重質(zhì)純堿流化床排管結(jié)疤的原因分析及改進(jìn)

邵本堤，李建濤

（大連化工股份有限公司，遼寧 大連 116308）

大化集團(tuán)股份公司重質(zhì)純堿生產(chǎn)采用固相水合法工藝與液相水合法工藝，生產(chǎn)能力各20萬t／a。其一水堿干燥采用兩套相同的節(jié)能型重質(zhì)純堿埋管流化床煅燒裝置DHGLWN－00A（B）。固相流化床投產(chǎn)后，在設(shè)備、工藝、尾氣堿塵處理等方面都相繼暴露出一些問題，使該裝置在生產(chǎn)穩(wěn)定性、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備維護(hù)等方面與設(shè)計(jì)能力存在一些差距。下面分析流化床排管的結(jié)疤原因及改進(jìn)措施。

1 固相流化床構(gòu)造及流程簡述

1.1 設(shè)備構(gòu)造及原理

固相流化床是用來干燥、冷卻固相水合法制取的一水堿，得到合格的普通重質(zhì)純堿。該設(shè)備是一個(gè)立式固定裝置，主要由支腿、風(fēng)箱、布風(fēng)板、流化段、吸氣殼體等組成。外形尺寸6 300×4 700×13 000mm，生產(chǎn)能力25t／h。烘干和冷卻空氣水平進(jìn)入風(fēng)箱，因分布板造成的壓力損耗，可使整個(gè)工作區(qū)空氣分配均勻。烘干由熱空氣和流化段內(nèi)的8臺(tái)內(nèi)熱式換熱器完成，蒸汽逆流。冷卻由常溫空氣和流化段內(nèi)的2臺(tái)內(nèi)熱式換熱器完成，冷卻水逆流。流化空氣由鼓風(fēng)機(jī)抽送，一部分經(jīng)空氣加熱器加熱后分三路送入流化床干燥段，另一部分則直接送入流化床冷卻段。8臺(tái)烘干內(nèi)熱式換熱器分上下二層，每層4臺(tái)；2臺(tái)冷卻內(nèi)熱式換熱器分上下二層。內(nèi)熱式換熱器是便于拆卸的可抽拉結(jié)構(gòu)。

1.2 工藝流程簡述

一水堿經(jīng)卸料閥進(jìn)入預(yù)混器內(nèi)，在預(yù)混器內(nèi)與返堿充分混合后，進(jìn)入流化床。在流化床干燥段內(nèi)：列管間呈流化狀態(tài)的混合一水堿被列管內(nèi)通入的3.2MPa蒸汽間接加熱，脫水后成為高溫重灰。一部分高溫重灰經(jīng)1＃返堿下料器、返堿絞龍、返堿斗提機(jī)、2＃返堿給料器送回到預(yù)混器做返堿；另一部分高溫重灰被送入流化床冷卻段，列管間呈流化狀態(tài)的高溫重灰，與列管內(nèi)通入的冷卻水間接換熱，溫度降至60～80℃后，經(jīng)出堿星形下料器送到重灰成品斗提機(jī)。見圖1。

圖1 固相流化床煅燒裝置流程圖

2 排管結(jié)疤的原因及改進(jìn)措施

流化床加熱排管很細(xì)，而且非常密集，很容易被一水堿塊堵塞。流化床中重灰煅燒過程作業(yè)時(shí)間1個(gè)月左右，流化床生產(chǎn)能力下降，排管間有堵塞現(xiàn)象。當(dāng)床層溫度偏低時(shí)，混合后的一水堿流化狀態(tài)不佳，排管間更容易堵塞，造成排管換熱下降，流化床能力降低，嚴(yán)重時(shí)流化床無法操作，必須停車進(jìn)行處理。對(duì)流化床排管結(jié)疤問題進(jìn)行分析，認(rèn)為主要影響因素有中壓汽壓力和溫度、一水堿水分、化合水溫度、流化床返堿量等。

