硫酸铵颜色异常原因分析及处理措施_王仁杰.pdf

50燃 料 与 化 工Fuel&Chemical ProcessesMar.2023Vol.54 No.2硫酸铵颜色异常原因分析及处理措施王仁杰黄文良（重庆钢铁股份有限公司炼铁厂，重庆401220）摘要：针对喷淋式饱和器工艺生产硫酸铵过程中出现的产品呈蓝色、粉红色等异常颜色的问题，对其产生的原因和机理进行了分析，找到了关键原因是蒸氨氨汽中所含有的酚、氰等杂质比例局部过大，造成酸度失控，产生的普鲁士蓝和醌类物质附着在产品上，使产品颜色异常。通过优化操作，根据焦炉产量来调整蒸氨负荷，使蒸氨连续生产，解决了硫酸铵产品质量异常的问题。关键词：硫酸铵；酸度；蒸氨；普鲁士蓝；醌中图分类号：TQ522.52文献标识码：B文章编号：1001-3709（2023）02-0050-02Analysis of abnormal color of ammonium sulfate in coking andtreatment measuresWang Renjie Huang Wenliang（Chongqing Iron and Steel Co.，Ltd.，Ironmaking Plant，Chongqing 401220，China）Abstract:The causes and mechanisms of abnormally colored products such as blue and pink in the production of ammonium sulfate in the spray saturator were analyzedThe key reason was found that the proportion of impurities such as phenol and cyanide contained in ammonia vapor during the ammonia stripping was locally too large，making the acidity uncontrolled，and the prussian and quinone adhered to the product，resulting in abnormal color of the productThe amount of ammonia stripping is adjusted according to the output of the coke oven so that it can be produced continuouslyBy such an optimized operation，the problem of abnormal ammonium sulfate products is solved.Key words:Ammonium sulfate；Acidity；Ammonia stripping；Prussian；Quinone重庆钢铁公司炼铁厂焦化工序化产二系统现有2座60孔 JN60 型复热式焦炉，焦炭生产能力为120万t/a，配套煤气净化处理能力60 000 m3/h，采用喷淋式饱和器工艺生产硫酸铵，蒸氨后的氨气导入喷淋式饱和器内与煤气中的氨一起回收。该工艺生产的硫酸铵产品的各项指标较好，能达到GB/T 5351995产品标准的一级品要求。但在生产过程中，硫酸铵产品颜色多次出现各种异常，除了通常易发生的产品因酸度过低或母液中酸焦油处理不及时导致的硫酸铵产品呈黑色和灰色外，还出现过淡蓝色、粉红色等异常颜色，由此产生的不合格硫酸铵只能降价销售，造成经济损失。针对生产过程中硫酸铵产品呈现蓝色和粉红色收稿日期：2022-02-17作者简介：王仁杰（1978-），男，副高级工程师的异常现象，化产作业区技术人员对生产过程进行了跟踪分析，找到了问题的原因，并采取了相应的措施，解决了硫酸铵产品颜色异常的问题。1硫酸铵颜色变蓝的原因及处理措施1.1变蓝的原因分析硫酸铵产品的正常颜色应该是白色、无杂质，在硫酸铵生产过程中易出现硫酸铵产品颜色变黑或变灰的情况，通过加强前端电捕焦油器的操作控制、加强硫酸铵母液酸度调节、及时捞取酸焦油等手段，颜色都能很快恢复正常。