王志德，于 鑫2，楊 磊

(1.唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305；2.唐山三友志達鈣業(yè)有限公司，河北唐山 063305)

1 產(chǎn)品研發(fā)的背景和意義

目前國內(nèi)氨堿法純堿生產(chǎn)產(chǎn)生的蒸氨廢液清液回收利用，主要途徑是生產(chǎn)工業(yè)氯化鈣，氯化鈣市場以融雪劑、防凍劑和石油壓井液為主，其它方面使用量較小，開發(fā)力度不夠。因氯化鈣產(chǎn)品的吸濕性較強，日本和國內(nèi)南方空氣潮濕地區(qū)干燥劑(主要材料為二水鈣)市場正處于開發(fā)階段，干燥劑售價較高，但產(chǎn)品質(zhì)量要求嚴(yán)格，我公司生產(chǎn)二水球狀氯化鈣采用高塔造粒，在粒徑、硬度及產(chǎn)品質(zhì)量方面不能完全滿足客戶要求。因此根據(jù)公司目前生產(chǎn)設(shè)備和工藝進行改造和調(diào)整，達到生產(chǎn)二水鈣干燥劑的目的，以便于開發(fā)干燥劑市場，提高產(chǎn)品利潤。從而加大純堿蒸氨廢液的回收利用。

2 二水球狀氯化鈣的生產(chǎn)工藝流程

由純堿公司送來的含氯化鈣15%的蒸氨廢液清液壓濾液加酸降低壓濾液中的灰分，然后送到蒸發(fā)系統(tǒng)進行提濃處理，將壓濾液提濃后，送到凈化崗位的澄清桶進行澄清，回收固體鹽用于純堿生產(chǎn)。澄清桶上層液溢流至鈣液桶，然后使用鈣液泵送至蒸發(fā)系統(tǒng)進行進一步提濃至40%后，再送至凈化崗位澄清桶進行凈化，以除去鈣液中的雜質(zhì)。成品鈣液由鈣液泵送到片鈣崗位，經(jīng)過第三次提濃至60%以上后，由液下泵打到高塔造粒機內(nèi)進行噴灑造粒，然后再由輸送皮帶將二水球狀氯化鈣輸送至流化床內(nèi)進行烘干，烘干后的二水球狀氯化鈣由斗提機輸送至篩分機進行篩分，合格的二水球狀氯化鈣送入成品料倉進行包裝。

3 二水球狀氯化鈣的質(zhì)量問題

國內(nèi)二水球狀氯化鈣生產(chǎn)以固定流化床造粒為主，生產(chǎn)出的二水球狀氯化鈣粒徑較大，大于≥3 mm的為99.5%以上、較均勻、碎粒較少、硬度較高、鈣粉較少。而我公司的造粒方式是高塔造粒，鈣粒在下落過程中冷卻掉落到塔底板上易產(chǎn)生碎粒，粒徑≥3 mm的為85%以上，硬度不夠且有少量鈣粉。因此在包裝二水球狀氯化鈣干燥劑時，包裝盒底部會漏入少量鈣粉和碎粒，影響了干燥劑的包裝質(zhì)量。所以國內(nèi)客戶對此提出二水球狀氯化鈣干燥劑粒徑≥3 mm的為99.5%以上、鈣粒均勻、碎粒少、硬度高、鈣粉少。

4 工藝設(shè)備改造

4.1 噴頭和轉(zhuǎn)篩篩網(wǎng)改造

首先，針對鈣粒粒徑小的狀況，我們在造粒噴頭原有外形結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對孔徑進行改型。原噴頭為錐形中空結(jié)構(gòu)，直徑φ200×200×80，壁厚為2 mm，孔徑為1.5 mm，固定在平臺上，生產(chǎn)時由液下泵送液到噴頭處，鈣液通過自壓噴灑出噴頭。由于噴頭網(wǎng)眼是垂直打孔，所以向四周噴撒時，容易形成掛塔，而且網(wǎng)眼極易堵塞，造成噴出的鈣液液滴大小不一，所以生產(chǎn)出的二水球狀氯化鈣不符合干燥劑的要求。于是我們對噴頭進行了改造，將錐形噴頭改為空心半圓形結(jié)構(gòu)，直徑200 mm，壁厚為2 mm，孔徑為1.5 mm；加裝帶變頻的造粒機使噴頭可旋轉(zhuǎn)噴撒，根據(jù)噴頭噴撒、掛塔情況進行變頻調(diào)節(jié)，使二水球狀氯化鈣最初成型粒徑變大，且降低了噴頭內(nèi)部高濃鈣液阻力，減少停留時間，降低了鈣液凝固的幾率，減少了碎粒、碎渣的產(chǎn)生，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

