硫銨干燥工藝的優(yōu)化

唐辛亮

(唐山首鋼京唐西山焦化有限責(zé)任公司河北省煤焦化技術(shù)創(chuàng)新中心，河北 唐山 063200)

1 硫銨干燥工藝簡(jiǎn)介

硫銨干燥是硫銨結(jié)晶物最終形成硫銨產(chǎn)品所必須的工藝環(huán)節(jié)，當(dāng)飽和器內(nèi)循環(huán)母液噴灑在吸收煤氣中的氨汽時(shí)，會(huì)有硫酸銨(以下簡(jiǎn)稱“硫銨”)的形成，隨著硫酸不斷加入保持好循環(huán)母液的酸度，煤氣中的氨汽會(huì)不停地被吸收，當(dāng)母液中硫銨溶解度達(dá)到飽和后就會(huì)有硫銨的晶體析出。因?yàn)榱蜾@晶體密度大會(huì)逐漸堆積在飽和器下室的底部區(qū)域，為了防止晶體沉積堵塞，保持結(jié)晶泵常開(kāi)，將夾帶著晶體的母液抽到硫銨廠房?jī)?nèi)的結(jié)晶槽。從結(jié)晶槽取樣當(dāng)晶比達(dá)到25%～40%(體積分?jǐn)?shù))時(shí)，開(kāi)啟離心機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制分離，將硫銨顆粒甩出從離心機(jī)下料口進(jìn)入螺旋輸送機(jī)，通過(guò)螺旋輸送機(jī)將濕的硫銨顆粒持續(xù)送入振動(dòng)流化床(以下簡(jiǎn)稱“干燥床”)，在干燥床篩網(wǎng)上通過(guò)時(shí)先用熱風(fēng)對(duì)硫銨顆粒進(jìn)行干燥，再用冷風(fēng)對(duì)其進(jìn)行降溫并進(jìn)一步干燥，干燥后的硫銨從干燥床的出口掉入硫銨貯斗內(nèi)，經(jīng)包裝機(jī)稱量、封口后碼放至托盤上，最后送入成品庫(kù)存放。

硫銨干燥床吹入的熱風(fēng)和冷風(fēng)稱為尾氣，在干燥床的上方設(shè)有引風(fēng)管道，通過(guò)引風(fēng)機(jī)提供吸力，首先將尾氣吸入旋風(fēng)除塵器，在此將大部分硫銨細(xì)小粉塵收集排出至硫銨貯斗，尾氣再被吸入排氣洗凈塔，在此用濃度較稀的硫銨母液對(duì)尾氣進(jìn)行噴灑進(jìn)一步脫除硫銨粉塵，最后尾氣再進(jìn)入引風(fēng)機(jī)被輸送至霧沫分離器以除去尾氣中夾帶的液滴后排入大氣[1]。

2 干燥系統(tǒng)生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題

2.1 干燥床人孔密封不嚴(yán)

在干燥系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，干燥床的人孔一邊有固定翻轉(zhuǎn)軸，整個(gè)面有三根快速固定螺栓。由于頻繁開(kāi)關(guān)人孔操作，造成人孔固定螺栓的老化和脫扣，導(dǎo)致人孔密封不嚴(yán)從而造成干燥過(guò)程中風(fēng)量的流失浪費(fèi)和室內(nèi)空氣溫度的上升，硫銨粉塵從人孔密封不嚴(yán)的地方逸散而出，導(dǎo)致室內(nèi)各處飄散粉塵，造成環(huán)境污染，也不利于職工的身心健康。

2.2 干燥床風(fēng)管密封不嚴(yán)

干燥床的引風(fēng)管道使用帆布連接，在長(zhǎng)時(shí)間的高溫作業(yè)環(huán)境下帆布會(huì)逐漸變硬，最終導(dǎo)致連接處會(huì)產(chǎn)生縫隙密封不嚴(yán)，在干燥系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)微小的硫銨粉塵會(huì)被風(fēng)從連接處帶出，粉塵外溢，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備造成腐蝕，影響環(huán)境衛(wèi)生[2]。

