分子篩焙燒爐冒粉塵現(xiàn)象的原因及解決辦法

王兆楠 裴永稚 李超博（中國石油蘭州石化公司催化劑廠，甘肅 蘭州 730060）

分子篩焙燒爐冒粉塵現(xiàn)象的原因及解決辦法

王兆楠 裴永稚 李超博（中國石油蘭州石化公司催化劑廠，甘肅 蘭州 730060）

分子篩經(jīng)過交換過濾后，其孔道內(nèi)部仍然含有大量的鈉離子，需經(jīng)過焙燒爐高溫焙燒后才能使分子篩孔道內(nèi)部的鈉離子遷移出來，以便后續(xù)離子交換。同時(shí)，經(jīng)過高溫焙燒后的分子篩，其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了部分重排，提高了分子篩的活性及穩(wěn)定性。本文系統(tǒng)分析了焙燒爐冒粉塵現(xiàn)象的原因，并提出了相應(yīng)的解決辦法，避免了物料不必要跑損，保證了裝置收率，解決了污染隱患。

焙燒爐；物料跑損；措施

1 焙燒系統(tǒng)流程

分子篩漿液經(jīng)過噴霧干燥后一部分直接進(jìn)入焙燒爐-1，另一部分隨噴霧塔尾氣進(jìn)入布袋除塵器，經(jīng)過捕集后的分子篩進(jìn)入焙燒爐-1/1進(jìn)行超穩(wěn)化處理。焙燒爐-1、1/1爐筒吹掃氣直接進(jìn)入噴霧塔做干燥熱源并回收其中的分子篩。風(fēng)機(jī)，是布袋除塵器的配套設(shè)施，也是焙燒爐維持微負(fù)壓的關(guān)鍵所在。

2 冒粉塵現(xiàn)象的原因及解決辦法

分子篩在焙燒過程中引入超穩(wěn)蒸氣有利于晶胞收縮。超穩(wěn)蒸汽自爐尾引入，為了充分利用余熱并保證焙燒爐爐筒內(nèi)的分子篩都處于超穩(wěn)蒸汽的作用下，因此設(shè)計(jì)吹掃氣線，令焙燒爐與風(fēng)機(jī)系統(tǒng)相連，用風(fēng)機(jī)給焙燒爐提供微負(fù)壓的操作條件。而焙燒爐內(nèi)的壓力變化是引起焙燒爐冒粉塵的關(guān)鍵因素，因此本文從以下兩個(gè)方面進(jìn)行分析：

2.1 直接原因

2.1.1吹掃氣管線堵塞

吹掃氣線堵塞是造成焙燒爐內(nèi)壓力變化的直接原因，其原因如下：

1）銨鹽和稀土溶液是分子篩交換降鈉所必須的交換液。2010-2012年期間，由于硝酸稀土價(jià)格暴漲（硝酸稀土的價(jià)格約為氯化稀土價(jià)格的兩倍），催化劑廠考慮到生產(chǎn)成本與利潤(rùn)空間，暫時(shí)將硝酸稀土更換為氯化稀土。而氯離子易與銨根離子反應(yīng)生成氯化銨。由于吹掃氣線上存在檢修手孔，手孔及蝶閥處密封不嚴(yán)，吹掃氣線保溫效果差，因壓力作用吹掃氣線會(huì)吸入冷風(fēng)，吹掃氣溫度會(huì)急劇降低，氯化銨容易形成結(jié)晶物，其與分子篩細(xì)粉共同附著在吹掃氣線內(nèi)壁之上，堵塞管道。

2）目前雖然不再用氯化稀土作為交換液，但是2014年為響應(yīng)節(jié)能減排的號(hào)召，降低催化劑廠水耗，我車間優(yōu)化用水流程，使用微球車間含氯離子廢水進(jìn)行濾布與濾餅的洗滌，這樣會(huì)將少量氯離子引入系統(tǒng)。并且裝置自開工以來，鮮少清理吹掃氣線，這也是吹掃氣線結(jié)晶堵塞的原因之一。

3）由于吹掃氣線上的調(diào)節(jié)閥是蝶閥，而結(jié)晶物質(zhì)地堅(jiān)硬且不易清理，又因年久失修，蝶閥卡塞、調(diào)節(jié)作用失靈，含塵氣體的流道直徑越來越小，直至蝶閥處堵塞。

以上原因改變了焙燒爐內(nèi)負(fù)壓的操作條件，又因焙燒爐密封性能的下降，爐尾便持續(xù)出現(xiàn)物料跑損現(xiàn)象。解決此類問題的辦法是定時(shí)對(duì)吹掃氣線及蝶閥進(jìn)行疏通處理，在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，保證吹掃氣線溫度在350℃以上，以降低結(jié)晶速度，保證管道通暢。

