雷亮1， 高亚娟2， 雷高明1
（1. 通辽市奥鑫化工有限公司，内蒙古 通辽028000；2. 盘锦北方沥青股份有限公司，辽宁 盘锦124000）
［摘 要］通辽市奥鑫化工有限公司2×10 kt/a硫酸钾装置采用曼海姆法生产工艺。2019年5—6月硫酸钾装置停车检修过程中，对装置运行中存在的成品SO42-含量高、推料机主轴窜轴、边齿砖掉落、降膜吸收塔吸收效果不好、炉床泄漏、厂房内氯化氢气味大、出料器烧电机等问题进行了梳理与分析，并采取了相应的优化改造措施，同时提出了操作维护等方面的建议。2019年 6月11日2×10 kt/a硫酸钾装置重启后，装置产量达到设计要求，产品质量达到国标要求，反应炉、制酸系统、出料系统运行稳定，改造部位（设备）运行良好，改造达到预期目标。
［关键词］曼海姆法硫酸钾装置；运行问题；原因分析；解决措施；运行情况；操作维护建议
［中图分类号］TQ443.2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2020）05-0077-04
通辽市奥鑫化工有限公司（简称通辽奥鑫）2×10 kt/a硫酸钾装置采用曼海姆法生产工艺，于2014年11月建成投产。2019年5月10日硫酸钾装置停车检修，检修过程中，针对国内曼海姆法硫酸钾装置的现状，并结合通辽奥鑫的生产经验，对装置运行中存在的问题进行了梳理与分析，并采取了相应的优化改造措施。2×10 kt/a硫酸钾装置于2019年 6月11日重启（2套装置一起投料开车，前后相差不过5 min），其运行情况表明，本次改造达到了预期目标。以下对有关情况作一简介。
1 硫酸钾装置概况
1.1 工艺流程
通辽奥鑫曼海姆法硫酸钾装置采用固定床酸（液）盐（固）复分解反应法，其工艺流程如图1。原料氯化钾与浓度为98%的硫酸以一定比例经专用布料器连续注入φ6 000 mm曼海姆炉床反应区，在520～540 ℃高温下由耙臂带动耙齿连续不断地将反应物料匀速搅拌混合，并以一定速度将物料由炉中心扩散至周边，确保物料反应完全；生成的硫酸钾粗料由反应室出口进入密闭的推料冷却机内冷却与粉碎，然后经筛分、中和后进入料仓，得到成品硫酸钾；反应生成的氯化氢气体经石墨冷却器冷却、混酸塔洗涤后进入降膜吸收塔，制得浓度为31%的盐酸（副产品）后送入储罐，尾气则经尾气吸收塔洗涤后放空。
1.2 工艺指标
1.2.1 原料
（1）氯化钾：ω（K2O）≥60%、ω（H2O）≤1.0%，应为白色粉末。
（2）硫酸：ω（H2SO4）≥98%，应白亮透明无杂质。
（3）石灰粉：ω（CaCO3）≥98.58%、ω（H2O）≤0.2%，应为粉末状且质地均匀。
1.2.2 成品
（1）硫酸钾成品：ω（K2O）≥50.0%、ω（Cl-）≤2.0%、ω（SO42-）≤1.5%。
（2）盐酸成品：ω（HCl）≥31%。
1.2.3 主要工艺指标控制
（1）操作温度控制：t燃烧室≤900 ℃，t反应室=520～540 ℃，t烟道室≤600 ℃。
（2）成品中控指标：ω（SO42-）≤3%、ω（Cl-）≤2.0%。
2 运行中存在的问题及解决措施
2.1 成品SO42-含量高
成品SO42-含量较高，达到4%～5%。若要降低成品SO42-含量至2.5%以下，需减少硫酸用量，则成品Cl-含量时常会超过2.0%，造成中控指标Cl-与SO42-含量忽高忽低，影响成品质量。
2.1.1 原因分析
（1）反应温度是决定成品硫酸钾质量的关键因素，反应温度低于500 ℃，氯化钾与硫酸反应不完全，会造成成品Cl-或者SO42-含量高，致使成品不合格。因此，反应温度的控制至关重要，是能否生产出合格成品的关键控制指标。
（2）氯化钾颗粒大，投料时需用硫酸浸泡大颗粒氯化钾，致使物料反应不完全就已推出炉床，造成成品Cl-和SO42-含量都高。
（3）在低炉温的条件下，为控制Cl-含量＜1.5%，不得不增大硫酸投加量，易使硫酸用量超过反应所需配比，尤其是使用大颗粒氯化钾为原料时。
2.1.2 解决措施
（1）采用煤气炉制煤气作燃料的企业，应选用热值在5 000 kcal/kg以上的煤。若采用天然气作燃料，则炉温很容易保持在要求范围内，但用天然气作燃料相较于煤气来说成品生产成本要高50～90元/t，有条件的厂家应选择天然气作燃料，保证清洁生产，符合环保要求。
（2）复热器列管采用锰钢材质（既耐高温又保证其使用周期长），若复热器列管堵塞，会造成助燃空气温度降低，烟气亦流通不畅，燃烧器烧嘴往外喷火，相应造成炉温下降。为此，复热器列管应定期清理——一般每隔10 d清理1次，保证列管畅通，以提高反应炉温度；同时；在每个检修周期都应对复热器列管进行检查，若有列管或列管与管板接头处泄漏，应及时更换列管，防止空气通过泄漏处直接进入烟气中。
（3）在硫酸钾下料口处焊接延长板，增设的延长板沿炉床外径呈弧形布置，长度为100 mm，同时用浇注料涂抹下料口并夯实，此举可提高炉床物料厚度，延长物料在反应室的停留时间，使物料能够反应完全，从而提高产品质量。
（4）使用优质氯化钾原料——国内硫酸钾装置一般选用以色列或俄罗斯产氯化钾。
2.2 推料机主轴窜轴
运行过程中，存在推料机主轴往出料反向移动的现象，推料冷却机末端扒料圆盘离开下料口位置，致使物料堆积较多，既使推料冷却机功耗增加，又造成推料冷却机冷却效果不好，物料温度高。
2.2.1 原因分析
更多内容详见《中氮肥》2020年第5期