2.3 干燥床風(fēng)管沉積粉塵

干燥后的尾氣通過(guò)干燥床上的六根引風(fēng)管匯總到兩個(gè)總管上，再分別進(jìn)入到兩個(gè)旋風(fēng)除塵器，在尾氣通過(guò)引風(fēng)管的過(guò)程中會(huì)帶走硫銨粉塵。由于長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)機(jī)積累會(huì)有大量的硫銨粉塵沉積在風(fēng)管中，而清理風(fēng)管中的硫銨粉塵又屬于高空作業(yè)，需要現(xiàn)場(chǎng)搭建腳手架，沒(méi)有清理平臺(tái)，清理難度大，由于風(fēng)管的長(zhǎng)度太長(zhǎng)，里面沉積下來(lái)的硫銨不易清理，與總管連接的六根橫向風(fēng)管人員無(wú)法進(jìn)入內(nèi)部更是清理的難題，沉積硫銨粉塵過(guò)多會(huì)減少通道的風(fēng)量，如圖1 所示。

圖1 干燥床原風(fēng)管示意圖

2.4 排氣洗凈塔的風(fēng)管腐蝕

經(jīng)過(guò)兩次除塵的尾氣從排氣洗凈塔內(nèi)出來(lái)，在經(jīng)過(guò)排氣洗凈塔泵噴灑時(shí)，尾氣會(huì)帶走少量的硫銨水溶液。再經(jīng)過(guò)風(fēng)管彎頭處，長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)機(jī)運(yùn)行，硫銨水溶液會(huì)在彎頭處和豎管管壁上沉積，粉塵會(huì)粘附在彎頭管道處越積越多，濕潤(rùn)的硫銨粉塵會(huì)對(duì)彎頭和豎管造成持續(xù)的腐蝕，最終導(dǎo)致風(fēng)管出現(xiàn)腐蝕、滲漏。

2.5 霧沫分離器尾氣管腐蝕

通過(guò)霧沫分離器后的尾氣排向大氣，在霧沫分離器后的尾氣管有一個(gè)大彎頭。當(dāng)霧沫分離器進(jìn)行沖洗尾氣的過(guò)程中，霧沫分離器沖洗水會(huì)自流到排氣洗凈塔內(nèi)，尾氣會(huì)帶走沖洗水，造成彎頭內(nèi)積水，時(shí)間長(zhǎng)了造成彎頭腐蝕，彎頭在四樓室外，檢修更換作業(yè)難度大。而腐蝕后的彎頭，在進(jìn)行沖洗霧沫分離器時(shí)，在腐蝕滲漏處會(huì)有積液掉落在地面，造成地面的環(huán)境污染。

3 硫銨干燥系統(tǒng)工藝優(yōu)化

3.1 干燥床人孔改造

對(duì)硫銨干燥床人孔進(jìn)行改造，改成旋柄快開(kāi)式人孔，人孔蓋的一端固定，安裝旋轉(zhuǎn)軸可以自由開(kāi)關(guān)，另一端可以打開(kāi)用卡扣固定，人孔蓋的受力點(diǎn)在中心，通過(guò)中心的螺母將固定桿與旋柄連接，這樣受力能更均勻，更有利于人孔的密封，減少風(fēng)量的浪費(fèi)和檢修周期。在旋轉(zhuǎn)旋柄時(shí)人孔能快速實(shí)現(xiàn)密封與松開(kāi)，操作也非?？旖?，有利于崗位人員的快速操作，同時(shí)也提高了工作效率。

3.2 優(yōu)化干燥床風(fēng)管連接

在風(fēng)管連接處基礎(chǔ)上增加新型的耐高溫、耐腐蝕的除塵專用布，能夠更好地吸附溢處的硫銨粉塵，改善現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境；從熱風(fēng)機(jī)吹出來(lái)的熱風(fēng)風(fēng)溫是130 ℃，而新型的除塵專用布可以達(dá)到耐高溫190 ℃，這樣就保證了新型除塵袋能用得住，不容易損壞。除塵專用布還可以二次再利用，拆下來(lái)的除塵專用布可以通過(guò)壓縮風(fēng)吹掃清理粉塵，再用清水清洗晾干后再循環(huán)利用，減少了除塵布的消耗，也減輕了維檢工作，改善了現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境。

