硫酸銨生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化改造

段寧

關(guān)鍵詞：硫酸銨;蒸銨脫酸;飽和器;離心機(jī);攪拌風(fēng);除酸器

0 引言

河鋼宣鋼焦化廠硫酸銨的生產(chǎn)采用間接飽和器法，把從全負(fù)壓煤氣洗滌工藝中脫出的轉(zhuǎn)入液相的NH3，從蒸氨脫酸系統(tǒng)中蒸出，送入飽和器中，與飽和器中加入的硫酸進(jìn)行反應(yīng)，生成硫酸銨晶體，通過(guò)離心機(jī)、干燥機(jī)等設(shè)備，生產(chǎn)出硫酸銨產(chǎn)品。生產(chǎn)過(guò)程中，因酸氣量不足、設(shè)備故障等原因，造成收率低，質(zhì)量差。針對(duì)影響硫酸銨收率的因素，采取相應(yīng)的對(duì)策，收到了較好的效果。

1 工藝簡(jiǎn)介

河鋼宣鋼焦化廠硫酸銨工段的生產(chǎn)采用的是間接法鼓泡式飽和器內(nèi)生產(chǎn)硫酸銨的工藝。采用全負(fù)壓煤氣吸收洗滌工藝，把從煤氣中吸收洗滌下的富液經(jīng)蒸氨脫酸塔后，蒸出含有NH3、H2S、HCN、CO2等氣體的酸氣。酸氣經(jīng)黃雪鹽生產(chǎn)工段的吸收塔后，HCN被吸收，含有NH3、H2S、CO2的酸氣從飽和器中央酸汽管進(jìn)入，經(jīng)泡費(fèi)傘穿過(guò)母液層鼓泡而出，在飽和器中，氨氣與加入的硫酸在攪拌風(fēng)的作用下進(jìn)行反應(yīng)，生成硫酸銨晶體，當(dāng)硫酸銨晶體達(dá)到一定比例后，用工業(yè)風(fēng)通過(guò)提料管將硫酸銨晶體提到稠化器，再經(jīng)過(guò)離心機(jī)、傳送帶、干燥機(jī)等設(shè)備，生產(chǎn)出硫酸銨產(chǎn)品，含有H2S、CO2氣體的酸氣從飽和器經(jīng)除酸器，送往硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)，用于生產(chǎn)硫酸。

氨和硫酸發(fā)生中和反應(yīng)為：

2NH3+H2SO4→（NH4）2SO4 △H=-275kJ/mol

上述反應(yīng)是不可逆放熱反應(yīng)，當(dāng)用硫酸吸收煤氣中的氨時(shí)，實(shí)際的熱效應(yīng)較小。

用適量的硫酸和氨進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，生成的是中式鹽（NH4）2SO4，當(dāng)硫酸過(guò)量時(shí)，則生成酸式鹽NH4HSO4，其反應(yīng)：

NH3+H2SO4→NH4HSO4 △H=-165 kJ/mol

隨溶液吸氨量增加，酸式鹽又可轉(zhuǎn)變?yōu)橹惺禁}：

NH4HSO4+NH3→（NH4）2SO4

飽和器中同時(shí)存在兩種鹽時(shí)，由于酸式鹽較中式鹽易溶于水或稀硫酸中，故在酸度不大的情況下，從飽和器中析出的只有硫酸銨結(jié)晶。

2 影響硫酸銨收率的因素

母液溫度要求≥97℃，母液酸度2-3%，母液溫度和母液酸度不正常，影響硫酸銨顆粒的生成。母液溫度過(guò)高或過(guò)低都對(duì)硫酸銨晶體產(chǎn)生影響。

硫酸銨提料和攪拌所用的工業(yè)風(fēng)主要由焦化廠空壓機(jī)站集中供風(fēng)，正常供風(fēng)風(fēng)壓為0.5MPa，交班風(fēng)量200-400m3/h。用工業(yè)風(fēng)進(jìn)行攪拌，目的在于使母液酸度、濃度、溫度均勻，硫酸銨結(jié)晶在母液中呈懸浮狀態(tài)，延長(zhǎng)在母液中的停留時(shí)間，有利于硫酸銨分子向結(jié)晶表面擴(kuò)散，生產(chǎn)大顆粒硫酸銨。工業(yè)風(fēng)壓低或波動(dòng)。硫酸銨提料不暢甚至提不上料，飽和器中攪拌不均勻。而當(dāng)空壓機(jī)檢修或其他用戶集中用風(fēng)時(shí)，就會(huì)造成系統(tǒng)風(fēng)壓的降低和波動(dòng)，硫酸銨提料風(fēng)壓低，提料不暢甚至提不上料，提料的不均造成硫酸銨提料管及回流管等堵塞，必須進(jìn)行透管，額外增加崗位工的勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間不能正常提料造成飽和器阻力的升高。攪拌風(fēng)溫度低，從而加強(qiáng)了高溫母液對(duì)離心機(jī)的腐蝕;

蒸氨系統(tǒng)貧液泵會(huì)出現(xiàn)跳車(chē)現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)蒸氨塔液位迅速增長(zhǎng)，蒸氨脫酸塔頂溫急劇下降，蒸不出NH3，會(huì)造成硫酸銨飽和器不吃酸。硫酸銨生產(chǎn)所用的NH3是從蒸氨系統(tǒng)蒸出后，經(jīng)黃血鹽吸收塔再到硫酸銨飽和器，因循環(huán)母液量太大，或者鐵刨花堆積狀態(tài)變壞等原因，造成黃血鹽體統(tǒng)阻力高，阻止氨氣的正常通過(guò)，從而影響硫酸銨飽和器的正常反應(yīng)。

