提高氧化鋁生產中結垢清理的安全性

雷運海

我國鋁土礦高鋁、高硅、低鐵的特點，決定了燒結法氧化鋁生產工藝在我國有著非常重要的地位，特別是隨著高品位鋁土礦的日益匱乏，燒結法處理低品位鋁土礦的優(yōu)越性日益凸顯出來。而燒結法存在生產工藝流程復雜、工藝能耗高等不利因素，尤其是濕法系統(tǒng)的結垢問題，極大地加重了清理檢修作業(yè)工作量，成為安全生產的制約因素。

脫硅器的清理方法

在濕法系統(tǒng)的脫硅環(huán)節(jié)，溶液流經(jīng)的每一根管道、每一個器壁和罐體都極易結垢。各個氧化鋁生產企業(yè)都在積極探索如何減輕脫硅系統(tǒng)的結垢量和清理脫硅器結垢的有效方法。

中國鋁業(yè)中州分公司采用的就是燒結法生產氧化鋁。脫硅器是濕法系統(tǒng)的關鍵設備之一，屬于密閉性的壓力容器。中州分公司氧化鋁年產量從最初的20萬t逐年遞增，提升到現(xiàn)在年產80萬t的生產能力，而脫硅器則僅在最初的4組直接加熱脫硅器的基礎上，增加了2組間接加熱脫硅器，產量大幅度提高，清理作業(yè)也日漸頻繁。時間緊，工作量大，脫硅系統(tǒng)面臨的壓力愈來愈大。如何采用行之有效的方法安全清理脫硅器，中州分公司在十幾年的生產實踐中，進行了積極的探索。

中州分公司目前運用的直接加熱脫硅器和間接加熱脫硅器規(guī)格分別為2.6m×9.5m和 2.8m×12m，平均2個月就要清理一組，一般是5-7個脫硅罐，其結垢具有質密、厚度均勻等顯著特點。常用的脫硅器清理方法有以下3種。

1.人工清理法

人工清理，就是在脫硅罐體內搭架子，然后人工用大錘等器具擊打器壁，使結垢脫落。人工法清理結垢較為徹底，但作業(yè)時間長，嚴重影響大液量生產的組織。尤其是清理罐體上部的結垢時，一般都在十幾米的高空作業(yè)，極易造成人員傷害。

2.爆破清理法

利用炸藥爆破原理清理結垢，對罐體內厚結垢非常有效，但對目前中州分公司脫硅器質密、均勻的結垢不適用，且爆破需要有專門的爆破作業(yè)人員，爆破作業(yè)殺傷力大，對脫硅器損傷比較大。

3.火燒清理法

火燒清理法對密閉性容器的清理非常有效，它清理速度快，而且效果好。不足之處就是要有一套獨立的火燒清理系統(tǒng)流程，且對操作人員技能要求比較高。

火燒法清理的安全要求

目前中州分公司采用的就是火燒法清理脫硅器?；馃ㄇ謇淼墓ぷ髟頌椋豪免c硅渣和鋼材質的膨脹系數(shù)不同，對脫硅內進行加熱后，鈉硅渣在膨脹過程中產生應力，在應力的作用下，使結垢破裂脫落。

具體做法是：將重油罐內的重油與一定比例的柴油和煤油配制好后注入油槽，然后通入蒸汽，當加熱到一定溫度后，開啟油泵，將加熱后的重油輸入循環(huán)管路，進入油槍，借助風壓對油霧化后，用乙炔助燃使得重油充分燃燒，并開始對脫硅器進行加熱，鈉硅渣在應力作用下開始脫落。

火燒法清理脫硅器雖具有效率高、清理結垢徹底等優(yōu)點，但火燒清理系統(tǒng)流程卻對操作人員技能和作業(yè)程序提出了較高的要求。在具體操作中，由于需要動用明火，使用乙炔等高危物品，極易發(fā)生回火、燒傷或乙炔爆炸等事故，因此，進行脫硅器的清理作業(yè)，需要特別注意以下安全注意事項。

1.作業(yè)前的準備

（1）嚴格執(zhí)行清檢四制(工作票制、掛牌制、監(jiān)護制、確認制)，落實好工作票制。待機內物料出空、壓力減為零后，要放置24h以上。確保冷卻降溫后，聯(lián)系相關人員，進行停電，制訂清理檢修預案，開展危險預知活動，并明確責任人，落實好監(jiān)護人，并在現(xiàn)場設置醒目的警戒線。

（2）充分熟悉作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，找好安全通道。

（3）熟悉作業(yè)程序，包括開車、點火到停車的每一個過程步驟。

（4）充分熟悉各技術參數(shù)，必須熟練掌握油泵出口壓力、乙炔氣瓶表壓和重油的配制比例。

（5）現(xiàn)場需要配備足夠的滅火器用具。

2.作業(yè)過程的控制

油泵處應專設1人負責重油的配制，觀察重油的溫升(一般重油槽壁上都設置有測溫孔)和油泵操作；乙炔瓶處設1人負責乙炔的供應，關鍵是壓力的控制；看火處設2人(且只能為2人)，負責油槍的操作和檢查火焰的燃燒情況。

3.作業(yè)過程的安全監(jiān)控

清理作業(yè)過程的關鍵是防止回火。回火是火燒法清理中最易出現(xiàn)的重大安全隱患。為了有效地防止回火，所清理的罐體內必須做到排風暢通，使得燃燒產生的有害氣體及時排出；剛開始調整火焰時，火焰不能過大，避免造成二次空氣過多，燃燒不完全；操作人員調節(jié)風門時，開關速度要緩慢，進行微調，避免風壓波動過大；油路要暢通，要提前對輸油管路進行檢查，在油路小循環(huán)暢通的前提下，再打開大循環(huán)閥門，并控制好油壓；對重油的配制比例要調控好，以免重油稠度過大，油路不暢，造成供油不足；乙炔表壓要穩(wěn)定。

如果一旦發(fā)生回火，應立即先關閉油閥，再關閉風閥。特別要注意及時通知油泵工停下油泵的輸送。在操作過程中，操作油槍的人員最好不要超過2人，以保證一旦發(fā)生回火現(xiàn)象，操作人員能夠快速撤離。

清理作業(yè)中，還要注意結垢塊飛濺傷人。在高溫下，大量的結垢塊脫落后，會以飛濺的形式從人孔處飛出傷人?？椿饡r，要對火焰的燃燒情況及時進行分析，做到心中有數(shù)；要戴好防護面罩，或者用自制的探火鏡(探火鏡是中州企業(yè)員工自制的一種探火用具，在一根長長的環(huán)形桿上，綁上一面大大的鏡子，將火焰的燃燒情況反射出來)觀察火焰的燃燒程度，同時，還要注意工作服不能用化纖布等易燃面料。

在火燒脫硅器清理的過程中，會產生大量的飛灰及部分未燃盡的燃料，形成濃煙，散發(fā)到大氣中污染環(huán)境。這是因為重油燃燒不完全，產生大量的碳氫化合物。為減少污染，首先要控制好重油的配制比例，其次要在廠房頂部配置引風機，避免排出濃度過高的煙塵(煙塵排放量要符合排放標準及衛(wèi)生標準的日平均量0.05mg/m3以下)。條件具備的話，可配備煙氣除塵裝置，將含塵濃度控制在200mg/m3以下。

編輯韓 穎