爐氣系統(tǒng)帶氨原因及解決辦法

王 歡，云玉娥

（唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305）

氨堿法生產(chǎn)純堿過程中，存在著兩個循環(huán)，一個是氨循環(huán)，另一個是二氧化碳部分循環(huán)。在整個生產(chǎn)過程中，氨應(yīng)是全部循環(huán)使用的，生產(chǎn)正常情況下如果沒有跑冒滴漏，氨是沒有損耗的。二氧化碳部分循環(huán)，則是指生產(chǎn)過程中，有一部分二氧化碳進入到了產(chǎn)品中，另一部分則是循環(huán)使用的，循環(huán)使用的這部分二氧化碳是通過重堿在煅燒爐中煅燒分解，分離出濃的二氧化碳氣體即爐氣，經(jīng)過處理后經(jīng)壓縮機加壓以后再送入碳化塔實現(xiàn)的。

在生產(chǎn)過程中，我公司下段氣壓縮機冷卻器有時會出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，氣溫低的時候往往更嚴重，這是因為爐氣中含有部分氨，在低于37.8℃的情況下，氨會與二氧化碳生成碳銨結(jié)晶。結(jié)晶累積過多，會影響氣體流通，這樣使壓縮機打氣量降低，影響壓縮機正常運行，壓縮機導(dǎo)淋需長期排放，不僅影響壓縮工序操作環(huán)境，同時，會排出部分二氧化碳氣體，影響氨及二氧化碳消耗。

1 爐氣帶氨原因

煅燒爐所煅燒的重堿來自重堿濾過工序，其主要成分是碳酸氫鈉，還有一部分碳酸鈉、小部分碳酸氫銨及在濾過過程未能清洗掉的氯化銨等成份。在重堿煅燒時物料分解釋放出大量氣體，釋放出的二氧化碳理論上為碳化所需二氧化碳總量的一半，此外爐氣中還含有一定量的氨（其量約為20kg／t堿）以及水蒸汽等。因為氨在生產(chǎn)系統(tǒng)中是循環(huán)使用的，所以在爐氣中的這部分氨是需要回收使用的。

我公司爐氣經(jīng)過旋風分離器、熱堿液洗滌塔、母液洗滌塔、螺旋板換熱器及爐氣洗滌塔處理后進入下段氣壓縮機。其中旋風分離器的主要作用是除塵。熱堿液洗滌塔的作用除了除塵以外，還把爐氣系統(tǒng)中的氨洗滌一部分。母液洗滌塔的作用有兩個，一是用冷母液洗滌爐氣，同時利用爐氣的熱量將冷母液加熱，使其中的游離氨及二氧化碳部分轉(zhuǎn)移到爐氣中，從而增加爐氣中二氧化碳的含量，每噸堿由母液中蒸出二氧化碳約40Nm3，而經(jīng)過母液洗滌塔后，爐氣中氨氣含量也增加了。換熱器的作用是冷卻爐氣，使爐氣中的水蒸汽大部冷凝并溶入氨及二氧化碳而形成冷凝液。爐氣洗滌塔的作用則是用濾過凈氨液直接洗滌爐氣，將爐氣中的氨洗滌下來。

從以上可以看出，熱堿液塔、換熱器及爐氣洗滌塔均具有回收氨的作用，也就是說從煅燒爐出來的爐氣經(jīng)過三道除氨過程，但是還有一部分氨未被處理掉，隨著爐氣進入到了壓縮工序。爐氣系統(tǒng)帶氨既然不可避免，我們只能想辦法，盡量降低爐氣系統(tǒng)含氨，以減少帶氨對壓縮工序的影響。

2 降低爐氣帶氨的措施

2.1 加強離心機的維護，保證離心機滿負荷正常工作

因為離心機的作用是降低重堿中的水分，重堿水分低不僅能節(jié)約蒸汽用量，而且爐氣帶水也較少，相應(yīng)爐氣帶氨也會降低。最關(guān)鍵的是爐氣出氣箱及分離器不易結(jié)疤，能夠保證爐氣系統(tǒng)的暢通，減少爐氣系統(tǒng)的波動，也有利于后序工序的除氨。

