多孔硝酸铵生产原理及工艺流程简介

1多孔硝酸铵生产原理

本装置生产硝酸铵是用纯度≥99.5%的气氨和浓度约60%的硝酸在管式反应器内加压中和生成78%硝酸铵溶液，硝酸铵溶液经过真空蒸发至95.5%—97.5%高浓度，加入添加剂至造粒塔造粒，然后再经干燥、筛分、涂层得到多孔硝铵产品。

中和反应方程式         NH₃ HNO₃=NH₄NO₃ Q

2工艺流程简介

2.1氨蒸发流程 ：

原料液氨由氨库送来，压力为0.7—1.4MPa，温度约22℃，通过由LIC101操控的控制阀LV101从氨槽上部进入氨储槽F101，并保持一定液位，由F101底部在重力作用下分二路分别进入二台蒸发器E102、E103进行蒸发。

第一路由底部进入氨空气冷却器E103，与经过空气过滤器S101过滤的空气换热，液氨被蒸发为气氨，由E103上部返回到F101中部，空气被冷却至14℃，S102分离的水份排至地沟，空气在E104加热至23℃，空气相对湿度由100%降至60%，由鼓风机G403A/B送往沸腾冷却床作为冷却介质。

第二路从氨蒸发器E102底部进入，由40℃的循环水作为加热介质进行蒸发，气氨从E102B上部回到F101中部。液氨中少量的油、水，在F101底部和E102、E103积存，排放至氨液滴蒸发器E101蒸发，油、水须定期除去，以保证系统压力，蒸发好的气氨回到F101中部，油水排放至地槽。

系统的压力由氨槽出口PIC104测量，并用分程调节器使压力保持在0.55MPa（表压），该压力下氨的沸点为10.9℃。

2.2中和、工艺蒸汽洗涤流程 ：

氨贮槽F101的气氨，经过F101顶部的液滴分离器分离掉液滴，经气氨精虑器S103A/B过滤掉油后进入氨预热器E201，与工艺蒸汽换热，使气氨温度升至120℃，进一步除掉氨液滴，然后分为主路与旁路进入管式反应器F201。

原料硝酸由界外来，压力为1.1 MPa，温度为30℃，由调节阀FV202控制进入F201，另有小量硝酸被送往工艺蒸汽处理塔F203和未处理冷凝液槽F302调节PH值。

控制气氨与硝酸加入管式反应器的配比是生产控制中的关键环节，管式反应器的硝酸加入量与气氨量由流量计测量，自动控制系统会根据两种反应物质的摩尔比率控制在最佳配比，硝酸流量是根据气氨的流量来确定的。

如果反应满足下列反应式，可达到最佳理论产量。

1摩尔NH3 1摩尔HNO3→1摩尔NH4NO3

在管式反应器内，硝酸与气氨进行充分反应，生成硝酸铵溶液，此反应是强放热反应，为防止硝酸铵分解，F201内最大操作温度不应高于200℃。

硝酸铵溶液进入中和器闪蒸槽F202，在F202内减压闪蒸，进行气液两相分离，沸腾的硝酸铵溶液收集在槽的底部，并保持一定液位，形成大约78％浓度的硝酸铵溶液，通过LV401进入初蒸发器受槽E301A。

对闪蒸槽F202内工艺蒸汽PH值控制，可使操作人员了解中和反应进行的情况，对PH值的控制是通过测量工艺蒸汽冷凝液中的氨含量来实现。PH计AE201内不断通入工艺蒸汽，并在冷却水做介质的冷凝器中冷凝下来，冷凝液去了F402。根据测量的PH值，通过AV201调节通入管式反应器旁路气氨的流量，以达到准确调节。

出于安全考虑，PH值控制在9.5以便产生的蒸汽中含有很少量的氨，因此，中和反应是在加压和微碱性的工艺条件下进行的，这是与常压中和生产工艺的主要区别。

分离出来的工艺蒸汽0.36 MPa，145℃由F202顶部排出，送往中和洗涤塔F203去洗涤，以除去蒸汽中的微量硝酸铵和气氨。洗涤后的工艺蒸汽经3个塔盘和除雾器除去液滴后，由F203顶部送入工艺蒸汽管网，用做各换热器加热介质，多余的工艺蒸汽经E202冷凝下来去了F204。F204液体通过G202可送至F306添加剂配制槽，也可送F302，也可送电渗析处理。F203的液位通过G302送来的未洗涤冷凝液经LV301阀控制。

F203中的洗涤液由中和洗涤泵G201A/ B从塔底至塔顶做闭路循环，PH计AE301可以在线分析循环液PH，根据PH值（2.0—5.0）加入适量硝酸调节。洗涤液由G302来补充，一定量的循环液被送往中和器闪蒸槽F202来调节溶液温度。AE301测量后的液体被送往干燥洗涤器槽F402

蒸发冷凝工艺流程 

蒸发系统包括的主要设备有：蒸发器闪蒸槽E301A 、降膜蒸发器E301B/C 、蒸发器分离器E301D 、蒸汽喷射器J301、蒸发冷凝器E302、工艺洗涤气冷凝器E202。

