喷淋式饱和器煤气出口堵塞问题研究分析

【摘要】本文主要是解决饱和器煤气进出口堵塞问题。根据运行当中出现的饱和器系统阻力升高问题，详细地分析几种可能出现的情况，并对比分析提出问题所在；进而针对喷淋式饱和器煤气出口的管道堵塞问题，在饱和器煤气出口中心管道上安装喷洒管以及改善工艺，既解决了饱和器系统出现的阻力升高问题，又极大地改善了硫铵的质量和设备的剧烈腐蚀问题。

【关键词】喷淋式饱和器；阻力上升；管道堵塞

1、引言

焦化作业部化工分厂按 420万吨/年焦炭的炼焦生产能力相配套，共分两步进行建设，每步均与2x70孔7.63米复热式焦炉的炼焦生产能力相配套。其中，煤气处理量：最大2x125000m3/h，正常 2x96565m3/h。化工分厂由冷凝鼓风作业区、脱硫制酸作业区、硫按作业区、轻苯作业区、油库作业区、酚氰废水处理站及相关生产辅助设施组成。主要产品为净煤气、粗焦油、轻苯、硫酸、硫酸铵等，煤气处理量为：一期：125000m3/h，二期：125000m3/h，最终规模：250000m3/h。由冷凝鼓风作业区来的煤气进入喷淋式硫铵饱和器。其中的氨被母液中的硫酸吸收，脱氨达标后的煤气，送至终冷洗苯作业区。然而在实际运行当中，饱和器出现阻力升高的现象，通过“中加酸”的方法对饱和器进行连续酸洗，仍然不能够达到明显改进的效果，并且饱和器煤气阻力存在急剧上升的趋势，因而估计饱和器煤气进、出口之间可能存在严重的堵塞现象。

2、喷淋式饱和器的基本结构和工艺特点

喷淋式饱和器一般分为上段和下段，上段为吸收室，下段为结晶室。两室间采用锥形封头隔开，吸收室又分为前室、环形区域和后室三部分，结晶室由外筒体和降液管组成，通过降液管与吸收室相连。在吸收室内置除酸器，除酸器为旋风分离器结构，由内外套筒两部分组成，外套筒开切线方向的方孔与吸收室的后室相连通。喷淋式饱和器的结构如图1所示，饱和器下段上部的母液经大母液循环泵连续抽出送至饱和器上段环形喷洒室循环喷洒，喷洒后的循环母液经中心降液管流至饱和器的下段。在饱和器的下段，晶核通过饱和介质向上运动，使晶体长大，并引起晶粒分级。当饱和器下段硫铵母液中晶比达到25%-40%（v%）时，用结晶泵将其底部的浆液抽送至室内结晶槽。饱和器满流口溢出的母液自流至满流槽，再用小母液循环泵连续抽送至饱和器的后室循环喷洒，以进一步脱除煤气中的氨。

饱和器定期加酸加水冲洗时，多余母液经满流槽满流到母液贮槽；加酸加水冲洗完毕后，再用小母液循环泵逐渐抽出，回补到饱和器系统。

3、阻力原因分析

系统当中出现阻力，原因必然出现在煤气管道上，只有煤气管道出现了堵塞的现象，喷淋式饱和器内的阻力才会上升，所以煤气阻力升高意味着煤气通道阻塞非常地严重。

系统中造成阻力升高的预估位置有：

（1）喷淋式饱和器至满流槽的满流管出现堵塞，导致排液不流畅，进而导致饱和器上层液位升高，从而堵塞煤气管道，通过长期观察，满流槽一直处于满流状态，而且通过触摸满流管，并没有发现局部变凉的情况，此现象说明饱和器满流管非常流畅，无堵塞。（2）喷淋式饱和器内壁挂硫铵结晶严重，并导致煤气管道堵塞；然而在停止设备运行后打开喷淋式饱和器中部的人孔后发现虽然偶尔挂料较多，但是也不至于会导致煤气管道堵塞，将其清理干净后重新开工，系统阻力依然较大。

（3）生产中，部分母液和结晶物很有可能沉积在煤气入口器壁上，当这些母液和结晶物遇到未被水蒸气饱和的煤气就会结块，进而堵塞饱和器进口的煤气通道。当饱和器满流口偶尔出现堵塞或者流出不顺畅时，母液液位就会升高，从而会导致煤气出口通道底部形成严重的结晶物沉积。同时，通过对管道中的堵塞物进行取样分析，证实其为硫酸铵晶体，做水溶解实验时很容易被溶解，因此可断定煤气进出口堵塞造成饱和器阻力升高。

4、改进方案

由于煤气进出口管道堵塞导致系统阻力上升，因此在饱和器进出口煤气管道处插入一个热水管道并利用热水对堵塞严重位置进行清洗，以达到清理堵塞异物的目的。同时，为了预防在设备运行当中出现类似的问题，在二次喷淋管道上设置三通管，并接上管道喷头引入煤气出口管上端，巧妙地利用二次喷淋母液对堵塞严重位置进行冲洗，有效地改善设备运行寿命。同时，为了降低深度加酸对设备的腐蚀和每天深度加酸加水对晶体的破坏，采用“减饱和”操作冲洗法（一周一次）。在酸洗设备过程当中，采用酸、水同时加的方法，使得母液的酸度一种控制在正常酸度值内。当设备中的硫酸铵晶体完全融化之后，继续加酸、水，使得处于非饱和状态的母液对设备再次进行清洗，进而避免饱和器堵塞。

5、设备改善预计效果

通过上述设备改进方案，可以解决喷淋式饱和器阻力上升问题，并维持在2Kpa以下，在设备运行后难以出现因设备管道堵塞而造成的停止产出，煤气中含氨亦可保持在0.05g/m3这个值以内。

参考文献

[1]库咸熙.化产工艺学[M].北京：冶金工业出版社，1995：183-149.

[2]肖瑞华，白金锋.煤化学产品工艺学[M].冶金工业出版社，2003

[3]夏毅.喷淋式饱和器的结构及操作[J].梅山科技，1999，01：4-5+13.

作者简介

郑自发（1984.10- ）：男，汉族，河北唐山人，大学本科学历，唐山首钢京唐西山焦化有限责任公司公司，助理工程师，主要从事设备管理工作。