李善寧　王永林(馬鋼股份公司煤焦化公司　安徽馬鞍山　243021)

硫酸銨產(chǎn)品著色原因分析

李善寧王永林(馬鋼股份公司煤焦化公司安徽馬鞍山243021)

摘要：針對硫銨產(chǎn)品外觀顏色的不穩(wěn)定進行了分析，并提出一些生產(chǎn)操作過程中的改進和建議。

關鍵詞：硫銨；顏色；酸度；操作控制

馬鋼煤焦化公司煤氣凈化一系統(tǒng)煤氣處理能力為5.5×104m3/h，采用A-S脫硫洗氨工藝，氨采用間接飽和器法工藝生產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)品，硫化氫用克勞斯法工藝生產(chǎn)硫磺。自2004年投產(chǎn)以來，硫酸銨產(chǎn)品的質(zhì)量基本穩(wěn)定，顆粒也較大，不足之處是外觀顏色不夠穩(wěn)定。硫酸銨產(chǎn)品正常的外觀顏色應為白色結晶，但經(jīng)常發(fā)生硫酸銨顏色為灰白色，有時呈淡藍色或淡紅色的情況，硫酸銨產(chǎn)品的顏色問題影響了銷售。

1間接飽和器法工藝簡介

煤氣洗滌后的富液經(jīng)脫酸蒸氨解吸后酸氨汽進入飽和器內(nèi)，酸氨汽中的氨被用攪拌風攪拌的硫酸母液吸收，反應生產(chǎn)硫酸銨晶體，飽和狀態(tài)下的硫酸銨晶粒再用提料風送到稠化器、離心機及流化干燥床脫水干燥得到硫酸銨產(chǎn)品，再裝包外銷。剩余的酸汽進入后序克勞斯爐工序生產(chǎn)硫磺產(chǎn)品。間接飽和器法的工藝流程見圖1：

2硫酸銨產(chǎn)品著色原因分析

硫酸銨產(chǎn)品外觀顏色穩(wěn)定性不僅與硫銨單元的生產(chǎn)操作有關，而且與上游工序脫酸蒸氨的操作穩(wěn)定性有更大關系。通過對硫酸銨產(chǎn)品水溶試驗分析，認為導致硫酸銨產(chǎn)品外觀顏色不穩(wěn)定的主要原因為：一是飽和器內(nèi)硫酸銨母液中無機物之間反應形成鐵氰絡合物等附著在晶體表面使硫銨著色；二是煤氣中的雜質(zhì)(如煤粉、焦油、萘等)在煤氣洗滌過程中被吸收液所吸收，經(jīng)脫酸蒸氨解吸后隨酸氨汽進入飽和器硫酸銨母液中使得硫酸銨產(chǎn)品的顏色發(fā)黑。

2.1金屬絡合物等對硫酸銨產(chǎn)品外觀的影響

飽和器的酸氨汽來自于脫酸蒸氨單元，脫酸塔解吸的熱源由兩個蒸氨塔提供，蒸氨塔為鑄鐵泡罩塔。由于固定銨鹽蒸氨塔在蒸氨過程中需要加堿分解固定銨鹽，堿在分解固定銨鹽的同時，對鑄鐵塔盤及泡罩產(chǎn)生一定的腐蝕作用，在蒸氨溫度大于100℃生產(chǎn)工況下，與氨一起加劇了對鑄鐵塔塔盤及泡罩等的腐蝕。圖2為固定銨塔停產(chǎn)檢修解體的下層塔盤被腐蝕的圖片。

