硫銨干燥工藝的優化

唐辛亮

(唐山首鋼京唐西山焦化有限責任公司河北省煤焦化技術創新中心，河北 唐山 063200)

1 硫銨干燥工藝簡介

硫銨干燥是硫銨結晶物最終形成硫銨產品所必須的工藝環節，當飽和器內循環母液噴灑在吸收煤氣中的氨汽時，會有硫酸銨(以下簡稱“硫銨”)的形成，隨著硫酸不斷加入保持好循環母液的酸度，煤氣中的氨汽會不停地被吸收，當母液中硫銨溶解度達到飽和后就會有硫銨的晶體析出。因為硫銨晶體密度大會逐漸堆積在飽和器下室的底部區域，為了防止晶體沉積堵塞，保持結晶泵常開，將夾帶著晶體的母液抽到硫銨廠房內的結晶槽。從結晶槽取樣當晶比達到25%～40%(體積分數)時，開啟離心機進行強制分離，將硫銨顆粒甩出從離心機下料口進入螺旋輸送機，通過螺旋輸送機將濕的硫銨顆粒持續送入振動流化床(以下簡稱“干燥床”)，在干燥床篩網上通過時先用熱風對硫銨顆粒進行干燥，再用冷風對其進行降溫并進一步干燥，干燥后的硫銨從干燥床的出口掉入硫銨貯斗內，經包裝機稱量、封口后碼放至托盤上，最后送入成品庫存放。

硫銨干燥床吹入的熱風和冷風稱為尾氣，在干燥床的上方設有引風管道，通過引風機提供吸力，首先將尾氣吸入旋風除塵器，在此將大部分硫銨細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尾氣進行噴灑進一步脫除硫銨粉塵，最后尾氣再進入引風機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 干燥系統生產中出現的問題

2.1 干燥床人孔密封不嚴

在干燥系統運行過程中，干燥床的人孔一邊有固定翻轉軸，整個面有三根快速固定螺栓。由于頻繁開關人孔操作，造成人孔固定螺栓的老化和脫扣，導致人孔密封不嚴從而造成干燥過程中風量的流失浪費和室內空氣溫度的上升，硫銨粉塵從人孔密封不嚴的地方逸散而出，導致室內各處飄散粉塵，造成環境污染，也不利于職工的身心健康。

2.2 干燥床風管密封不嚴

干燥床的引風管道使用帆布連接，在長時間的高溫作業環境下帆布會逐漸變硬，最終導致連接處會產生縫隙密封不嚴，在干燥系統運行時微小的硫銨粉塵會被風從連接處帶出，粉塵外溢，對現場設備造成腐蝕，影響環境衛生[2]。

2.3 干燥床風管沉積粉塵

干燥后的尾氣通過干燥床上的六根引風管匯總到兩個總管上，再分別進入到兩個旋風除塵器，在尾氣通過引風管的過程中會帶走硫銨粉塵。由于長時間的開機積累會有大量的硫銨粉塵沉積在風管中，而清理風管中的硫銨粉塵又屬于高空作業，需要現場搭建腳手架，沒有清理平臺，清理難度大，由于風管的長度太長，里面沉積下來的硫銨不易清理，與總管連接的六根橫向風管人員無法進入內部更是清理的難題，沉積硫銨粉塵過多會減少通道的風量，如圖1 所示。

圖1 干燥床原風管示意圖

2.4 排氣洗凈塔的風管腐蝕

經過兩次除塵的尾氣從排氣洗凈塔內出來，在經過排氣洗凈塔泵噴灑時，尾氣會帶走少量的硫銨水溶液。再經過風管彎頭處，長時間的開機運行，硫銨水溶液會在彎頭處和豎管管壁上沉積，粉塵會粘附在彎頭管道處越積越多，濕潤的硫銨粉塵會對彎頭和豎管造成持續的腐蝕，最終導致風管出現腐蝕、滲漏。