在硫酸銨生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備故障，如除酸器堵、提料管漏、離心機(jī)不推料、轉(zhuǎn)鼓松動(dòng)或干燥機(jī)不過(guò)料等。

3 解決途徑和系統(tǒng)改造

在飽和器內(nèi)當(dāng)晶比太大時(shí)，相對(duì)的減少了氨與硫酸反應(yīng)所需的容積，不利于氨的吸收，并使母液攪拌的阻力加大，導(dǎo)致母液攪拌不良。晶比太大時(shí)，結(jié)晶間摩擦的機(jī)會(huì)增多，大結(jié)晶破裂成小結(jié)晶的可能性增加。當(dāng)飽和器中積聚過(guò)多的結(jié)晶時(shí)，堵塞情況也將嚴(yán)重。當(dāng)晶比太小時(shí)，則不利于結(jié)晶的長(zhǎng)大，反而有大量的新晶核生成。此外，當(dāng)晶比小時(shí)，母液的密度降低，母液中的酸焦油及其乳化物不易與其分層，從而污染硫酸銨產(chǎn)品。根據(jù)以上理論我們把以前硫酸銨工每一個(gè)小時(shí)檢查一次飽和器晶比情況，現(xiàn)在改為每20min檢查一次，及時(shí)觀察飽和器內(nèi)晶比情況。保證飽和器內(nèi)晶比在40-60%，以前硫酸銨工將飽和器內(nèi)晶比母液中晶比達(dá)到40%時(shí)，開(kāi)車(chē)提取母液中的結(jié)晶，當(dāng)晶比降到20%時(shí)，停車(chē)?，F(xiàn)在調(diào)整為當(dāng)晶比達(dá)到50%時(shí)，開(kāi)車(chē)提取母液中的結(jié)晶，當(dāng)晶比降到30%時(shí)，停車(chē)。

當(dāng)提料管短或出現(xiàn)沙眼問(wèn)題時(shí)，出料不均勻，嚴(yán)重時(shí)，提不上料來(lái)。造成提料管故障問(wèn)題的原因是：硫酸銨提料和攪拌所用的工業(yè)風(fēng)主要由焦化廠空壓機(jī)站集中供風(fēng)，正常供風(fēng)風(fēng)壓為0.5MPa，而當(dāng)空壓機(jī)檢修或其他用戶集中用風(fēng)時(shí)，就會(huì)造成系統(tǒng)風(fēng)壓的降低，硫酸銨提料風(fēng)壓低，提料不暢甚至提不上料，工業(yè)風(fēng)壓力低時(shí)，不能滿足提料需要，改用蒸汽提料，造成提料管腐蝕損壞。針對(duì)這一問(wèn)題，作業(yè)區(qū)與廠有關(guān)部門(mén)協(xié)作，在硫酸銨崗位配備一臺(tái)空壓機(jī)，專門(mén)為硫酸銨提料供風(fēng)，風(fēng)壓可達(dá)到0.6MPa以上，廠部空壓機(jī)站供風(fēng)可作為飽和器攪拌用風(fēng)，這樣，解決了空壓機(jī)站供風(fēng)不足之問(wèn)題，滿足了硫酸銨提料用風(fēng)，消除了蒸汽提料帶來(lái)的不利影響。另外，崗位工在發(fā)現(xiàn)提料困難時(shí)，及時(shí)分析原因，若提料管故障，及時(shí)拔提料管，進(jìn)行焊接處理，保證正常提料，提高硫酸銨產(chǎn)量。降低提料管長(zhǎng)度及彎曲度，把提料管從稠化器上部進(jìn)料改成從側(cè)面進(jìn)料，使高度降低了0.6m，提料管彎曲度從90°改成45°，并重新制作四通管路，這幾項(xiàng)改造成功地使提料管縮短了3m，有效解決了提料阻力大的問(wèn)題。

脫酸塔、蒸氨塔底的排油操作從以前的每周一次調(diào)整為兩天一次，洗滌塔底部放油從以前的每?jī)芍芤淮握{(diào)整為一周一次。定期將沉積在塔底的焦油排放出來(lái)。為進(jìn)一步降低富液中的含油量，在富液泵出口加兩臺(tái)砂濾器，對(duì)富液進(jìn)行過(guò)濾，進(jìn)一步降低富液的含油量。

對(duì)于出現(xiàn)的除酸器堵塞問(wèn)題，相關(guān)技術(shù)人員對(duì)除酸器進(jìn)行改造，如圖。

氨水從從除酸器上部進(jìn)入沖洗，除酸器內(nèi)的硫酸銨結(jié)晶顆粒被熱氨水溶解，通過(guò)排液管流至硫酸工段的冷凝液槽。改造后運(yùn)行穩(wěn)定，由改造前每周堵塞2次，變?yōu)閺氐紫氯F(xiàn)象，確保了硫酸銨及后續(xù)工段的穩(wěn)定運(yùn)行，保證了硫酸銨、硫酸的收率和質(zhì)量?jī)裘簹夂@、硫化氫在合理的范圍內(nèi)，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

針對(duì)干燥機(jī)過(guò)料慢或不過(guò)料，主要采取的措施是：加強(qiáng)供風(fēng)機(jī)的維護(hù)與管理，調(diào)節(jié)好供給干燥機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、風(fēng)溫，保證其正常;干燥機(jī)兩邊的電振調(diào)節(jié)合適，使其均勻穩(wěn)定振動(dòng)，保證過(guò)料均勻、順利。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)硫酸銨產(chǎn)出中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)采取相應(yīng)的措施，使問(wèn)題得到了較好的解決，同時(shí)也使硫酸銨在質(zhì)量和產(chǎn)量上都有了顯著的提高。

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