氨气直接进入饱和器的研究与应用-张卫民

2014年第9期应用技术一工艺简介邯钢焦化厂回收车间硫铵岗位负责焦化厂4#、5#、6#三座焦炉的煤气中氨的脱除，设计处理煤气量为60000m3/h。硫铵工序采用的是喷淋式饱和器除氨法，这也是当前比较先进的工艺，没有废料产生，而且可以生产出合格品的硫铵。在原工艺中，剩余氨水蒸氨得到氨气，冷凝后成为富氨水作为HPF法脱硫的碱源。HPF法脱硫停产后，蒸氨氨气直接进入饱和器进行处理。两种工艺的煤气流程分别为：工艺改进前：气液分离器→横管初冷器→电捕焦油器→煤气鼓风机→预冷塔→脱硫塔→预热器→饱和器→终冷横管→洗苯→净煤气工艺改进后：气液分离器→横管初冷器→电捕焦油器→煤气鼓风机→预热器→饱和器→终冷横管→洗苯→煤气脱硫（真空碳酸钾法）→净煤气二工艺特点蒸氨塔顶出来的氨气从预热器前进入饱和器，与由风机工序来的煤气混合后经煤气预热器进入喷淋饱和器的上段，分成两股沿饱和器水平方向(环形)流动，每股煤气均经过数个喷头用含游离酸的母液喷洒，以吸收煤气中的氨，两股煤气汇合后以切线方向进入饱和器内除酸器，除去煤气中夹带的酸雾液滴，从上部中心出口管离开到下一道工序。煤气离开饱和器前，用来自二次喷洒泵的母液进行二次喷洒，以进一步除去煤气中的氨。喷淋式饱和器分为上段和下段，上段为吸收室，下段为结晶室。饱和器的上段与下段以降液管联通。喷洒吸收氨后的母液从降液管流到结晶室的底部，不断地搅拌母液，使硫铵晶核长大，含有小颗粒的母液上升至结晶室的上部，母液循环泵从结晶室上部将母液抽出，送往饱和器上段两组喷洒箱内进行循环喷洒。饱和器的上段设满流管，保持液面并封住煤气，使其不能进入下段。满流管插入满流槽中也封住煤气，使其不能外逸。母液在上段与下段之间不断循环，使母液中的晶核不断长大，沉降在结晶室的底部。用结晶泵抽至结晶槽，经离心分离、干燥得成品硫铵。三存在问题1.由于氨气温度高，蒸氨塔顶在101℃~103℃，分缩器后在98℃左右，与煤气混合后再经母液喷洒，造成母液温度达到60℃以上，尤其夏季温度更高，使母液与焦油难于分离，影响硫铵产品质量。2.氨气直接进入饱和器之后，饱和器的负荷增大，煤气中氨的脱除效果受到影响，器后含氨增大0.02g/m3~0.04g/m3,既超出了工艺指标要求，还会影响后续工序的设备、管道的使用寿命。3.饱和器的配套设施离心机、干燥床处理效果受到影响，硫铵离心机处理量为5t/h，干燥床处理量为6t/h，氨气进入饱和器后，两者都达到满负荷运转，需要注意操作，否则容易造成硫铵产品水分、酸度超标。四工艺改造和改进1.预热器改造。硫铵预热器的作用是预热煤气，便于母液吸收煤气中的氨，母液温度在55℃左右时吸收效果最好。氨气直接进入饱和器后，造成母液温度偏高，达到60℃以上，影响吸收效果。为尽量降低母液温度，对预热器进行改造，不再利用预热器加热煤气，拆除预热器内部加热列管，改为煤气直走。改造后，母液温度降低2℃~4℃，同时也减少了蒸汽用量，煤气管道阻力也下降了500pa左右。2.喷洒及出料系统改进。原系统运行一台喷洒泵、一台母液泵和一台结晶泵，负荷增大后，改为运转两台喷洒泵，同时母液泵和结晶泵提高负荷，提高喷洒和结晶效果，降低器后含氨。同时，延长离心机和干燥床的出料时间，由原来的每班6小时增加到每班8小时，原来月产硫铵1200吨，增加到月产硫铵1600吨，月增产400吨，器后含氨降低0.01g/m3~0.02g/m3。3.焦油清除改进。原系统为减少母液中焦油含量，要求每2个小时放结晶室焦油一次，同时捞净满流槽内焦油。工艺改变后，由于母液温度偏高，母液中焦油难于分离，使母液颜色发暗，影响硫铵质量。为便于焦油与母液分离，加酸洗水改为采用低温水，降低母液温度，每小时排放一次结晶室焦油，焦油分离后排入蒸氨地下焦油槽，送往机械化澄清槽回收。五改进后效果系统改进投运后，经过几年的不断改造和完善，硫铵现生产稳定，器后含氨稳定在0.06g/m3~0.07g/m3，年增产硫铵4000吨，具体情况见表1。表1改进前后生产状况对比表六结论氨气直接进入饱和器工艺是实施可行、效益良好的一种生产工艺，在同行业中值得推广和改进。（作者单位：河北钢铁集团邯钢公司焦化厂）氨气直接进入饱和器的研究与应用张卫民器后含氨（克/立米）硫铵产量（吨/年）母液温度（℃）出料时间（小时/天）系统阻力（千帕）蒸汽消耗（吨/天）改进前0.07~0.091400063~65121800~20003.0改进后0.06~0.071800060~63161400~16002.7项目对比87