石曉亮,董繼光,劉大偉
(昊華駿化集團有限公司工程技術中心,河南 駐馬店 453003)
昊華駿化集團有限公司三聚氰胺尾氣綜合治理一期工程(30萬t/a純堿氯化銨項目)自2010年11月份投產以來,問題較多,針對存在的問題,進行了一系列的技術改造,在短短不到一年的時間里,使生產逐步穩(wěn)定,產量不斷攀升,效益增加顯著。
我公司一期聯堿輕灰爐氣系統,因爐氣方箱、爐氣分離器、靜電除塵器,以及引風機等存在問題,導致爐氣帶堿嚴重,爐氣抽氣不暢,爐頭正壓較嚴重,爐頭動靜環(huán)處爐氣及堿塵經常向外噴,進料溜槽處爐氣經常外泄,現場環(huán)境臟,氨味較大,消耗高。并且爐氣系統需要經常進行清理,整個聯堿廠因為爐氣系統清理而減產或停車,生產的連續(xù)性和穩(wěn)定性得不到保證。針對存在問題我公司對爐氣系統進行了整體改造。
我公司φ3000輕灰煅燒爐爐氣方箱的尺寸為2 524×520mm,在設計安裝時改為了天方地圓結構,變?yōu)榱甩?020×10的螺旋管子。經過初步計算煅燒爐方箱出口通道面積為2.524×0.520=1.31248m2,而經過改造后的的通道面積為3.14×0.52=0.785m2,比原來的通道面積直接減少了2/5,造成爐子內爐氣“憋壓”、“卡脖子”。但是爐氣分離器出口一直顯示負壓,進口卻是正壓,后又改為爐氣方箱,尺寸2 524×520mm。
爐氣分離器原有尺寸為φ1 850×6 700,爐氣分離器進口為1 000×480mm,可以計算出通道面積1.000×0.480=0.48m2,φ1020×10的管子直接天圓地方碰到爐氣分離器進口。煅燒爐爐氣的通道面積從爐氣方箱改為φ1020管子,通道面積從1.32 m2減少到0.78m2,進爐氣分離器時從φ1020×10的螺旋管子變?yōu)榉椒ㄌm1 000×480mm,爐氣的通道面積又從0.785m2減少到0.48m2,造成第二次“卡脖子”,并且此處最嚴重,所以經常出現輕灰爐氣分離器出口負壓較大,但到了爐氣分離器進口,就變成了正壓,通常為90~120Pa,檢查進口處人孔并無很多積堿,對此我公司將爐氣分離器直接更換為φ2700×8400。尺寸如表1。
表1 爐氣分離器更換前后尺寸對照表
改造之后,爐氣堿塵分離效果較好,爐頭到爐氣分離器進口部分,壓力表顯示負壓,通常維持在-90~-70Pa。爐頭部分改造前冒堿嚴重,每個班最少需要回收堿5袋,僅此一項每年節(jié)約成本48.6萬元。
爐氣系統出爐氣分離器后分兩路,如圖1,一路進水封洗滌槽,一路進靜電除塵器,正常運行時只用其中一路,靜電除塵器效果較好,能把堿直接回收后進刮板機送到包裝,但是運行時間不穩(wěn)定,且必須定期清理電極板上的堿塵。通常情況下,為了停靜電除塵器需要把進電除塵器的管子上加φ1020的盲板,同時把進水封槽一側的盲板抽掉;如果停水封槽,使用靜電除塵器,抽加盲板順序相反。檢修工作量較大。為此直接安裝了電動液壓刀閘閥,能夠迅速切換,效果較好,不會因為爐氣系統靜電除塵出故障而長時間影響到生產。也大大減輕了工人的勞動強度。
圖1 爐氣除塵系統
