新型硫铵干燥工艺在焦化行业的应用研究

摘要 目前，焦化企业化产回收系统的煤气脱氨多采用喷淋饱和器工艺，而硫铵干燥则采用振动流化床工艺。该工艺中需要的干燥辅助设备多，工艺过程复杂，投资大，设备能耗高，生产运行成本大，操作控制困难；此外，该工艺生产过程对物料的干燥是在敞开环境中进行，粉尘漂浮，污染严重。因此，有必要开发一种新的硫铵干燥工艺。

关键词 焦化企业；硫铵干燥工艺；应用研究

中图分类号TQ520文献标识码A文章编号 1674-6708（2011）39-0105-02

1 传统硫铵干燥工艺

传统硫铵干燥工艺流程如图1所示。自离心机下来的物料经螺旋输送机进入振动流化床干燥器内，在振动力作用下，物料沿水平方向抛掷向前连续运动。热风向上穿过流化床同湿物料进行换热，硫铵结晶中粒径相对较小的颗粒在湿空气夹带作用下进入旋风除尘器，一部分结晶颗粒被扑集下来，未被旋风分离器扑集下来的硫铵结晶颗粒由排风机抽送至水浴除尘器进行湿法除尘，最后排入大气，干燥后的硫铵结晶颗粒由排料口排出。干燥硫铵产品用的热空气的来源是：由送风机从室外吸入空气经热风器用0.5MPa蒸汽加热至130℃~140℃，在加料前15min，向干燥器内送入适量热风加热升温，干燥后的硫铵至振动流化床干燥器冷却段，经冷风机吸入空气，将热的硫铵颗粒降温冷却，以防结块，硫铵颗粒冷却后进入硫铵贮斗，经包装、称量进入成品库。

2 新型硫铵干燥工艺

为解决上述问题，本文提出了一种新的适用于焦化行业硫铵干燥的工艺，如图2所示。新硫铵干燥工艺流程为：在结晶槽底部分离的硫铵结晶及少量母液排放到离心机内进行离心分离，滤除母液，并用热水洗涤降低成品酸度，保证成品质量。从离心机卸出的硫铵结晶，由螺旋输送机送至盘式干燥器（也称盘干机），经干燥后进入硫铵贮斗，然后称量包装送入成品库。

与传统干燥工艺相比，新干燥工艺的主要特征是将干燥设备由传统的振动流化床改为盘式干燥机，只保留了输送物料的螺旋输送机，取消了振动流化床配套的送风机、热风器、冷风机、旋风除尘器、水浴除尘器、排风机等设备，大幅度降低了设备的一次性投资及运行成本，并且提高了干燥产品的等级。

3 新工艺的开发

盘式干燥器作为重要的干燥设备已广泛应用于医药、农药、食品、化工等行业的干燥作业。就物料的性状而言，其适用于用于干燥散粒状物料，而不适用于粘稠或膏状物料。硫铵物料由于颗粒极小，湿料进入盘干机，在被耙叶推动的过程中，有一小部分不能被全部刮走，遗留在盘面上，剩在盘面上的物料被烘干，易形成硬块儿，会将将耙叶角度顶歪，随着物料聚集，结块变大，严重时结块儿可能造成耙臂弯曲，损害设备。当离心机控制不当，物料水分大时，更容易出现这种情况。

基于上述情抗，需要针对硫铵结晶过程特点及硫铵颗粒特性对盘干机进行改造。我们采取的具体改造措施为：1）增加防翻杆。初期，耙臂上的四个耙叶之间无联系，分别单独与耙臂相连，遇到结块时极易将耙叶顶歪、顶翻，增加防翻杆后，耙臂的四个耙叶连成一个整体，使耙叶角度固定，不易被顶翻；2）适当调整耙叶角度。根据现场实际情况将各个耙叶分别处理，使耙叶与盘面可以更好的接触，及时刮净盘面上的物料，防止结块产生；3）增加粉碎装置。在盘干机的耙臂增加了几个粉碎装置，以便在出现结块时及时将其粉碎。

4 新工艺的效果

4.1 产品性能参数波动特性的对比

表1选取了某厂采用振动床干燥工艺的一些数据，给出了采用振动床干燥工艺与采用盘式干燥工艺在产品性能参数波动特性上的对比关系。由表可以看出，在产品水分含量和游离酸含量两个指标上，与振动床干燥工艺相比，盘式干燥工艺产品性能参数波动范围小，且波动幅度平均值较小，而在氮含量波动上，盘式干燥工艺的波动范围和波动幅度平均值均比振动床干燥工艺大，这主要是受进料中氮含量波动影响。

设备投资及占地面积属一次性投入，是衡量一项工艺可行性的重要指标。为了将盘式干燥工艺与其它干燥工艺进行比较，表2以100万t/年处理量的焦化企业为例，给出了焦化企业硫铵干燥系统的设备投资及占地面积的对比数据。由表可以看出，在一次性投入上，转筒干燥工艺最大，其次是振动床干燥工艺和气流干燥工艺，盘式干燥工艺在设备投资及占地面积上均较传统的干燥工艺低，其中，设备投资为转筒干燥工艺的25％、气流干燥工艺的83％、振动床干燥工艺的71％，占地面积为转筒干燥工艺的6％、气流干燥工艺的23％、振动床干燥工艺的16％。所以，从一次性投入的角度，盘式干燥工艺和气流干燥工艺是较佳的选择。

4.2.2 能耗的对比

过程能耗属运行成本，也是衡量一项工艺可行性的重要指标。为了将盘式干燥工艺与其它干燥工艺进行比较，表3以12500吨/年硫铵产量的焦化企业为例，选取一次性投入较低的气流干燥工艺和盘式干燥工艺为对比对象，给出了焦化企业硫铵干燥系统过程能耗的对比数据。由表可以看出，盘式干燥工艺在总装机容量、年电费及年蒸汽消耗指标、总能耗上均较气流干燥工艺低，其中，总装机容量及年电费为气流干燥工艺的13.5％，年蒸汽消耗费用为气流干燥工艺的50％，总能耗为气流干燥工艺的31％。因此，结合表2，从一次性投入和运行成本角度出发，盘式干燥工艺是各种干燥工艺中资金投入最小的。

5 结论

新型盘式干燥工艺与传统硫铵工艺相比，工艺简单、设备少、占地面积小、能耗低、操作简便，无粉尘污染，在生产应用中有效起到了节能、降耗、环保的作用，大大提高了企业的经济效益；其次，将盘式干燥器的耙臂和耙叶进行了重新设计，克服了原有干燥器处理细小颗粒时出现的耙叶变形及结块儿等问题，拓宽了盘式干燥器的应用领域；第三，该工艺提高了干燥产品的等级及产品性能参数的稳定性，产品在水分含量、游离酸含量、氮含量等性能指标上均达到了优等品的级别；第四，该工艺的成功工业化应用，为相关企业的技术升级改造起到了良好的带动和示范作用。

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