脫酸蒸氨的酸氨汽中不僅有NH3和H2S,并且還有HCN和HSCN等氣體，酸氨汽進入飽和器時除這些氣體以外，同時還會夾帶著含有腐蝕剝落的金屬Fe3+的液體。當飽和器內(nèi)加酸量不足，或者脫酸蒸氨操作波動酸氨汽中氨含量過高，會導致母液酸度偏小，局部區(qū)域形成堿性，母液會產(chǎn)生大量泡沫，在攪拌風的攪拌下，飽和器的母液中會反應生成鐵氰絡合物(Fe7(CN)18·14H2O)，遇空氣氧化呈普魯士藍顏色附著在硫銨晶體表面；同時伴隨六氰合鐵(II)酸亞鐵銨(NH4)2Fe[Fe(CN)6]的生成，附著硫銨晶粒表面，晶體遇空氣后被氧化形成藍色或淺藍色。另外的一個反應是Fe3+和SCN-生成另一種絡合物Fe(SCN)3，該絡合物Fe(SCN)3暴露在空氣中會氧化形成淡紅色晶粒也會附著在硫銨晶體表面。這就是硫酸銨產(chǎn)品裝包放置一段時間后變色的原因。

2.2煤氣中煤粉、焦油等對硫酸銨產(chǎn)品外觀的影響

由于煉焦配合煤細度偏小，粒度小于0.5mm煤比例偏多，加上焦爐無煙裝煤的要求愈來愈高，荒煤氣中夾帶了大量細小的粉塵，這些粉塵和煤氣中的焦油霧部分進入煤氣洗滌液中。在洗滌液蒸氨解吸過程中，煤粉、焦油霧等會隨著酸氨汽進入到飽和器，使母液的顏色發(fā)生改變(呈灰褐色)，在飽和器內(nèi)攪拌風的鼓動下與硫銨晶?；旌现纬苫疑牧蜾@晶體。硫酸銨水溶解試驗也證明了煤粉等對硫銨顏色的影響。

此外，洗滌液中的萘、酚類等有機物進入母液中也會對硫銨顏色產(chǎn)生一定的影響。

3對策與建議

3.1減少煤氣中雜質(zhì)(如煤粉、焦油、萘及酚等)的帶入

3.1.1加強初冷器的操作

因煉焦無煙裝煤和環(huán)保的要求，煉焦裝煤、出焦過程中會有大量的煤粉、焦粉等，這些物質(zhì)隨荒煤氣進入煤氣凈化系統(tǒng)，沉積在設備及管道內(nèi)，給生產(chǎn)帶來極大隱患。最終這些物質(zhì)通過煤氣的夾帶、洗滌液、蒸氨后進入到母液中，混合在硫銨母液中伴隨著硫銨晶粒成長，導致硫銨顏色呈灰色。

因此為了減少荒煤氣中的粉塵等的夾帶，初冷器的操作尤為重要，必須保證初冷器一段冷凝液和二段洗萘液噴灑效果。利用循環(huán)噴灑，盡可能將荒煤氣中的粉塵等在初冷器中被洗滌下來。

3.1.2加強電捕焦油器的運行管理

電捕焦油器在煤氣凈化系統(tǒng)中是關鍵，其運行是否正常，直接影響到洗滌系統(tǒng)及蒸氨操作的穩(wěn)定，特別是經(jīng)過蒸氨后的輕質(zhì)類焦油會隨氣相直接進入飽和器，對母液產(chǎn)生污染，破壞硫銨顏色，對酸汽冷卻器等后續(xù)設備的運行帶來較大影響。因此根據(jù)每周電捕焦油器的檢驗數(shù)據(jù)調(diào)整控制好電捕焦油器的二次電壓，將焦油霧控制在20mg/m3以減少電捕焦油器非正常停運的頻次，縮短開機的時間。

3.1.3終冷冷凝液的排污、置換

經(jīng)過電捕捕集后的煤氣中仍然會有小于20m g/m3的焦油霧存在，焦油霧和少量萘經(jīng)煤氣終冷段時會停留附著在管道和填料表面形成阻力，部分隨洗滌液進入到富液中，經(jīng)蒸氨系統(tǒng)被蒸出進入到飽和器母液中，對硫銨母液造成嚴重污染，母液顏色變深。由于小飽和器操作溫度高(90℃±5℃)，揮發(fā)性的萘、輕質(zhì)焦油被吸入酸汽冷卻器后，堵塞酸汽冷卻器和安全水封槽等。