2.1 中壓汽壓力和溫度

裝置運(yùn)行初期，加熱排管內(nèi)通入壓力為2.6 MPa左右、溫度260℃的中壓蒸汽，穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)流化床床層溫度在150℃，流化床生產(chǎn)能力偏低，每天400t左右，作業(yè)周期為25～30天。

針對(duì)這個(gè)問題，通過提高中壓蒸汽的壓力，穩(wěn)定在3.0MPa，溫度在280～300℃之間，流化床的床層溫度提高10～15℃，保持在160℃左右，排管間結(jié)疤明顯改善，一水堿能保持良好的流化狀態(tài)，返堿溫度有了明顯提高，生產(chǎn)能力提高到每天600t。

2.2 一水堿水分

一水堿水分對(duì)流化床生產(chǎn)能力、作業(yè)周期至關(guān)重要。一水堿水分過高，一水堿結(jié)晶易成糊狀，重質(zhì)純堿粒度雖然合格，但其中堿球含量也會(huì)增大，且產(chǎn)品汽耗明顯升高；同時(shí)易粘附加熱排管及流化床內(nèi)壁?；纤疁囟鹊母叩椭苯佑绊懸凰畨A總水分，固相水合的化合水溫度一般在20℃左右，而水汽工序來的化合水溫度較高30～35℃左右，尤其夏季更高，因水溫高，加水量過大，導(dǎo)致一水堿總水分增大。

為解決此問題，經(jīng)過技術(shù)改造，把電廠來的軟水（溫度相對(duì)較低）直接供重灰固相水合機(jī)使用。由于化合水溫度合適，使固相水合一水堿總水分保持在20%左右，處于最佳狀態(tài)，對(duì)流化床的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)起著決定性作用，尤其在夏季顯得更加突出。

2.3 返堿量

增加流化床返堿量，可以降低流化床預(yù)混器混合堿含水量，流化床返堿系統(tǒng)的最大量為30t／h。但返堿溜子和加熱排管空擋間隙較小，加熱排管和溜子口縱向間距50～60mm，排管間隙20～30 mm。由于流化床里不可避免存在一水堿堿塊，作業(yè)時(shí)間一長，一水堿堿塊很容易把返堿溜子與加熱排管空擋間隙阻塞，導(dǎo)致流化床返堿量減少，只在設(shè)計(jì)值的60%～70%，預(yù)混器混合后的一水堿總水分在10%左右（混合堿水分設(shè)計(jì)值為8%）。由于水分過高，使物料在流化床排管間的流動(dòng)性降低，甚至停留在排管間，導(dǎo)致流化床死床。

對(duì)返堿溜子進(jìn)行改造，加大返堿溜子口尺寸，由原來的1 100×600mm擴(kuò)大至1 100×650mm，加大加熱排管和溜子口縱向間隙，即使有一些小的一水堿堿塊，也不會(huì)阻塞空擋間隙，解決1＃返堿下料器溜子口阻塞問題，增加流化床返堿量，使返堿系統(tǒng)達(dá)到最大量。降低預(yù)混器混合后的一水堿總水分，降為7%～8%。

3 結(jié) 語

通過以上改進(jìn)，流化床整體物料的流動(dòng)性增強(qiáng)，流化床的運(yùn)行周期明顯延長。實(shí)施后，流化床的作業(yè)周期延長至為90天。

流化床操作中盡可能減少生產(chǎn)波動(dòng)；適當(dāng)提高蒸汽壓力、溫度并維持適當(dāng)?shù)倪^熱度，增大傳熱差，以減少蒸汽消耗，提高流化床的處理能力，密切注意一水堿游離水含量的變化情況，經(jīng)常檢查一水堿結(jié)晶狀況、流化床返堿量的多少，并據(jù)此及時(shí)調(diào)整作業(yè)量，盡可能降低一水堿水分。總之，通過近兩年技術(shù)改造和完善，延長了流化床的生產(chǎn)周期，同時(shí)降低了中壓汽和電消耗，使流化床完全達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。