影响硫铵收率因素及其改进措施
2020-12-31王景荣
王景荣
(河钢集团宣钢公司,河北 宣化 075100)
我厂1989年引进了间接饱和器法生产硫铵生产线,将全负压煤气洗涤工艺脱出的转入液相的NH3,从蒸氨脱酸系统蒸出,送入饱和器,与饱和器中加入的硫酸反应生成硫酸铵晶体,通过离心机、干燥机等设备,生产出硫酸铵产品。生产过程中,因酸气量不足、设备故障等原因,造成收率低、质量差。针对影响硫铵收率的因素,采取相应的对策,收到了较好的效果。
1 工艺简介
我厂采用全负压煤气吸收洗涤工艺,将从煤气吸收洗涤下的富液经蒸氨脱酸塔后,蒸出含有MH3、H2S、HCN、CO2等气体的酸气。酸气经黄雪盐生产工段的吸收塔后,HCN被吸收,含有MH3、H2S、CO2的酸气进入硫铵生产工段的饱和器,在饱和器中,氨气与加入的硫酸在搅拌风的作用下进行反应,生成硫酸铵晶体,当硫铵晶体达到一定比例后,用工业风通过提料管将硫铵晶体提到稠化器,再经过离心机、传送带、干燥机等设备,生产出硫铵产品,含有H2S、CO2气体的酸气从饱和器经除酸器,送往硫酸生产系统,用于生产硫酸(如图1)。
图1 硫铵工艺
2 影响硫铵收率因素
在硫铵生产过程中,影响硫铵收率的主要因素有:蒸氨系统效率低,蒸出的酸气量小或酸气中夹带焦油雾;富液中剩余氨水量太大,富液含氨量低;黄血盐吸收塔阻力高,影响酸气正常输送;搅拌风压力低,酸气与母液中的硫酸反应不充分;加酸不均匀,补水温度太低;出料太尽,母液中晶粒含量太少;设备故障,如除酸器堵、提料管漏、离心机不推料、转鼓松动或干燥机不过料等。
3 采取措施
3.1 蒸氨脱酸系统改进
(1)针对蒸氨系统酸气量小的问题,对蒸氨脱酸塔盘进行改造。1989年兴建的蒸氨脱酸系统的生产能力与年产90万吨焦炭的1#、2#焦炉相配套。2004年扩产3#、4#焦炉后,年产增加60万吨焦炭,洗涤富液量由每小时120吨,提高到每小时195吨,蒸氨脱酸能力明显不足,导致酸气量小,影响硫铵收率。对此,引进New-vst不锈钢垂直筛板,替代原蒸氨脱酸塔泡罩塔盘,利用原来的铸铁泡罩塔盘进行改造,去掉铸铁泡罩的罩体,然后换成新型垂直筛板冒罩。由于原塔盘上有85mm高的升气管,故对传统新型垂直筛板帽罩也进行相应的改造,将原帽罩的的支腿去掉,改成长脚支腿,使帽罩的罩体相应的提高,原有升气孔,将根据汽液负荷相应的堵孔、塔盘开孔率明显提高、蒸氨塔、脱酸塔阻力显著降低,蒸氨脱酸效率明显提高,处理富液能力达到200m3/h。
(2)降液管改造:蒸氨塔的内件为双溢流,降液管分为中间溢流和侧溢流,按照原降液管的的内侧尺寸制作新的降液管,预留2㎜的余量。使改造后的降液管可以插入原降液管中,同时,在降液管中加数个胀接螺杆用以降液管固定,并保证堰高,防止降液管下滑。
(3)填料段改造:蒸氨塔上端有一段直径2200㎜、高3000㎜的陶瓷填料段。由于陶瓷填料效率低,易碎,达不到扩产要求。本次改造,将在原填料支撑上加两层钢板网,并将陶瓷填料改为50#鲍尔环填料,在填料上方加填料压圈固定。
(4)脱酸塔改造:利用原来的支撑结构,即保证原降液管、支撑梁、塔盘圈等保持不变,只更换浮阀塔盘部件,将原来的浮阀塔盘更换成新型垂直筛板。
3.2 硫铵生产操作改进