因此，在煤氣的終冷系統(tǒng)需要將帶入的焦油等盡可能地排出：一是避免進入富液后造成換熱器和蒸氨系統(tǒng)堵塞；二是消除終冷阻力，保證煤氣的正常輸送。根據(jù)終冷設備阻力的變化，定期對終冷水做徹底置換。終冷系統(tǒng)原設計補充的為剩余氨水，其內(nèi)含油相對較多，溫度高，效果不是太好，因此改用脫酚后的氨水，可以減少循環(huán)氨水帶油造成對終冷的二次阻力的增加，降低熱負荷。

3.2控制蒸氨系統(tǒng)堿的加入量

固定銨塔加堿的目的是分解固定銨鹽，要嚴格根據(jù)在線的pH計的值合理調(diào)節(jié)固定銨塔的加堿量，加堿量過大會對塔件造成過多的腐蝕，腐蝕物夾帶到飽和器內(nèi)會污染母液，對母液顏色產(chǎn)生較大影響。

3.3合理控制硫銨母液酸度

母液酸度的適中是取得良好硫銨產(chǎn)品的必要條件，因此，控制合適的母液酸度，讓酸性的母液與氨汽充分結合，形成良好的結晶體，才能取得顆粒大的硫銨晶粒。

脫酸蒸氨系統(tǒng)的操作穩(wěn)定是母液酸度的控制的關鍵。另外，操作過程中還要根據(jù)脫酸塔頂?shù)臏囟茸兓皶r調(diào)整加酸量，控制好母液的酸度。酸度過高，硫銨晶粒形成速度快，形成大量顆粒細小的硫銨，不利于晶體的成長；過低，影響氨的有效吸收，會造成局部堿性，影響硫銨顏色，同時未吸收的氨會被帶入硫回收系統(tǒng)，對克勞斯爐溫度產(chǎn)生影響。因此，母液酸度的控制在此生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最為重要。飽和器內(nèi)母液酸度的均勻性與母液的充分攪拌有緊密關系，間接飽和器生產(chǎn)硫酸銨工藝中母液的攪拌采用是壓縮空氣，在攪拌強度和壓空的使用量上同樣需要根據(jù)上下工序的生產(chǎn)安全狀況來進行調(diào)節(jié)。

4結束語

通過對影響硫酸銨外觀顏色原因的分析，找到了影響硫酸銨外觀顏色的因素，提出了相應的操作控制要求。要保證硫酸銨外觀顏色質(zhì)量，除確保母液酸度穩(wěn)定，嚴禁出現(xiàn)母液局部堿性之外，還要保證脫酸蒸氨系統(tǒng)的操作穩(wěn)定以穩(wěn)定酸氨汽中氨量，以及盡可能降低洗滌液中粉塵等的夾帶。

參 考 文 獻

[1]王慧倫. 化工基礎[M].北京：化學工業(yè)出版社，1986

[2]楊建華，王永林，沈立嵩.焦爐煤氣凈化[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006

[3]天津大學化工原料教研室.化工原理[M].天津：天津科學技術出版社，1983

[4]范伯云、李哲浩.焦化廠化產(chǎn)生產(chǎn)問答[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004

Analysis of (NH4)2SO4Product's Color

LI Shan-ning，WANG Yong-lin

Abstract：The analysis the changing of the (NH4)2SO4product’s color and appearance. And raising some suggestions in the production operation.

Key words：(NH4)2SO4；color；Acidity；Operation control

作者簡介：李善寧(1966-)，男，馬鋼股份公司煤焦化公司，工程師。

收稿日期：2015-04-02

中圖分類號：TQ522.52

文獻標識碼：A

文章編號：1672-9994(2015)02-0043-03