解析炼焦化工中锅炉除氧以及改善硫铵颜色的方法论文_郭妍文

解析炼焦化工中锅炉除氧以及改善硫铵颜色的方法论文_郭妍文

(河北钢铁集团宣钢公司焦化厂,075100)

摘要:着社会经济的快速发展,我国的炼焦化工得到了快速的发展,中国经济的快速发展以及对外开放政策的实施为炼焦化工工业提供了条件和机会,近些年来我国的炼焦化工工业为我们带来了很大的经济效益,因此,本文对炼焦化工中锅炉除氧以及改善硫铵颜色两个方面进行了论述。

关键词:炼焦;锅炉给水除氧;硫铵

1 锅炉除氧方法

锅炉给水系统中的设备和管道大都是由钢铁制成的,在给水系统中最易发生的金属腐蚀是钢材受到水中溶解氧的腐蚀。为了防止给水系统金属的腐蚀,通常采用的方法是除掉给水的溶解氧,在中低压锅炉中通常采用的是热力除氧法。

1.1热力除氧的原理

从气体溶解定律可知,任何气体在水中的溶解度与此气体在气水界面上人分压力成正比,在大气中把水加热到沸腾时,水的饱和蒸汽压就等于汽水界面上的大气压力,氧的分压力即为零,由于高温氧气在水中的溶解度急剧下降而从水中逸出。

在热力除氧器中,为了使氧解吸出来,除了必须将水加热至沸点以外,还需要在设备上创造必要的条件使气体能顺利地从水中分离出来。因为水中溶解氧必须穿过水层和气水界面,才能自水中分离出来,所以要使解吸过程能较快地进行,就必须使水分散成小水滴或小股水流,以缩短扩散路程和增大气水界面,热力除氧器就是按照将水加热至沸点和使水流分散这两个原则设计的一种设备。

此外,在热力除氧过程中,不仅能除去水中溶解氧,而且还能除去水中的二氧化碳和一部分碱度,因为水在加热时HCO3- 会发生如下的分解反应,下式平衡向右转移:

2HCO3-=CO32-+CO2+H2O

但一般只是一部分分解,温度愈高,沸腾时间愈长,加热蒸汽中游离CO2含量愈低,则碳酸氢根的分解率愈高,其出水的碳酸化合物含量也愈少。 

1.2淋水盘式除氧器结构

淋水盘式除氧器的主要构成部分为除氧头和贮水箱,这种除氧器的除氧过程主要是在除氧头中进行的,凝结水、各种疏水和补给水,分别由上部的管道进入除氧头,经过配水盘和若干层筛状多孔盘,分散成许多股细小的水流,层层下淋。当水和蒸汽接触时就发生了水的加热和除氧过程,从水中析出的氧就和其他气体随着一些多余的蒸汽自上部排汽阀排走。经除氧的水流入下部贮水箱中。

1.3运行要点

除氧器的除氧效果是否良好,决定于设备的结构和运行工况。除氧器的结构,主要应能使水和汽在除氧器内分布均匀、流动通畅以及水汽之间有足够的接触时间,这些因素,由于在设计此种设备时已经考虑了,所以除了发生异常情况外,通常不作检查。但在实际工作过程中应从下列几方面来注意除氧器的运行工况:

1.3.1水应加热至沸点

热力除氧器的除氧过程是在水的沸点下进行的,所以必须将水加热到沸点,沸点是随水面上压力的不同而不同的,所以除氧器在运行中应根据除氧器内的压力来查对其沸点。

如加热不足而使温度低于沸点,则水中残留的含氧量不可避免地会增大,当沸点为100℃时,如水只加热到99℃,即低于沸点1℃,那么氧在水中的残留量是可达0.1㎎/l

1.3.2解吸出来的气体应能通畅地排走

大气式除氧器的排气,主要是依靠除氧头中的压力与外界大气压力之差进行的。但由于除氧头中的压力不可避免地会有波动,因此运行压力最好维持不低于0.1~0.2 MPa。如果压力过低,当压力波动到某一值时,除氧器中气体就不易排出,那么在有空气倒流入除氧器时,甚至会使出水含氧量反而增加。

1.3.3送入的补给水量应稳定

补给水中的含氧量会高达7~8mg/L或更高,温度常低于40℃,当除氧器突然有大量补给水送入时,有可能恶化除氧效果,因此,补给水应连续均匀地加入,不宜间断送入。

1.3.4并列运行的各台除氧器负荷应均匀。

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当若干台同样容量的除氧器并列运行时,它们之间的水和汽的分配应均匀。以免有个别除氧器因负荷过大或给水量太大等因素造成含氧量剧增。为了使水汽分布均匀,贮水箱的蒸汽空间和容水空间都要用平衡管连接起来。