(1)在饱和器中,硫酸与酸气中的氨气反应,生产硫铵。生产过程分晶核的形成和晶粒的长大两个过程,当饱和器中硫铵晶体达到一定比例后,需要出料,即用工业风或蒸汽从提料管中将硫铵晶体提到稠化器中,经离心机、干燥机等设备生产出硫铵产品。从饱和器中提料结束后,饱和器母液中,必须留有一定的晶粒,才有利于反应的快速进行,有利于长料,否则,出料太尽,补充页面太多,打破了反应的平衡,降低反应速度,减少产量。造成出料太尽问题的主要原因是饱和器液面太低,开车出料早,开车时间长,开车后酸气量不足或其他原因,涨料慢,出完料时,饱和器母液中晶体含量不足10%。这样,出完料停车后,饱和器母液中,首先反应生成晶核,然后再涨颗粒,涨料慢,产量低,如此往复,恶性循环。针对这种情况,主要采取的措施:一是出完料后,从储槽中补热水到液面35%左右,保证饱和器中母液温度在规定的范围内;二是制定制度,保证出完料后,母液中有硫铵晶体10—20%之间,长料到40—60%时开车出料;三是保证母液搅拌风压力在0.45Mpa以上,风压低时及时从风包排液、空压机故障等方面查找原因解决;四是在蒸氨系统正常的情况下,加硫酸要均匀,保证母液酸度在2-4%之间。
(2)在生产过程中主要发生的设备故障有:离心机不推料,转鼓松动或转不动。针对这一问题,岗位工要及时加油,发现漏油时及时处理,防止油箱进水,降低润滑油质量,发现进水,及时更换润滑油,防止缺油或进水造成设备故障。
(3)干燥机过料慢或不过料。现用的干燥机为振动式流化床干燥机,由筛板、电振机、箱体部分等组成,生产中因供风不合适、筛孔堵塞、筛板破裂、电振故障等原因,造成过料慢或不过料,针对这一问题,主要采取的措施是:加强供风机的维护与管理,调节好供给干燥机的风量、风压、风温,保证其正常;干燥机两边的电振调节合适,使其均匀稳定振动,保证过料均匀、顺利;加强点检与巡查,保证下料湿度符合要求,严防出现稀料进入饱和器,而堵塞筛孔,造成过料慢的现象。
(4)当提料管短或出现沙眼问题时,出料不均匀,严重时,提不上料来。造成提料管故障问题的原因是:工业风压力时高时低,不能满足提料需要,改用蒸汽提料,造成提料管腐蚀损坏。针对这一问题,车间与厂有关部门协作,在硫铵岗位配备一台空压机,专门为硫铵提料供风,风压可达到0.6MPA以上,厂部空压机站供风可作为饱和器搅拌用风,这样,解决了空压机站供风不足之问题,满足了硫铵提料用风,消除了蒸汽提料带来的不利影响。另外,岗位工在发现提料困难时,及时分析原因,若提料管故障,及时拔提料管,进行焊接处理,保证正常提料,提高硫铵产量。
3.3 除酸器改进
图2 改造前后图
针对除酸器堵塞问题,进行如图2所示改进。氨水从从除酸器上部进入冲洗,除酸器内的硫酸铵结晶颗粒被热氨水溶解,通过排液管流至硫酸工段的冷凝液槽。改造后运行稳定,由改造前每周堵塞2次,变为彻底消除堵塞现象,确保了硫铵及后续工段的稳定运行,保证了硫铵、黄雪盐、硫酸的收率和质量净煤气含铵、硫化氢在合理的范围内,取得了一定的经济效益。
4 改进效果(如表1、表2所示)
表1 处理前运转率和收率
表2 处理后设备运转率及收率
5 结语
针对硫铵生产存在问题,通过采取相应措施,使问题得到很好解决,促进生产经营秩序的安全稳定顺行,设备运转率明显提高,硫铵收率及其质量得到明显提升。