3.3 干燥床至旋風(fēng)除塵器的風(fēng)管改造

干燥床的六根風(fēng)管原設(shè)計(jì)是90°彎頭，橫向連接到總管的側(cè)面，改進(jìn)后的風(fēng)管把90°的彎頭去掉，換成反向的135°的大彎頭連接到總管的底部，如圖2所示，沉積下來(lái)的硫銨粉塵會(huì)通過(guò)這個(gè)135°大彎頭進(jìn)入到干燥床里面，減少了硫銨粉塵的沉積。風(fēng)管總管增加20°傾斜角度，在風(fēng)管的末端處增加卸料，卸料管和料倉(cāng)直接相連，開(kāi)機(jī)后定時(shí)排空卸料管沉積下來(lái)的硫銨粉塵，最后減少了總管沉積硫銨粉塵，減少了清理風(fēng)管的工作量。

圖2 改造后的干燥床風(fēng)管示意圖

3.4 排氣洗凈塔的風(fēng)管彎頭改造

在排氣洗凈塔豎管處增加沖洗管壁的分支，同時(shí)增加彎頭橫管的角度使橫管的積液能夠自流到排氣洗凈塔內(nèi)，減少?gòu)濐^積液，減少了腐蝕性介質(zhì)在管道內(nèi)的堆積，增強(qiáng)設(shè)備的使用壽命，同時(shí)能減少風(fēng)管的更換周期，節(jié)約了生產(chǎn)成本，減少了檢修工作，更有利于生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.5 霧沫分離器的尾氣管改造

更換霧沫分離器泄液管，增大其直徑，由DN50 增加至DN100，使霧沫分離器沖洗時(shí)的沖洗水能快速流進(jìn)排氣洗凈塔內(nèi)，在彎頭橫管處增加20°角度和回液管，如圖3 所示，回液管和霧沫分離器泄液管連接到一起，被尾氣帶走的沖洗水通過(guò)泄液管會(huì)回流到排氣洗凈塔內(nèi)，這樣就最大程度的減少?gòu)濐^處的積液，對(duì)彎頭的腐蝕物質(zhì)就大大減少，從而延長(zhǎng)了分管彎頭的使用周期，減少地面的污染，減少檢修工作量。

圖3 改造后的霧沫分離器尾氣管示意圖

4 硫銨干燥床設(shè)備改進(jìn)

干燥床在進(jìn)行清理篩板上的硫銨硬塊時(shí)，由于空間狹小，環(huán)境差，只有一個(gè)進(jìn)出口，進(jìn)出口狹小不利于快速地進(jìn)出。在干燥床的上部增加清理硬塊硫銨進(jìn)出口，如圖4 所示，當(dāng)在清理干燥床過(guò)程中，人員在內(nèi)部感覺(jué)身體不舒適時(shí)能夠快速?gòu)母稍锎渤鰜?lái)，提高人員操作環(huán)境的安全性。同時(shí)在干燥床上增加了觀察口(清理硬塊時(shí)相當(dāng)于通風(fēng)口)，不管是在蒸汽吹掃干燥床篩板或是清理硬塊硫銨時(shí)都得到了很好的利用。螺旋給料機(jī)的蓋板改造(在吊瓦軸承處增加加油方口)，在現(xiàn)有蓋板的基礎(chǔ)上增加四氟板，再加上壓蓋器，蓋板和蓋板的連接縫隙處用長(zhǎng)條的壓蓋器進(jìn)行密封，在需要的時(shí)候不用打開(kāi)整個(gè)蓋板就能對(duì)吊瓦軸承進(jìn)行加油，既解決了蓋板密封的情況又解決了加油需要打開(kāi)整個(gè)蓋板的操作過(guò)程。

圖4 改造后的干燥床設(shè)備

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)硫銨整個(gè)干燥系統(tǒng)的改造，減少了風(fēng)管中沉積下來(lái)的硫銨粉塵，大大降低了清理風(fēng)管的工作量，通過(guò)優(yōu)化改造減少了風(fēng)管積液，延長(zhǎng)了風(fēng)管的使用壽命。整體更利于硫銨生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，解決了硫銨生產(chǎn)干燥過(guò)程中出現(xiàn)的硫銨粉塵外溢問(wèn)題，改善了工作環(huán)境。