其次，現(xiàn)有振動式分選篩的篩網(wǎng)為3 mm,0.75 kW的電動機通過三角皮帶驅(qū)動具有偏心質(zhì)量的激振器，使篩床做周期性的不對稱往復(fù)機械振動，成品料透過篩網(wǎng)下落，而結(jié)塊則留在篩面上。此篩在篩分時只能進行一次篩分，而且在篩分過程中由于震動碰撞造成部分二水球狀氯化鈣破碎。所以我們將現(xiàn)有的振動篩改造為生產(chǎn)量為15 t/h的分級轉(zhuǎn)篩，上層篩網(wǎng)5×5 mm，下層篩網(wǎng)3×3 mm。物料經(jīng)篩分，篩下合格物料(5 mm以下)經(jīng)滾筒外圓的篩網(wǎng)排出，篩上不合格物料(5 mm以上)經(jīng)滾筒末端排出；而合格物料經(jīng)過下層篩網(wǎng)二次篩分，將小顆粒(3 mm以下)篩除。但在使用中，由于篩網(wǎng)絲徑較粗，使得二水球狀氯化鈣產(chǎn)品與篩網(wǎng)絲徑接觸面積較大，經(jīng)常出現(xiàn)卡?，F(xiàn)象，需要定時清理；并且篩網(wǎng)孔徑較小，碎粒、碎渣混入合格品，影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此我們將篩網(wǎng)絲徑由原來的1.3 mm降低到1.0 mm，孔徑由原來的3 mm提高到3.2 mm。

改造完成后噴頭造出的二水球狀氯化鈣粒徑明顯提高，篩分機掛網(wǎng)情況也得到了明顯改善，有效解決二水球狀氯化鈣的粒徑變大的問題。

我們對改造前后二水氯化鈣粒徑≥3 mm的狀況進行了統(tǒng)計，改造前粒徑分布平均為85%，遠小于客戶要求的99.5%，改造后粒徑≥3 mm的均在94%以上。但離客戶要求還有一定的差距，因此需要繼續(xù)對其進行改造。

我們又安裝了一臺振動篩，通過對二水球狀氯化鈣的二次篩分，進一步提高其≥3 mm的粒度分布(見表1)。日本客戶所需要的干燥劑產(chǎn)品粒徑2～5 mm的≥88%，而我們生產(chǎn)的產(chǎn)品粒徑2～5 mm達到99.5%以上，滿足了國內(nèi)外客戶的需求。

表1 改造后粒徑≥3 mm分布(%)

圖1 改造前后二水氯化鈣粒徑≥3 mm分布

4.2 改進工藝控制，提高成品鈣液中含鹽量

目前生產(chǎn)的二水球狀氯化鈣含鹽量在2.2%左右，含鹽量較低，造成二水球狀氯化鈣硬度下降，在運輸和倒換的過程中增加了鈣粒的破損率，因此需要對成品中的含鹽量進行調(diào)整。

我們將蒸發(fā)工序生產(chǎn)成品鈣液的出液量由原來18 m3/h提高到現(xiàn)在的25 m3/h，濃度由45%降低至40%，可降低氯化鈉結(jié)晶，提高了成品鈣液中的含鹽量，也就相應(yīng)的提高二水球狀氯化鈣成品中的含鹽量。成品含鹽由2.2%提高至4%，從而增加二水球狀氯化鈣干燥劑硬度，避免運輸和倒換過程中出現(xiàn)破碎。

4.3 對運輸機的改造

二水球狀氯化鈣干燥劑客戶要求碎粒少，我公司在輸送成品二水球狀氯化鈣時采取的螺旋輸送機來進行物料輸送，改造前使用的是不銹鋼懸掛式螺旋輸送機，此輸送機是在碳鋼材質(zhì)上進行材質(zhì)升級改造的，可滿足二水球狀氯化鈣融雪劑的生產(chǎn)，可此設(shè)備在輸送過程中輸送機的葉片旋轉(zhuǎn)時底層鈣粒受到葉片的擠壓，造成了底層鈣粒破碎的現(xiàn)象，對鈣粒產(chǎn)生碎粒起到了不好的效果。因此，需要對其進行改造，減少在輸送過程中鈣粒的破損。我們選用了輸送皮帶對成品二水球狀氯化鈣進行輸送，使用TD75型固定式帶式輸送機進行輸送可有效降低在輸送過程中二水球狀氯化鈣的破損， 保障二水球狀氯化鈣輸送質(zhì)量，減少了二水球狀氯化鈣干燥劑的破損率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

4.4 其它改造及調(diào)整

在研發(fā)二水球狀氯化鈣過程中還發(fā)現(xiàn)造粒塔因腐蝕掉落鐵銹渣較多，我們分別在流化床出口、斗提機出口、成品料倉進口都增裝了CYG系列液體管道式永磁除鐵器減少鐵銹渣進入成品中的幾率；造粒機因長時間使用容易堵塞，我們?yōu)槠湓鲅b吹堵蒸汽，每隔一小時對其進行一次吹堵，防止因堵塞造成鈣粒變小的現(xiàn)象；伴熱油溫度隨著天氣的變化隨時調(diào)整，保障鈣液輸送量等等。

5 改造效果

改造完成后，減輕了工人勞動強度，生產(chǎn)出的二水球狀氯化鈣粒徑≥3 mm的達到99.5%以上，提高了產(chǎn)品市場競爭力。干燥劑產(chǎn)量大幅提高，由150 t/天提高到225 t/天。