2.1.2超穩(wěn)蒸汽流量過大

在焙燒爐內(nèi)引入超穩(wěn)蒸汽一是可以更好的收縮晶胞；二是使稀土離子可以更好地遷移至沸石小籠中，提高分子篩的水熱穩(wěn)定性。焙燒爐運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)磨損程度嚴(yán)重、設(shè)備老化等原因，使焙燒爐的密封程度下降。當(dāng)焙燒爐內(nèi)通入的超穩(wěn)蒸汽流量增大時(shí)，因?yàn)闋t筒容積不變，所以焙燒爐內(nèi)的微負(fù)壓會(huì)隨著超穩(wěn)蒸汽流量的增大而下降，導(dǎo)致在風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的真空度相對(duì)較低的情況下焙燒爐發(fā)生冒粉塵的現(xiàn)象。

當(dāng)噴霧干燥操作達(dá)到生產(chǎn)需要時(shí)，在噴霧尾氣工藝條件下，為充分利用吹掃氣熱源并防止布袋超溫，經(jīng)過試驗(yàn)摸索，我們找到了控制臨界值：超穩(wěn)蒸汽流量為120-130m3/h，吹掃氣線蝶閥開度約為10%。在保證分子篩不跑損的情況下，產(chǎn)品合格率穩(wěn)定在85%以上。

2.2 間接原因

2.2.1反吹風(fēng)頻率過高

脈沖噴吹袋式除塵器是分子篩裝置關(guān)鍵的環(huán)保設(shè)施。布袋的過濾作用將含塵氣體分離，大顆粒、大比重的粉塵靠重力自由降落；被阻留到布袋上的分子篩則通過反吹風(fēng)的噴吹、振落，通過灰斗進(jìn)入爐-1/1焙燒。

布袋與焙燒爐直接相連，當(dāng)清灰的頻率過高，布袋壓差降低，反吹風(fēng)的壓力將直接影響到焙燒爐內(nèi)的壓力，焙燒爐內(nèi)微負(fù)壓環(huán)境將會(huì)隨著反吹風(fēng)的動(dòng)作瞬時(shí)改變，焙燒爐冒粉塵的形式為間歇式，其頻率與反吹風(fēng)的頻率相一致。

反吹風(fēng)的頻率受環(huán)保和袋壓的雙重限制。首先，頻率過快會(huì)破壞布袋表面的“初層”，布袋的截留能力變?nèi)?，影響焙燒爐內(nèi)的壓力情況；其次，頻率過緩，袋壓升高，風(fēng)機(jī)運(yùn)行負(fù)荷高，裝置能耗增高。在裝置平穩(wěn)運(yùn)行，噴霧干燥滿足生產(chǎn)需要時(shí)，經(jīng)試驗(yàn)反吹間隔在3～5s為宜。

2.2.2布袋“糊袋”

因反吹風(fēng)壓力低、反吹風(fēng)管脫落噴吹清灰作用失效、布袋內(nèi)溫度低而結(jié)露等原因造成的“糊袋”現(xiàn)象，嚴(yán)重阻礙系統(tǒng)的通暢性。焙燒爐會(huì)因系統(tǒng)阻斷而不能維持爐筒內(nèi)微負(fù)壓環(huán)境而產(chǎn)生冒粉塵現(xiàn)象。若出現(xiàn)因“糊袋”而造成的焙燒爐冒粉塵現(xiàn)象，應(yīng)立即停下相應(yīng)工序，處理布袋。

2.2.3風(fēng)機(jī)頻率過低

因風(fēng)機(jī)頻率過低而產(chǎn)生的焙燒爐冒粉塵現(xiàn)象并不常見。只有在處理設(shè)備，為保證人身安全時(shí)才需要降低風(fēng)機(jī)頻率。此時(shí)風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的抽力不足以保證焙燒爐爐筒內(nèi)的微負(fù)壓的操作條件，因此焙燒爐會(huì)有冒粉塵的現(xiàn)象發(fā)生。相應(yīng)的解決辦法即恢復(fù)生產(chǎn)，提高風(fēng)機(jī)頻率至需要。

3 結(jié)語

首先分子篩在焙燒過程中需要超穩(wěn)蒸汽的保護(hù)作用，其次為了合理利用焙燒爐余熱作為噴霧干燥熱源，因此在焙燒爐運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)備老舊密封程度降低的情況下，焙燒爐內(nèi)要保持微負(fù)壓，以防焙燒爐冒粉塵現(xiàn)象的發(fā)生。

本文從影響焙燒爐爐筒內(nèi)壓力的因素著手，分析出影響焙燒爐爐筒內(nèi)壓力變化的原因，并提出了相應(yīng)的解決辦法。保證焙燒爐在運(yùn)行期間可以有效、快速的解決物料跑損的情況，保證裝置收率，控制環(huán)保參數(shù)在允許范圍內(nèi)。

[1]秦春華.回轉(zhuǎn)爐在催化劑制備中的應(yīng)用[J].化學(xué)工程師,2012(12):36-38.