6. Выход аммиака при коксовании углей. Свойства и применение аммиака, необходимость его улавливания. Выход и состав надсмольной воды.

Аммиак образуется при коксовании из азота и водорода каменных углей. Выход аммиака в основном зависит от содержания азота в исходной угольной шихте. В среднем выход аммиака составляет 0,3% от веса сухой шихты, а содержание его в прямом коксовом газе доходит до 14 г/м³.

Аммиак - газ с плотностью 0,7714 кг/м³, токсичен, имеет резкий запах, ощущаемый при концентрации его в воздухе около 0,04 г/м³. С воздухом аммиак образует взрывоопасную смесь с пределами взрываемости: нижний 14%, верхний 33% ( объема); температура воспламенения 780°С. ПДК аммиака в рабочей зоне производственных помещений 20 мг/м³.

Аммиак хорошо растворим в воде, причем при понижении температуры растворимость его улучшается. Поэтому он частично поглощается надсмольной водой уже в газосборниках при Т= 70-80°С. В первичных газовых холодильниках с образовавшимся водяным конденсатом удаляется из газа 10-20% аммиака в летний период и 20-50% в зимний. Остальная часть аммиака (50-70%) поступает с газом в цех улавливания.

Кроме аммиака в конденсате так же растворяются частично СО₂, Н₂S, HCN, HCl и другие кислые газы. С ними аммиак образует соответствующие соли.

Некоторые из этих солей NH₄CN, (NH₄)₂CO₃, (NH₄)₂S термически неустойчивы и при нагревании воды до температуры кипения разлагаются, выделяя аммиак и соответствующие газы. Связанный в виде таких солей аммиак называется летучим.

Аммиак, находящийся в надсмольной воде в виде (NH₄)₂SO₄, NH₄Cl, NH₄CNS называется связанным. Эти соли не разрушаются при нагревании. Выделить аммиак из них возможно воздействуя на них более сильной щелочью, чем аммиак, например, раствором гашеной извести. ( Са(ОН)₂- известковое молоко) или NaOH.

Аммиак , содержащийся в надсмольной воде в виде летучего и связанного, называют общим аммиаком.

Помимо аммиака и аммонийных солей , надсмольная сода содержит небольшое количество фенолов, пиридиновых оснований, легких масел и нафталина.

Количество аммиачной воды на 1т. сухого угля составляет 0,12-0,15 м³. Примерный состав надсмольной воды, направляемой в переработку, следующий(в г/дм³):

аммиак 5-7

в том числе летучий аммиак 2 -5,5

связанный аммиак 1,5-3

сероводород 1-2

двуокись углерода 1-4

цианистый водород 0,1-0,5

фенолы 1,5-2,0

пиридиновые основания 0,4-0,5

Перед направлением воды на биологическую очистку необходимо отделить как летучий, так и связанный аммиак. Десорбция аммиака из надсмольной воды происходит путем дистилляции с водяным паром. Для разложения связанного аммиака применяется известковое молоко Са( ОН)₂. Остаток аммиака в отогнанной воде не должен превышать 150-250 мг/дм³.

Выделяющийся при этом аммиак используется для выделения легких пиридиновых оснований или смешивается с коксовым газом, направляемым на улавливание аммиака.

Необходимость улавливания аммиака из коксового газа обусловлена в основном следующими технологическими причинами:

1.аммиак в присутствии кислорода, водяного пара, сероводорода и синильной кислоты проявляет сильные коррозионные свойства;

2. при улавливании бензольных углеводородов присутствие в газе аммиака вызывает быструю порчу поглотительного масла, нарушение технологического режима и коррозию аппаратуры. ( Влияние аммиака особенно сильно при повышенном содержании в поглотительном масле воды. Объясняется это тем, что аммиак и его соединения с сероводородом и цианом хорошо поглощаются водой и, таким образом, попадают в поглотительное масло. При этом непредельные соединения содержащиеся в поглотительном масле полимеризуются и тем самым обусловливают порчу поглотительного масла)

3.сжигание газа, содержащего аммиак, при избытке воздуха приводит к значительным выбросам окислов азота, действующих на органы дыхания. Остаток аммиака в предварительно очищенном газе, используемом для производственных целей (например, для отопления коксовых батарей) не должен превышать 3 гр/100м^3.,

Выделение аммиака из коксового газа осуществляется с помощью серной кислоты, фосфорной кислоты и отогнанной воды либо свежей умягченной воды:

поглощением холодной водой в скрубберах, основанном на высокой растворимости аммиака в воде

поглощением кислотой в аппаратах барботажного типа -сатураторах (или абсорберах), основанном на реакции нейтрализации аммиака .