炉气系统带氨原因及解决办法

王 欢，云玉娥

（唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305）

氨碱法生产纯碱过程中，存在着两个循环，一个是氨循环，另一个是二氧化碳部分循环。在整个生产过程中，氨应是全部循环使用的，生产正常情况下如果没有跑冒滴漏，氨是没有损耗的。二氧化碳部分循环，则是指生产过程中，有一部分二氧化碳进入到了产品中，另一部分则是循环使用的，循环使用的这部分二氧化碳是通过重碱在煅烧炉中煅烧分解，分离出浓的二氧化碳气体即炉气，经过处理后经压缩机加压以后再送入碳化塔实现的。

在生产过程中，我公司下段气压缩机冷却器有时会出现结晶现象，气温低的时候往往更严重，这是因为炉气中含有部分氨，在低于37.8℃的情况下，氨会与二氧化碳生成碳铵结晶。结晶累积过多，会影响气体流通，这样使压缩机打气量降低，影响压缩机正常运行，压缩机导淋需长期排放，不仅影响压缩工序操作环境，同时，会排出部分二氧化碳气体，影响氨及二氧化碳消耗。

1 炉气带氨原因

煅烧炉所煅烧的重碱来自重碱滤过工序，其主要成分是碳酸氢钠，还有一部分碳酸钠、小部分碳酸氢铵及在滤过过程未能清洗掉的氯化铵等成份。在重碱煅烧时物料分解释放出大量气体，释放出的二氧化碳理论上为碳化所需二氧化碳总量的一半，此外炉气中还含有一定量的氨（其量约为20kg／t碱）以及水蒸汽等。因为氨在生产系统中是循环使用的，所以在炉气中的这部分氨是需要回收使用的。

我公司炉气经过旋风分离器、热碱液洗涤塔、母液洗涤塔、螺旋板换热器及炉气洗涤塔处理后进入下段气压缩机。其中旋风分离器的主要作用是除尘。热碱液洗涤塔的作用除了除尘以外，还把炉气系统中的氨洗涤一部分。母液洗涤塔的作用有两个，一是用冷母液洗涤炉气，同时利用炉气的热量将冷母液加热，使其中的游离氨及二氧化碳部分转移到炉气中，从而增加炉气中二氧化碳的含量，每吨碱由母液中蒸出二氧化碳约40Nm3，而经过母液洗涤塔后，炉气中氨气含量也增加了。换热器的作用是冷却炉气，使炉气中的水蒸汽大部冷凝并溶入氨及二氧化碳而形成冷凝液。炉气洗涤塔的作用则是用滤过净氨液直接洗涤炉气，将炉气中的氨洗涤下来。

从以上可以看出，热碱液塔、换热器及炉气洗涤塔均具有回收氨的作用，也就是说从煅烧炉出来的炉气经过三道除氨过程，但是还有一部分氨未被处理掉，随着炉气进入到了压缩工序。炉气系统带氨既然不可避免，我们只能想办法，尽量降低炉气系统含氨，以减少带氨对压缩工序的影响。

2 降低炉气带氨的措施

2.1 加强离心机的维护，保证离心机满负荷正常工作

因为离心机的作用是降低重碱中的水分，重碱水分低不仅能节约蒸汽用量，而且炉气带水也较少，相应炉气带氨也会降低。最关键的是炉气出气箱及分离器不易结疤，能够保证炉气系统的畅通，减少炉气系统的波动，也有利于后序工序的除氨。

2.2 控制换热器出气温度在适宜范围

从母液洗涤塔出来的炉气含氨量是比较高的，出母液塔炉气含氨比进母液塔炉气含氨高约2.5%，这是由于母液中部分氨进入炉气所致。因此换热器除氨任务是相当大的。换热器除氨原理，是向换热器中通入冷却水，使炉气温度降低，大部分水蒸汽冷凝成水，因为氨极易溶于水，在水蒸汽凝结成水的过程中，大部分氨随之也被冷凝下来进入到冷凝液中，因此，换热器出气温度越低，冷凝下来的氨越多，则进入炉气系统中的氨越少。但是，在40℃左右，炉气中所含氨、二氧化碳、水蒸汽反应，气侧器壁容易形成碳酸氢铵结晶并吸附，使气侧流道通径变小，影响炉气系统真空，所以出气温度不能控制太低，否则会影响整个煅烧工序的正常平稳运行。换热器出气温度一般控制在40～45℃为宜，温度高影响除氨效率，低容易产生结晶，堵塞气体通道，影响生产正常运行。

在系统运行过程中要安排进行定期热洗，以溶解结疤，尤其是在冬季，这种操作更要进行。热洗方法一般是减少母液塔上液量，停止换热器循环水，使换热器进气温度升高至80～90℃，持续10分钟左右，利用母液塔高温汽的温度及水分进行热洗，使气侧粘附的碳酸氢铵结晶分解、溶解，得以消除。在换热器顶部也可利用软水或洗涤液进行喷淋，在系统停车期间，利用蒸汽加热去除结晶更为有效。

2.3 平稳炉气洗涤塔的操作

炉气洗涤塔是炉气系统处理含氨的最后工序，是用来自滤过净氨塔的净氨液溶解炉气的氨，洗涤塔的操作关键是洗涤液量要充足。因为滤过工序净氨液做为炉气洗涤塔的洗涤液，而从炉气洗涤塔出来的洗涤液还要送到滤过工序做为滤过洗水，一般情况下送来多少净氨液就送回到滤过多少洗水。即使洗水量过多时，也不能减少净氨液量，可适当减少送往滤过工序的洗涤液，多出来的洗涤液可当通入换热器做为冲洗用水。虽然这样会使冷凝液浓度降低，但对生产系统影响不大，可保证净氨液来量平稳。

我公司目前共有3座洗涤塔，进各洗涤塔炉气管线相互连通，进各塔气量不是很均衡，因此进各洗涤塔的洗涤液量一定要调节好，可依据各塔出气温度进行调节，温度高的多加进液，温度低的则少加进液，保证各塔出气温度平衡。

2.4 做好炉气管线液体的排放疏通

目前，我公司3座炉气洗涤塔炉气管线走向是从1＃、2＃洗涤塔出来的炉气先并入一根总管，从总管又分出两根管线，一根距离较长，另一根距离较短；从3＃塔出来一根炉气管，这3根炉气管分别经各自的气液分离器后并入进压缩机的下炉气总管。炉气在输送过程中随着温度的降低有一部分水蒸汽冷凝成水又溶解一部分液氨，这部分液氨如不及时分离出去，积累过多，有可能再次被炉气带入到压缩机。我们可以考虑在系统停车大检修时，较长的炉气管线上再加一两处导淋，可有助于炉气管线里的液体及时排放掉。气液分离器的作用就是分离炉气中的液体的。在实际运行中，8＃、9＃压缩机就很少出现结晶情况，这是因为进入该压缩机的炉气大部分来自较短的管线，而该管线中带氨较少。我们曾多次对三条管线的导淋液进行分析，发现较短管线排出的液体含氨仅10tt，而较长管线排出液体含氨则高达50tt左右，也说明了管线中导淋需要及时排放。