫工程中,通常造成氨逃逸的主要原因是脱硫循环液中游离氨含量高。氨是极易挥发的物质,常温常压下氨是气体。所以在氨法脱硫的工程中需要将氨的浓度和温度降到尽量低。脱硫所需要的氨是由脱除烟气中的二氧化硫的量所决定的,所以为了使吸收液中氨的浓度降低,只能加大吸收液的循环量,同时,吸收液温度降低。
另外,亚硫酸铵氧化率低也是造成氨逃逸严重的另一个原因。脱硫生成的亚硫酸铵是不稳定的化合物,如果不及时氧化成稳定的硫酸铵,容易分解成二氧化硫和氨,造成排放烟气中二氧化硫升高同时氨逃逸加剧。
2、气溶胶
在氨法脱硫方法中,所谓气溶胶是指气态酸性氧化物在一定条件下与气态氨反应,生成相应的极细的铵盐固体微粒,如同烟尘漂浮在气体中。根据生成气溶胶氧化物的酸性程度,可以分为弱酸性气溶胶和强酸性气溶胶,主要是亚硫酸铵和硫酸铵。
氨法脱硫的工程越来越多,规模越来越大,人们注意到所谓的“白烟”问题,主要是气溶胶的原因。在气态氨和水存在的条件下与烟气中的二氧化硫和三氧化硫反应生成了硫酸铵和亚硫酸铵固体微粒,不容易除去。
石灰石-石膏法脱硫工程中也出现了气溶胶问题,尤其是安装了脱硝装置的工程,会出现“蓝烟”、“黄烟”现象。不过这种气溶胶是硫酸酸雾,与硫酸铵气溶胶有区别。
1、选择合理的液气比
氨逃逸和气溶胶的形成与液气比关系密切,从抑制气溶胶的角度考虑,选择较大的液气比可以将液相游离氨含量控制的很低,也使气相氨的含量很低,这样就抑制了气溶胶的生成。美国Marsulex公司主张液气比在10以上,这是经过长期研究的结论,应该具有很高的参考价值。目前国内氨法脱硫液气比取5—10。
2、氨水浓度
避免脱硫过程中生成气溶胶的措施是将脱硫区域气态氨含量降低,由气液平衡得知,氨水的浓度降低可以有效的降低气态氨的浓度。一般工业上氨浓度控制在10%—20%。
3、设置氨回收段
在脱硫塔吸收段上方设置一个氨回收段,对于减少氨逃逸有一定效果。喷淋水会与上升的脱硫后烟气逆向接触,烟气中的氨被喷淋水吸收。脱硫塔吸收段与氨回收段之间由横断塔体的隔板隔开,隔板上装有升气帽。喷淋水清洗后下落到隔板上方,经管道流回喷淋罐。冲洗后的水可以作为脱硫塔补充水落入塔循环浆液,而喷淋水用新鲜水补充,以此降低氨浓度。
4、脱硫塔进口喷水
脱硫塔烟气进口区域或者进口烟道布置水喷淋设施,三氧化硫等强酸性氧化物都是极易溶于水的,喷水可以使这些氧化物迅速溶于水,从而避免气溶胶的产生。
5、脱硫塔出口高效除尘除雾装置
经过脱硫的烟气含有大量雾滴,雾滴由浆液液滴、凝结液滴和尘颗粒组成,当这部分烟气进入高效除尘除雾器,高效除尘除雾器筒内加设的气旋板使脱硫气旋转起来,在气旋器上方形成气液两相的剧烈旋转及扰动,从而使得烟气中的小液滴、粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物相互碰撞团聚凝聚成大液滴,其与气旋筒壁碰撞,并被气旋筒壁捕获吸收,捕获的液滴进入多级气旋设置的一个桶内,脱硫后的烟气可以达到国家标准直排。
1、控制硫酸铵浆液的ph值,即酸碱度值。
2、控制好在出料时的酸度以及控制好洗涤水的温度和用量。
3、母液酸度不能过高。
4、注意离心机洗水的压力以用喷嘴的喷洒效果。
5、加强冲洗水量及温度的控制。
淀粉酶溶于水中,经过过滤,得到a
淀粉酶的水溶液,经过浓缩得到含有不同单位浓度的a
淀粉酶成品溶液。
得到的a
淀粉酶溶液中还是含有大量的杂质。一般不影响使用,如果要进一步提纯,可以在粗酶液中添加饱和的硫酸铵溶液,淀粉酶从溶液中沉淀出来,用高速离心机进行离心,淀粉酶沉淀在容器底部,倒掉上层的清液,生在容器底部的酶就是比较纯的淀粉酶了。
不过用硫酸铵分级后得到的淀粉酶,内部含有硫酸铵,用定氮法无法准确测量酶的含量。可以用钼酸铵法来进行测量。