2.2 控制換熱器出氣溫度在適宜范圍

從母液洗滌塔出來的爐氣含氨量是比較高的，出母液塔爐氣含氨比進母液塔爐氣含氨高約2.5%，這是由于母液中部分氨進入爐氣所致。因此換熱器除氨任務(wù)是相當大的。換熱器除氨原理，是向換熱器中通入冷卻水，使爐氣溫度降低，大部分水蒸汽冷凝成水，因為氨極易溶于水，在水蒸汽凝結(jié)成水的過程中，大部分氨隨之也被冷凝下來進入到冷凝液中，因此，換熱器出氣溫度越低，冷凝下來的氨越多，則進入爐氣系統(tǒng)中的氨越少。但是，在40℃左右，爐氣中所含氨、二氧化碳、水蒸汽反應(yīng)，氣側(cè)器壁容易形成碳酸氫銨結(jié)晶并吸附，使氣側(cè)流道通徑變小，影響爐氣系統(tǒng)真空，所以出氣溫度不能控制太低，否則會影響整個煅燒工序的正常平穩(wěn)運行。換熱器出氣溫度一般控制在40～45℃為宜，溫度高影響除氨效率，低容易產(chǎn)生結(jié)晶，堵塞氣體通道，影響生產(chǎn)正常運行。

在系統(tǒng)運行過程中要安排進行定期熱洗，以溶解結(jié)疤，尤其是在冬季，這種操作更要進行。熱洗方法一般是減少母液塔上液量，停止換熱器循環(huán)水，使換熱器進氣溫度升高至80～90℃，持續(xù)10分鐘左右，利用母液塔高溫汽的溫度及水分進行熱洗，使氣側(cè)粘附的碳酸氫銨結(jié)晶分解、溶解，得以消除。在換熱器頂部也可利用軟水或洗滌液進行噴淋，在系統(tǒng)停車期間，利用蒸汽加熱去除結(jié)晶更為有效。

2.3 平穩(wěn)爐氣洗滌塔的操作

爐氣洗滌塔是爐氣系統(tǒng)處理含氨的最后工序，是用來自濾過凈氨塔的凈氨液溶解爐氣的氨，洗滌塔的操作關(guān)鍵是洗滌液量要充足。因為濾過工序凈氨液做為爐氣洗滌塔的洗滌液，而從爐氣洗滌塔出來的洗滌液還要送到濾過工序做為濾過洗水，一般情況下送來多少凈氨液就送回到濾過多少洗水。即使洗水量過多時，也不能減少凈氨液量，可適當減少送往濾過工序的洗滌液，多出來的洗滌液可當通入換熱器做為沖洗用水。雖然這樣會使冷凝液濃度降低，但對生產(chǎn)系統(tǒng)影響不大，可保證凈氨液來量平穩(wěn)。

我公司目前共有3座洗滌塔，進各洗滌塔爐氣管線相互連通，進各塔氣量不是很均衡，因此進各洗滌塔的洗滌液量一定要調(diào)節(jié)好，可依據(jù)各塔出氣溫度進行調(diào)節(jié)，溫度高的多加進液，溫度低的則少加進液，保證各塔出氣溫度平衡。

2.4 做好爐氣管線液體的排放疏通

目前，我公司3座爐氣洗滌塔爐氣管線走向是從1＃、2＃洗滌塔出來的爐氣先并入一根總管，從總管又分出兩根管線，一根距離較長，另一根距離較短；從3＃塔出來一根爐氣管，這3根爐氣管分別經(jīng)各自的氣液分離器后并入進壓縮機的下爐氣總管。爐氣在輸送過程中隨著溫度的降低有一部分水蒸汽冷凝成水又溶解一部分液氨，這部分液氨如不及時分離出去，積累過多，有可能再次被爐氣帶入到壓縮機。我們可以考慮在系統(tǒng)停車大檢修時，較長的爐氣管線上再加一兩處導(dǎo)淋，可有助于爐氣管線里的液體及時排放掉。氣液分離器的作用就是分離爐氣中的液體的。在實際運行中，8＃、9＃壓縮機就很少出現(xiàn)結(jié)晶情況，這是因為進入該壓縮機的爐氣大部分來自較短的管線，而該管線中帶氨較少。我們曾多次對三條管線的導(dǎo)淋液進行分析，發(fā)現(xiàn)較短管線排出的液體含氨僅10tt，而較長管線排出液體含氨則高達50tt左右，也說明了管線中導(dǎo)淋需要及時排放。