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时间:2019-09-26
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1、氨化造粒机(AG)内烟雾之发生及防止前言南港厂于1974年自美国引进的传统TVA制程的主要设备氨化造粒机(AG)(Ammoniator&Granulator)(如附图),是利用油压作用往复运动的刮料悬臂顶端的"T"型刮刀,刮除滚桶内壁结肥,并在悬臂下焊接一组刮除喷管及喷管支架结肥的副刮刀。无水液氨及98%浓硫酸分别利用各自的喷管(sparger)在翻滚的料床(rollingbed)内将无水汽氨及98%浓硫酸喷入料床内进行氨酸之中和反应及过磷酸钙(SSP)与磷酸一铵(MAP)之氨化,将反应热(heatofreaction)施入料床,蒸
2、发水分并提高料床温度,达到造粒并干燥的目的。氨化造粒机造粒技术,除温度控制外,尚需调配予适当的pH值及适当的水分,因此一位有经验且勤快的氨化造粒机操作员,随时都要注意氨化造粒机内料床的翻滚情形。因此,氨化造粒机内保持明亮清晰的视野,对氨化造粒机的造粒操作相当重要。在南港厂我们就在氨化造粒机的进口端,装置一盏探照灯,照向翻滚的料床。让氨化造粒机操作员在氨化造粒机出口端就能清楚地看见料床自进口端一直翻滚到出口,以便提前判断料床水分、黏度是否适当,并立刻调节蒸汽及微调氨或酸。如果氨化造粒机内因为烟雾而视野不清,则必须等到料出到出口,才能知
3、道太干或太湿,这时才来调节蒸汽,已经为时太晚,已经有相当量的太干或太湿的料进干燥机,这样就会影响到整条粒状复合肥生产线的稳定及平衡。南港厂在生产的最初二、三年氨化造粒机操作相当辛苦,最主要就是氨化造粒机内的烟雾,经过二、三年的仔细观察研究这些烟雾,发现最主要是来自料床有局部部位发生氨酸不平衡,过剩酸与氯化钾反应,以及料床翻滚不平顺所致。将这些引发的原因逐步改善及防止,以至「埋床式管状反应器」发展出来后,无水汽氨及98%浓硫酸皆先经分散再抓对反应进入料床,氨化造粒机内发生烟雾的情况就获得明显改善。干燥机也不再结肥(连续生产三万吨升举板
4、才长尾巴而已),各种机械毛病也不再发生。「埋床式管状反应器」在干燥热能、动力电能、原料成本之大量节省,成品耐水、缓溶、长效以及氨化造粒机内翻滚的料床清晰可见的时间提高到八成,给笔者相当大鼓舞,但迄至笔者于1996年因工作调动而离开南港厂止,未能使氨化造粒机内的烟雾绝迹甚以为憾。所幸笔者在2003年退休之次年2004年,应基隆厂之邀协助他们将氨化造粒机内的烟雾,利用他们既有的简单形文氏洗涤塔,以小钱加以改造后,得以有效地洗净烟雾,疏解了「埋床式管状反应器」未能使氨化造粒机内的烟雾绝迹的沮丧。料床局部部位发生氨酸不平衡1.硫酸喷管的部份
5、喷孔(孔径约1/16")堵塞,使硫酸由其他不堵塞的喷孔喷出的量就增多,形成硫酸在料床的局部部位发生过剩,而去跟氯化钾反应产生氯化氢,进而与氨反应产生白色烟雾氯化铵。此种喷孔堵塞现象在操作员平时细心观察、记录氨化造粒机有关的操作数据时,应该发现硫酸喷管的压力有慢慢爬升的迹象,若能早期发现立即用高压空气瞬间快速冲吹(flush)几次,使硫酸喷管的压力下降复原,就表示堵塞的喷孔已通,白色烟雾应会慢慢消失。若无法靠冲吹清通,只好待机停车后进入内部把喷管、支架、刮料悬臂、副刮刀之结肥打掉,并将喷管擦拭干净,用钢针扎通被堵塞的喷孔(高压空气会从
6、喷孔吹出,人员要防被残留酸喷到),并针对造成喷管结肥的原因加以改善。喷管结肥原因:(1)扫除喷管结肥的爪形副刮刀已磨损或没焊接好掉落。(2)喷管中段支架处结肥。「埋床式管状反应器」因使用较粗的氨喷管去套焊硫酸喷管,整只「埋床式管状反应器」强度够,所以就切除喷管中段支架,没有了中段支架,「埋床式管状反应器」结肥就变轻微,氨化造粒机内的烟雾也跟着少很多变得更清晰。(3)爪形副刮刀本身结肥,被料床的翻滚推离原来的位置,失去刮除喷管结肥的功能。南港厂后来以方钢取代圆钢制作副刮刀组合,并避免十字形的焊接。这样一来爪形副刮刀及副刮刀组合本身的结
7、肥就获得改善。若非喷管结肥,另外的可能原因是喷孔太朝下,容易被向上翻滚的料堵塞,喷孔以朝10:30-11:00(氨化造粒机顺时针转)或1:00-1:30(氨化造粒机逆时针转)方向喷最理想。2.硫酸喷管的部份喷孔变大氨化造粒机出口出现不正常的球形料(酸球acidball),烟雾也出现时,将这球形料剥开取中心料测试pH值,若偏低到4以下,且硫酸喷管压力偏低,可以判断是硫酸喷管有些喷孔已被腐蚀变大,喷出的硫酸量在此部位变多,超过中和氨的所需要量,因此过剩酸就与料床中的氯化钾反应,产生氯化氢进而产生白色烟雾氯化铵,停车检视若证实确定硫酸喷孔
8、变大,则应立即取出硫酸喷管清洗干净,将变大的喷孔焊补,再在其旁边重新鑚孔(注意方向一致性),试水确认方向一致后装回再用。硫酸喷管喷孔变大,通常皆因材料不耐蚀。为节省材料成本,SS316曾经使用过,Incoloy825还算耐用,最耐用的
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