硫銨增產(chǎn)后的工藝優(yōu)化

黃長(zhǎng)勝，撒玉虎，張立志，劉寶亮，張華闖

（山東鐵雄新沙能源有限公司，山東巨野 274900)

山東鐵雄新沙能源有限公司地處省級(jí)巨野化工園區(qū)北區(qū)，該公司有兩條焦炭生產(chǎn)線(xiàn)，采用5.5m搗固焦?fàn)t，雙集氣管，配套建設(shè)了相應(yīng)的化產(chǎn)回收系統(tǒng)，一期化產(chǎn)回收采用的是初冷器→電捕→氨法脫硫→煤氣鼓風(fēng)機(jī)→硫銨→終冷器→洗苯塔→鈉法脫硫后煤氣外供工藝，氨法脫硫塔從建廠運(yùn)行后一直沒(méi)有檢修過(guò)，采用的是碳鋼內(nèi)襯玻璃絲布防腐工藝，再生段的防腐層部分脫落造成塔壁腐蝕漏液，需要退出進(jìn)行徹底大修，硫化氫改由最后的兩臺(tái)鈉法脫硫塔完成，氨法脫硫停止運(yùn)行后，煤氣中氨含量增加，造成硫銨產(chǎn)量平均增加約25%，短時(shí)間出現(xiàn)了硫銨質(zhì)量波動(dòng)情況，立即優(yōu)化工藝運(yùn)行和操作，進(jìn)行了必要的改造，快速穩(wěn)定了硫銨質(zhì)量和煤氣氨含量指標(biāo)。

1 硫銨工藝流程

1.1 煤氣流程

來(lái)自鼓風(fēng)機(jī)加壓的煤氣進(jìn)入煤氣預(yù)熱器加熱至50～70℃，其目的是為了蒸發(fā)飽和器中多余的水分，以防止母液被稀釋?zhuān)瑹崦簹庥蓢娏苁斤柡推鱾?cè)壁進(jìn)入，通過(guò)兩側(cè)環(huán)形通道與母液噴淋接觸吸收氨，到后腔與小母液噴灑接觸，通過(guò)除酸器環(huán)道進(jìn)入內(nèi)腔，經(jīng)噴淋式飽和器煤氣中央管流出，再經(jīng)旋流板捕霧器去除酸霧后去粗苯工段。

1.2 母液流程

母液槽母液由小母液循環(huán)泵抽至噴淋式飽和器煤氣入口內(nèi)除酸器的環(huán)形通道，通過(guò)噴頭對(duì)入器煤氣逆向噴射洗滌，煤氣中的氨被母液中硫酸所吸收，生成硫銨結(jié)晶，母液從噴淋式飽和器酸洗段流入器底結(jié)晶段。

噴淋式飽和器器底結(jié)晶段中部出口母液由大母液泵抽至噴淋室煤氣入口酸洗段，循環(huán)攪動(dòng)母液以改善硫銨結(jié)晶過(guò)程，酸洗段母液流入滿(mǎn)流槽，滿(mǎn)流槽頂部飄浮酸焦油排入小車(chē)或管道送機(jī)械化澄清槽，滿(mǎn)流槽滿(mǎn)流母液流入母液貯槽。

飽和器器底結(jié)晶段母液中晶體比例達(dá)30%時(shí)出料，用結(jié)晶泵抽器底結(jié)晶段母液至結(jié)晶槽，結(jié)晶槽母液溢流入飽和器器底結(jié)晶段，結(jié)晶槽中下部稠厚母液流入離心機(jī)分離，并用水洗滌硫銨晶體，硫銨結(jié)晶后的母液與水洗滌混合液自流回飽和器。

離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的濕硫銨排入螺旋輸送機(jī)，進(jìn)入振動(dòng)干燥流化床，流化床內(nèi)通入經(jīng)熱風(fēng)器蒸汽加熱的熱空氣和一股冷空氣，干燥振動(dòng)冷卻后硫銨排入硫銨貯斗，振動(dòng)干燥流化床頂排出含硫銨粉塵氣經(jīng)旋風(fēng)分離器，分離硫銨排入硫銨貯斗，旋風(fēng)分離器頂尾氣進(jìn)入水浴除塵器后排入大氣。

硫銨貯斗放出硫銨經(jīng)自動(dòng)包裝機(jī)打包稱(chēng)量成50kg袋裝硫銨產(chǎn)品入庫(kù)；硫銨工藝流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 硫銨工藝流程簡(jiǎn)圖

2 出現(xiàn)的問(wèn)題及措施

2.1 蒸汽熱風(fēng)機(jī)出口溫度波動(dòng)

蒸汽熱風(fēng)機(jī)溫度在80～120℃周期性波動(dòng)，通過(guò)改變出口冷凝液排出情況也不能改善，通過(guò)兩期硫銨對(duì)標(biāo)，二期熱風(fēng)機(jī)換熱器后溫度130℃左右且波動(dòng)較小，加熱蒸汽上進(jìn)下出，而一期蒸汽上進(jìn)上出，管程呈正“U”型，上進(jìn)上出會(huì)導(dǎo)致凝水在換熱管內(nèi)積聚，形成水阻，冷凝液不能及時(shí)排出，冷凝液積累到一定高度才形成阻力被蒸汽壓出，導(dǎo)致?lián)Q熱效果差，出現(xiàn)了周期性波動(dòng)，在之前硫銨負(fù)荷沒(méi)有增加時(shí)可以滿(mǎn)足要求，在硫銨負(fù)荷增加后達(dá)不到熱風(fēng)干燥的要求。