爐氣經過水封槽洗滌雖然運行較穩(wěn)定,但是洗滌效果不好,堿度較高,并且因為水封洗滌槽漏液管子堵塞,使洗滌液向上溢流,越過爐氣管子,進入爐子,出現過爐頭結疤的嚴重事故。為此,一方面把爐氣下液管從φ159改為φ219,另一方面分析熱堿洗滌液泵的揚程為45m,對爐氣管子加高了7m,使得最高點達到48m,確保不會溢流到爐內。
針對爐氣冷凝液堿度較高問題,在水封洗滌槽后又串聯了熱堿洗滌塔,尺寸為φ2400×8500,放到爐氣冷凝塔的上面,塔內裝上聚丙烯鮑爾環(huán)填料,洗滌效果較好。堿度從改造前的7~8tt,降低到0.2~0.6tt。爐氣進爐氣冷凝塔溫度從改造前100~107℃降低到80~90℃,大大減輕了爐氣冷凝塔的負荷。
我公司靜電除塵器,經常出現剛開始投料,送不上電或是在運行較短時間后直接跳閘,因為爐氣系統含有水蒸汽、堿塵、二氧化碳、氨。為了能使靜電除塵器運行穩(wěn)定,爐氣溫度通??刂圃?15~120℃。但是在剛開始投料時,靜電除塵器內壁,或極板上的溫度較低,水蒸汽容易冷凝,和堿塵粘合在一起,貼在設備內壁上,運行一段后,如果出現設備內壁和極板(陰極板或陽極板)的堿粘在一起,就會跳閘或送不上電,對此,我們在設備的外壁加0.6MPa伴熱蒸汽,并且在錐體部分加電加熱,使電除塵器在進料之前,內壁迅速加熱,維持在100℃以上,不至于爐氣中的水蒸汽冷凝,保證靜電除塵器的運行穩(wěn)定。
原有設備配套的出口螺旋從上部進料,下部出料,爐氣引風機抽負壓時,如果螺旋內物料較少,冷空氣會從螺旋進到靜電除塵器內,造成內部溫度下降,出現跳閘現象,對此把原有螺旋的出料口改到了側面偏上的位置,使螺旋內部一直有物料,起到很好的密封作用。
因為靜電除塵器回收的堿塵較細,很容易貼在壁上,雖然有伴熱,不會結疤,但是經常會存料,倉壁振打器加定時控制器,定時振打,確保錐體不會存料。物料落下去之后攪拌會及時把物料送到螺旋內部,從而保證輸送系統連續(xù)穩(wěn)定。
靜電除塵器改造前,剛開始投料,經常出現“泥堿”,并且運行時間較短,運行7天需要把靜電除塵器停掉,對里面的陰極板、陽極板和內壁進行人工清理,勞動強度大,且比較危險,改造之后,只要爐氣溫度控制好,最少運行3個月,不用進行清理、檢修,大大減輕了工人的勞動強度,保證了煅燒生產系統的穩(wěn)定,使堿塵能夠及時回收到系統。開靜電除塵器每噸堿的成本比開熱堿洗滌塔的成本低16元,一年可節(jié)約480萬。
原有風量Q=6 978m3/min,風壓P=8 146 Pa。因為新增加熱堿洗滌塔后,使整個系統的阻力增加,新選擇的風機風量為Q=9 000m3/min,風壓P=9 140Pa。改造后,爐氣壓力更容易控制,生產穩(wěn)定,現場操作環(huán)境能夠大大改善,工人的勞動強度大幅度降低。
通過我公司對煅燒爐氣系統工藝的優(yōu)化和設備的改造,使兩個系統生產都比較穩(wěn)定,根據不同的生產條件,選擇不同的工藝路線,爐氣系統改造之后,從未因為爐氣系統影響到整個聯堿分廠的生產,達到了預期的目標。
[1] 畢東風,馬桂新,劉志剛.電除塵器在純堿生產工藝上的應用[G]//第十二屆中國電除塵學術會議.第十二屆中國電除塵學術會議論文集.2007,10