2.5 霧沫分離器尾氣管腐蝕

通過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大彎頭。當霧沫分離器進行沖洗尾氣的過程中，霧沫分離器沖洗水會自流到排氣洗凈塔內，尾氣會帶走沖洗水，造成彎頭內積水，時間長了造成彎頭腐蝕，彎頭在四樓室外，檢修更換作業難度大。而腐蝕后的彎頭，在進行沖洗霧沫分離器時，在腐蝕滲漏處會有積液掉落在地面，造成地面的環境污染。

3 硫銨干燥系統工藝優化

3.1 干燥床人孔改造

對硫銨干燥床人孔進行改造，改成旋柄快開式人孔，人孔蓋的一端固定，安裝旋轉軸可以自由開關，另一端可以打開用卡扣固定，人孔蓋的受力點在中心，通過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，減少風量的浪費和檢修周期。在旋轉旋柄時人孔能快速實現密封與松開，操作也非?？旖荩欣趰徫蝗藛T的快速操作，同時也提高了工作效率。

3.2 優化干燥床風管連接

在風管連接處基礎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，改善現場工作環境；從熱風機吹出來的熱風風溫是130 ℃，而新型的除塵專用布可以達到耐高溫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，拆下來的除塵專用布可以通過壓縮風吹掃清理粉塵，再用清水清洗晾干后再循環利用，減少了除塵布的消耗，也減輕了維檢工作，改善了現場工作環境。

3.3 干燥床至旋風除塵器的風管改造

干燥床的六根風管原設計是90°彎頭，橫向連接到總管的側面，改進后的風管把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，沉積下來的硫銨粉塵會通過這個135°大彎頭進入到干燥床里面，減少了硫銨粉塵的沉積。風管總管增加20°傾斜角度，在風管的末端處增加卸料，卸料管和料倉直接相連，開機后定時排空卸料管沉積下來的硫銨粉塵，最后減少了總管沉積硫銨粉塵，減少了清理風管的工作量。

圖2 改造后的干燥床風管示意圖

3.4 排氣洗凈塔的風管彎頭改造

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，減少彎頭積液，減少了腐蝕性介質在管道內的堆積，增強設備的使用壽命，同時能減少風管的更換周期，節約了生產成本，減少了檢修工作，更有利于生產的穩定運行。

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的沖洗水能快速流進排氣洗凈塔內，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泄液管會回流到排氣洗凈塔內，這樣就最大程度的減少彎頭處的積液，對彎頭的腐蝕物質就大大減少，從而延長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 硫銨干燥床設備改進

干燥床在進行清理篩板上的硫銨硬塊時，由于空間狹小，環境差，只有一個進出口，進出口狹小不利于快速地進出。在干燥床的上部增加清理硬塊硫銨進出口，如圖4 所示，當在清理干燥床過程中，人員在內部感覺身體不舒適時能夠快速從干燥床出來，提高人員操作環境的安全性。同時在干燥床上增加了觀察口(清理硬塊時相當于通風口)，不管是在蒸汽吹掃干燥床篩板或是清理硬塊硫銨時都得到了很好的利用。螺旋給料機的蓋板改造(在吊瓦軸承處增加加油方口)，在現有蓋板的基礎上增加四氟板，再加上壓蓋器，蓋板和蓋板的連接縫隙處用長條的壓蓋器進行密封，在需要的時候不用打開整個蓋板就能對吊瓦軸承進行加油，既解決了蓋板密封的情況又解決了加油需要打開整個蓋板的操作過程。

圖4 改造后的干燥床設備

5 結語

通過對硫銨整個干燥系統的改造，減少了風管中沉積下來的硫銨粉塵，大大降低了清理風管的工作量，通過優化改造減少了風管積液，延長了風管的使用壽命。整體更利于硫銨生產的穩定運行，解決了硫銨生產干燥過程中出現的硫銨粉塵外溢問題，改善了工作環境。