两股ANS：一股是从中和器闪蒸槽F202底部出来的浓度约为78%的ANS，另一股从F402来40%左右ANS，一起进入初蒸发器受槽 E301进行减压闪蒸，压力由0.35MP降到-0.07MPa（表压），闪蒸后的混合溶液在位差作用下进入降膜式蒸发器E301B/C分别用低压蒸汽和工艺蒸汽做为加热介质进行蒸发。

工艺蒸汽中微量的不凝气体通过两个放空管线排至干燥洗涤器F401入口经洗涤后放空。浓的硝酸铵溶液在重力的作用下流入再融槽F301。气液混合物进入初蒸发器分离器E301D内进行汽液分离，液体在重力的作用下流入再融槽F301，二次蒸汽（E301A顶95.5℃蒸汽与E301C顶135℃蒸汽）进入蒸发冷凝器E302冷凝并形成真空，真空度由蒸汽喷射器J301控制。溶液经真空蒸发后，浓度可达到96%。

E301D分离出的蒸汽和E301A闪蒸出的蒸汽进入蒸发器冷凝器E302被冷凝下来，不冷凝气体由蒸汽喷射器J301抽出，然后送往F401洗涤放空。E202、E302是用冷却水来做换热介质的。

冷凝液通过一定高度的管线进入未处理冷凝液受槽F302，液柱可起到密封作用和保持冷凝器E302内真空度，这段管线高度最低不能低于10米。槽内加少量硝酸调整PH值，F302内的冷凝液可输送到造粒洗涤器槽F305内使用，也可送中和洗涤塔F203调节液位。多余冷凝液被送至电渗析处理。停车时槽内残留的液体也可排入开工槽F308。

来自F203的工艺蒸汽进入管网，用做E104、E201、E402、E403A和E301B的加热介质，不足部分补入0.8 MPa蒸汽，使用后的冷凝液在重力作用下通过密封管流入冷凝液槽F204。

2.造粒 、干燥 、筛分、 冷却 、涂层流程

造粒过程： 

再融槽F301内、外均设有蒸汽盘管保温，槽内溶液溶解筛分下来的大小硝铵颗粒，由搅拌器A301搅拌均匀，然后用泵G301A/B送到造粒塔顶受槽F303，F303内外有保温盘管，进入F303前，溶液经S301过滤。在F303内，根据溶液流量按比例用计量泵G303A/B加入溶解好的添加剂，用搅拌器A302搅拌均匀，并加入适量气氨调节PH值，送入喷头H301A—I向造粒塔T301内喷洒造粒。所有输送高浓度溶液的管线，都有蒸汽套管保温，可调节温度防止结晶堵管。

造粒过程中，用造粒塔引风机G305A/B/C/D不断引出塔中空气，使从塔顶降落的硝酸铵液滴与空气逆向接触冷却成颗粒，硝酸铵颗粒落入塔底输送皮带U301送走，来自造粒塔顶携带有硝酸铵粉尘和微量气氨的空气，在进G305A/B/C/D之前在造粒塔洗涤器F304内用造粒洗涤泵G304A/B打来的稀溶液洗涤，洗涤后空气与干燥洗涤空气一起排空，溶液回到造粒洗涤液槽F305，当达到一定浓度时，送往干燥洗涤液槽F402作为洗涤液，F305液位由未处理工艺冷凝液补充。 

干燥过程：

硝酸铵颗粒由皮带U401送往干燥滚筒P401，它分为预干燥段和干燥段两部分，物料先在预干燥段内（80℃）与经预干燥空气加热器E402加热的空气(55℃)顺流接触，进行预干燥，颗粒进行冷却结晶，然后进入干燥段与经干燥预热器E403A/B预热的空气（120℃）逆向接触，进行干燥，硝酸铵颗粒中残留的水分被蒸发，形成多孔粒状结构，干燥后的硝酸铵颗粒用皮带U402送至U403至斗提机U404。

P401的空气来自流化床冷却器E401和部分补充的新空气，空气从两端进入中部出来（62℃），空气先进入F401文丘里洗涤部分，由两个喷嘴洗涤后再进入F401分离部分，分离后经过引风机G401放空，F401内洗涤液来自干燥洗涤槽F402，干燥洗涤泵G402A/B作闭路循环，浓度约40-50%时送往蒸发器受槽E301A，F402用来自造粒洗涤液槽F305稀溶液补充。

2.4.3筛分冷却过程：

硝酸铵颗粒用斗提机送往震动筛S401筛分，不合格的大小粒送往再融槽F301进行溶解，合格品进入流化床冷却器E401冷却，空气由S101、E103、S102、E104组成的空气调节系统经G403A/B提供冷却硝铵后，空气（37℃）用引风机G404A/B抽出供干燥转鼓P401使用，物料经冷却后进入包裹转鼓。

2.4.4涂层过程

涂层剂在E404内加温至80℃，制备好后存放在储槽F403中，用计量泵G405A/B根据测量的成品硝酸铵量加入，同时加入仪表空气确保喷洒均匀，物料用皮带送往涂层转鼓P402喷涂涂层剂，然后经皮带A69401送往包装工序。

添加剂在配制槽F306制备好25%的稀释液后，经泵G303放入储槽F307，通过比例调节送入F303。