硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶過程研究.pdf

1、硫酸銨主要在農(nóng)業(yè)上作為氮肥。目前，在硫酸銨的生產(chǎn)過程中，仍然存在著硫酸銨晶體粒度不均勻，其色度也不十分好，外觀質(zhì)量欠佳等問題。因此需要對硫酸銨的工藝進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化研究，以得到更好的產(chǎn)品。本文針對硫酸銨產(chǎn)品所存在的問題，對焦?fàn)t氣吸收制得的硫酸銨溶液的蒸發(fā)結(jié)晶工藝進(jìn)行了研究和優(yōu)化。 結(jié)晶熱力學(xué)決定了結(jié)晶過程的最大收率及結(jié)晶方案的選取。本文采用激光法實驗測定了硫酸銨在純水中的溶解度及介穩(wěn)區(qū)，研究了溶液酸度以及所含雜質(zhì)對介穩(wěn)區(qū)寬度的影

2、響，根據(jù)實驗的觀察及理論分析和計算，得到硫酸銨真空蒸發(fā)結(jié)晶過程中的壓力與溫度的關(guān)系方程。 結(jié)晶動力學(xué)中成核和生長速率的相對大小影響產(chǎn)品的粒度分布，是結(jié)晶操作和結(jié)晶器設(shè)計放大的基礎(chǔ)。根據(jù)硫酸銨結(jié)晶工藝要求，采用間歇動態(tài)法對硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶動力學(xué)進(jìn)行了研究，回歸得到了硫酸銨在水溶液中的成核速率和生長速率方程，并分析了原料中溶液酸度以及雜質(zhì)對結(jié)晶成核速率和生長速率的影響。 在對硫酸銨結(jié)晶熱力學(xué)和動力學(xué)研究的基礎(chǔ)上，對硫酸銨真空蒸

3、發(fā)結(jié)晶過程進(jìn)行了實驗優(yōu)化，考察了各操作參數(shù)(投加晶種，攪拌速率，蒸發(fā)溫度，pH值等)對結(jié)晶過程或最終產(chǎn)品粒度分布和晶形質(zhì)量的影響，并確定了最優(yōu)的結(jié)晶工藝操作參數(shù)。按照優(yōu)化后的工藝條件生產(chǎn)得到的硫酸銨晶體產(chǎn)品在粒度和色度上都得到了很好的改善。 混合對結(jié)晶過程和其他反應(yīng)過程有重要的影響。如今化學(xué)工業(yè)中的結(jié)晶過程普遍采用攪拌混合方式。根據(jù)原料物性及操作條件，運用計算流體力學(xué)(CFD)軟件模擬了使用不同攪拌槳的兩種結(jié)晶器在混合過程中形成