30万吨合成氨布朗工艺,脱碳系统热钾碱溶液铁离子一直居高不下?
脱碳溶液热钾碱,目前总钾浓度28%左右,五价钒0.55%、四价钒0.15%,活化剂ACT-1浓度0.3%,泡高3.0/2.2左右。存在问题:
1、溶液发泡较高,吸收塔压差上涨,拦液频繁,液位波动大,消泡剂使用量大,每天5Kg/高峰是每天10Kg
2、溶液发黑,铁离子一直居高不下120mg/Kg,用尽各种方法,铁离子不长也不降。每次补加五氧化二钒后铁离子上涨后又逐渐恢复至当前值。 针对这个布朗工艺脱碳系统的问题,我们从溶液体系和设备角度来分析:
1 溶液发泡问题根源分析
1.1 钒价态异常(五价钒是氧化态,四价钒是还原态)导致表面活性变化
1.2 铁离子与活化剂ACT-1形成络合物降低了溶液表面张力
1.3 系统存在机械杂质(如活性炭颗粒或腐蚀产物)充当发泡核心
2 铁离子控制措施
2.1 检查贫富液换热器管程/壳程是否存在渗漏(重点查碳钢部件)
2.2 分析溶液pH值波动情况,保持pH在10.8-11.2之间(过高会加剧腐蚀)
2.3 在溶液循环泵入口加装磁力过滤器(推荐0.5μm精度)
2.4 控制五氧化二钒补加速度(建议每次不超过50kg/次)
3 工艺调整建议
3.1 将溶液总钾浓度提升至30-32%(降低溶液表面张力)
3.2 维持五价钒/四价钒比值在3:1以上(可通过增加空气鼓入量调节)
3.3 测试将ACT-1浓度降至0.2%(该活化剂含硫可能促进腐蚀)
4 应急处理方案
4.1 采用双氧水(H2O2)临时氧化四价钒(注意控制加入速度)
4.2 增加溶液过滤频次(建议每周强制过滤8小时)
4.3 在消泡剂中加入硅油成分(比例控制在0.001%)
关键要检查系统是否存在死角腐蚀,特别是再生塔顶部气相空间和溶液储槽呼吸阀区域。建议下次停车时对碳钢管线做UT测厚(超声波测厚),重点关注变径和弯头部位。溶液发黑通常是Fe3O4和钒酸盐复合物导致,需要系统处理才能根本解决。
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