優(yōu)化措施：將熱風(fēng)機(jī)換熱器翻轉(zhuǎn)90°，蒸汽加熱管改為側(cè)“U”，蒸汽上進(jìn)下出，冷凝水能夠順利排出，熱風(fēng)機(jī)出口溫度穩(wěn)定在132～138℃，滿(mǎn)足了加熱需要。

2.2 振動(dòng)流化床分布不均

打開(kāi)振動(dòng)流化床人孔發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)流化床進(jìn)口物料存在偏流和中間嚴(yán)重積料現(xiàn)象，中間及偏北位置料厚，料厚地方熱風(fēng)不能有效穿透，料薄地方造成熱風(fēng)熱能浪費(fèi)，導(dǎo)致硫銨產(chǎn)品水分波動(dòng)較大。

優(yōu)化措施：離心機(jī)下料口進(jìn)入振動(dòng)流化床位置，增加了約30cm的三角狀分料器，使物料在振動(dòng)流化床篩板上均勻分布，加上熱風(fēng)溫度穩(wěn)定，一舉解決了硫銨水分波動(dòng)超標(biāo)的問(wèn)題。

2.3 硫銨結(jié)晶細(xì)小，顏色偏暗

短時(shí)出現(xiàn)了硫銨結(jié)晶細(xì)小，顏色偏暗，呼吸管?chē)姵鲇蜖钗铩⒂坞x酸波動(dòng)等問(wèn)題，對(duì)比二期操作，根本原因?yàn)榱蜾@母液系統(tǒng)中 的油塵含量高導(dǎo)致，從現(xiàn)場(chǎng)觀察滿(mǎn)流槽上部焦油狀虛泡沫較多。

優(yōu)化措施：經(jīng)一二期對(duì)標(biāo)，二期定期往母液槽內(nèi)添加一種助劑，從母液槽底部約20d抽取一次2t酸焦油；一期自開(kāi)工3a來(lái)僅清過(guò)一次母液槽底部沉積物，經(jīng)對(duì)母液槽插桿查看，底部沉積雜物約40cm高，安排將母液槽降低液位后底部沉積物全部抽出送回機(jī)械化澄清槽進(jìn)入焦油系統(tǒng)，以后定期添加助劑將底部沉積物抽出清理；一期僅在大加酸時(shí)控制滿(mǎn)流槽液位，使漂浮的酸焦油、粉塵溢流到母液槽，二期母液槽內(nèi)存在硫酸銨晶體多的缺點(diǎn)，一期優(yōu)化了操作，大加酸外也控制滿(mǎn)流槽液位到適當(dāng)高度，做到酸焦油能夠正常溢出，保證僅少量母液流到母液槽，避免了大量晶體在母液槽內(nèi)聚集，防止小母液泵抽液進(jìn)飽和器影響硫銨顏色，經(jīng)采取上述優(yōu)化措施后，硫銨結(jié)晶逐步恢復(fù)，且顏色恢復(fù)正常白色，呼吸管暢通，未再?lài)姵鲇蜖钗铮僮鞣€(wěn)定，游離酸穩(wěn)定可控，具體質(zhì)量數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 硫銨產(chǎn)品質(zhì)量分析數(shù)據(jù)

2.4 煤氣中氨含量無(wú)規(guī)律性超標(biāo)

一期煤氣中的氨含量偶爾出現(xiàn)無(wú)規(guī)律性超標(biāo)，多次倒換飽和器，檢查飽和器噴頭，均沒(méi)有找到根本原因。分開(kāi)做單個(gè)飽和器出口氨含量分析全部合格，進(jìn)一步從操作層面對(duì)比兩期的操作，發(fā)現(xiàn)二期旋風(fēng)捕霧器的導(dǎo)淋每天沖洗一次，保持暢通，而一期的操作對(duì)捕霧器底部排液沖洗沒(méi)有規(guī)律性，摸排底部排液管溫度偏低有不暢通的情況，這個(gè)時(shí)候做煤氣中氨含量分析出現(xiàn)了明顯超標(biāo)。分析認(rèn)為是旋風(fēng)捕霧器排液不暢造成出硫銨的煤氣帶液導(dǎo)致氨含量超標(biāo)，隨即規(guī)范了排液管沖洗的規(guī)定，一直困擾的氨含量超標(biāo)問(wèn)題得到根本解決，從這個(gè)事例也充分說(shuō)明，操作層面的規(guī)范十分重要。

2.5 其他情況

硫銨系統(tǒng)由于腐蝕性強(qiáng)，采用的904不銹鋼材質(zhì)，出口煤氣管道應(yīng)該設(shè)置一定的坡度，方便管道中的冷凝液及時(shí)回流到分離器中，否則進(jìn)入后續(xù)管道會(huì)造成快速腐蝕，帶來(lái)系統(tǒng)安全隱患。由于飽和器倒換頻繁，在每個(gè)飽和器進(jìn)出口都應(yīng)該設(shè)置不銹鋼材質(zhì)的盲板眼鏡閥，便于快速有效隔離，有助于保證檢修過(guò)程安全，延長(zhǎng)盲板眼鏡閥使用壽命。

3 結(jié)束語(yǔ)

上述硫銨生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題雖然短時(shí)出現(xiàn)，氨法脫硫塔檢修后恢復(fù)運(yùn)行，硫銨的產(chǎn)量回落到正常水平，但整個(gè)過(guò)程的問(wèn)題分析和解決更有助于今后硫銨的操作和質(zhì)量穩(wěn)定，保證煤氣質(zhì)量，也鍛煉了技術(shù)人員。沒(méi)有增加投入的情況下，通過(guò)優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置和加入生產(chǎn)中的其他副產(chǎn)物作為助劑就很好地解決了現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。