而硫酸铵颜色变蓝在生产过程中极少出现，通过查阅相关资料，初步得出结论是煤气中氰化物与铁盐在酸度较低（低于DOI:10.16044/ki.rlyhg.2023.02.01651燃 料 与 化 工Fuel&Chemical Processes2023 年 3 月第 54 卷第 2 期1%）的条件下生成了六氰合铁（）酸亚铁铵，在结晶中难以去除，附着在产品上，遇空气氧化，生成了普鲁士蓝，使产品呈现蓝色，具体反应原理如下：Fe2+2CN-=Fe(CN)2Fe(CN)2+4CN-=Fe(CN)64-Fe(CN)64-+Fe2+2NH4+=(NH4)2Fe Fe(CN)6上述反应中HCN需有足够的浓度且在弱碱性条件下才能参与反应，考虑到我厂以前的生产过程中也有酸度低的情况，但并未发生过变蓝的现象。经分析是在硫酸铵生产中混进了较大量的氰化物以及碱源，使母液呈局部碱性。通过对硫酸铵变蓝期间的生产工艺参数进行分析，发现在焦炉低负荷生产期间，蒸氨水发生量降低，蒸氨间歇生产。硫酸铵变蓝发生在蒸氨停工后再次开工的时候，因大量氨汽进入到饱和器内，操作人员未能及时调节酸度，造成母液局部呈碱性，且蒸氨的氨汽中也含有大量的氰化物，最终按上述反应原理生成了普鲁士蓝，使硫酸铵产品变成淡蓝色。1.2处理措施及预防鉴于饱和器内母液已变色，及时将系统内结晶处理完后，将饱和器进行了大加酸酸洗操作，同时将备用的母液贮槽内的母液与饱和器内的母液进行置换。经过1天的循环后，母液颜色及硫酸铵产品颜色均恢复正常。为防止再次出现产品变蓝的质量事故，制定了以下预防措施。（1）严格制定循环母液的酸度分析制度，使母液酸度稳定在4%左右，特别是不能低于2%，饱和器运行48 h进行1次大加酸操作，酸度保持在8%10%，循环30 min后用清水彻底清洗饱和器，并捞净满流槽中的酸焦油，防止杂质聚集。（2）在蒸氨开工或停工时，要加强对母液酸度的监测，防止高酸或低酸事故。同时检查母液循环泵和小母液泵的上量情况，防止母液局部呈碱性。（3）在低负荷生产时，根据氨水发生量调节蒸氨处理负荷，维持蒸氨塔连续运行，减少开停工次数。2硫酸铵颜色变红的原因及预防处理措施2.1变红的原因分析在生产过程中出现硫酸铵颜色变成粉红色的情况后，技术人员进行了跟踪分析，观察发现满流槽母液颜色轻微偏红，结晶槽母液颜色正常，硫酸铵产品经干燥包装后，开始只稍微偏红，放置1天后逐渐变成粉红色。采用置换母液、酸洗的方式处理后，母液颜色恢复正常，但硫酸铵产品经放置后依然会变成粉红色。根据对生产情况的跟踪分析，发现硫酸铵产品变红与蒸氨塔的间歇生产有直接的关系，当蒸氨停产时，没有其他杂质气体进入饱和器，硫酸铵产品颜色可短时间恢复正常，一旦蒸氨开工后，蒸氨后的各种气体进入饱和器内会导致产品变色。通过大量资料证实以及分析蒸氨后气体的组成，可判断出是酚类物质随着蒸氨气体进入了饱和器内，在浓硫酸环境或空气中氧化生成了醌，而醌附着在硫酸铵产品上，导致产品呈现粉红色。在正常生产时，蒸氨后的氨汽中也有酚进入饱和器，但比例很小，此时的煤气量为50 000 m3/h左右，蒸氨水处理量为38 t/h，而随着煤气处理能力的降低，煤气量降到30 000 m3/h后，且蒸氨处于间歇开状态，但蒸氨水处理量仍为38 t/h，导致进入饱和器内的酚类物质比例过大，无法通过离心机洗水清洗干净，其混入产品中氧化成醌，使产品变成粉红色。2.2预防处理措施分析出问题原因后，将蒸氨系统暂停，处理完带颜色的母液和结晶后对饱和器进行酸洗，颜色恢复正常。在蒸氨开工后，规定蒸氨处理量与焦炭产量相适应，维持蒸氨连续生产，减少蒸氨的开停频率，再未出现硫酸铵颜色变粉红的情况。为预防再次出现类似质量事故，在生产上作了以下规定。（1）蒸氨系统尽量连续生产，在煤气量少时，要求将蒸氨量控制与煤气量相匹配，防止过量氨汽夹带杂质进入到饱和器内。（2）当煤气量极低时，需暂停蒸氨系统。3结论喷淋式饱和器生产过程中硫酸铵产品出现异常的蓝色和粉红色，原因在于蒸氨的氨汽与煤气比例不匹配，氨汽中的酚、氰等杂质超量进入母液。正常生产过程中需按焦炭产量控制好蒸氨负荷，保证蒸氨的连续稳定运行，且需控制好硫铵母液酸度，杜绝硫酸铵出现此类异常颜色。王思怡编辑