1.4调整试验

为了摸清除氧器的运行特性,以制订出其最优良的运行条件,必须进行除氧器的调整试验。在进行此试验以前,应做好下列准备工作:查看各种水样是否都能采取,如除氧头下部能否采取刚除过氧的水样;检查各种水流是否都有表计指示,如凝结水、补给水、蒸汽、排汽等有无流量表以及其他必要的温度计和压力表等,对所有的取样装置和测量仪表都应加以校检,例如取样器的引出管和冷却管是否用耐腐蚀的不锈钢或紫铜制成,冷却效果能否符合要求,各表计的指示是否正确等。试验前,还应拟定好具体的计划和组织好人员,准备好试验用的药品和仪器。

除氧器调整试验通常所要求的运行条件有:

1.4.1除氧内的温度和压力

除氧器内的温度与压力和进汽量有关,可在额定负荷下(除氧器的负荷就是它每小时处理的不量)进行试验,求取除氧器内温度和压力的允许变动范围;

1.4.2负荷

在允许的温度和压力范围内,求取除氧器最大和最小允许负荷;

1.4.3进水温度

在除氧器的允许温度、压力和额定负荷下,变动其进水温度,以求取最适宜的进水温度范围;

2 对影响硫铵产品颜色的因素进行分析及优化

2.1硫酸质量的控制

饱和器内的母液中主要杂质有铁盐(Fe2+和Fe3+)、铝盐Al3+、各种砷化合物、硫氰酸盐和各种有机化合物,如:酚、吡啶、萘及焦油的各种组分等。母液中的这些杂质,在一般情况下对结晶成长均有害而无利。杂质盐类的离子吸附在结晶表面,遮盖了结晶表面的活性区域,使结晶增长速度减慢。有时由于杂质在一定晶面上选择吸附,限制了结晶成长,结果生成了畸形细小颗粒。此外,由酸气带入饱和器的焦油雾在适当重要条件下,会使母液形成稳定的乳浊液附着在硫酸铵结晶表面,影响结晶颗粒和色泽。为保证硫酸铵纯度,在使用硫酸时,我们建立了进厂原料检查制度和跟踪制度,以保证硫酸的进厂颜色、杂质等符合要求。

2.2降低入饱和器酸气带油量

2.2.1建立排油制度

随着两系煤气系统的运行,焦油氨水分离槽负荷加大,造成焦油氨水分离效果差,后序的循环氨水和剩余氨水带油严重,富液槽、脱酸塔底部积油严重,酸气带油,影响了硫铵质量,为产生优质的酸气进入硫铵系统,我们对焦油氨水分离槽、剩余氨水槽、气浮除油器、富液槽、脱酸塔等设备建立了每班排油制度,详细规定了每班的排油时间,成立了由硫铵、冷凝、蒸氨、中控四个班组组成的联合排油检查小组,监督各个班组排油落实情况,确保制度的执行。

2.2.2新加两台砂滤器

为进一步降低富液中的含油量,在富液泵出口新增加了两台砂滤器,对富液进行过滤,进一步降低富液的含油量。

2.2.3有效控制黄血盐工段的阻力,降低开黄血盐酸气交通频率

蒸氨工艺生产出的NH3、H2S、HCN、CO2水蒸汽等进入黄血盐工段后,其中的HCN气体与碳酸钠反应生成黄血盐的同时,也将酸气中的杂质进行了有效的过滤,但在黄血盐工段不正常、停工或阻力大时需要开酸气交通,这时一部分杂质会随着酸气进入硫酸铵工艺的饱和器内,从而影响硫铵颜色。为此,在黄血盐系统装铁刨花以及其它各方面操作上,我们进一步优化操作,有效降低开黄血盐酸气交通几率。

3 结语

通过厂车间、科室有关技术人员的共同努力,锅炉除氧以及硫铵工艺设备得到了优化,锅炉腐蚀减少,硫铵产品颗粒明显增大,颜色纯白。在保证了产品质量的同时,提高了用户的满意度,稳定了市场占有率,同时也创造了较好的经济效益。增强了宣钢化工产品的市场竞争力。

论文作者:郭妍文

论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年7月下

论文发表时间:2019/1/11

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