重堿離心機濾液流程改造及效益分析

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(徐州豐成鹽化工有限公司，徐州 江蘇 221700)

我公司配備四臺φ2800×27000輕灰煅燒爐，雖然單臺爐設計能力可以達到450 t/d，但結合本廠及國內同行使用情況來看，單臺爐最多只能維持380～400 t/d。經(jīng)過幾年的生產(chǎn)實踐摸索，當純堿日產(chǎn)量超過1 500 t，堿廠穩(wěn)產(chǎn)、提產(chǎn)的瓶頸在煅燒系統(tǒng)。2011年我公司在項目配套中從德國克勞斯·瑪菲公司(以下簡稱克瑪公司)引進四臺(后來一臺拆作低鹽重灰使用)SZ1000/2型轉鼓推料離心機用于重堿的二次脫水，借以提高煅燒爐生產(chǎn)能力，但由于各種原因，特別是濾液外送問題，一直未能正常投用。為管控成本，提高設備利用率，借鑒國內同行使用經(jīng)驗并結合自身實際情況對重堿離心過濾工藝進行改造，特別是解決了制約離心機正常運行的濾液問題，離心機投入生產(chǎn)后，各項指標達到或者接近設計要求。

1 重堿離心分離工藝流程

碳化塔取出液經(jīng)轉鼓過濾機進行一次分離后，重堿經(jīng)過重堿0號皮帶、1號皮帶，一部分直接進入4號皮帶進入煅燒爐，另一部分經(jīng)過2號皮帶經(jīng)分料刮刀分送至各離心機進口(剩余部分直接落到3號皮帶和離心機出料一起送至4號皮帶)，重堿經(jīng)離心機螺旋進料器送至加速分布錐內，加速分布錐將物料進行預加速，加速至主轉鼓同樣轉速，然后將其均勻加至布料區(qū)，在布料區(qū)固體重堿被濾網(wǎng)擋住，并被推料盤推出主轉鼓進入3號皮帶，再通過4號皮帶進入煅燒爐。

2 濾液輸送中存在的主要問題

我公司先前之所以離心機不能長周期穩(wěn)定運行，主要原因是不能解決濾液外送問題。按照開1～2臺離心機，重堿水分下降4%～5%計算，產(chǎn)生濾液約2～4 m3/h，濾液少且固液比高達15%～20%，再加上泵的設計選型與濾液量極度不匹配，導致濾液管堵塞頻繁，濾液外送困難，這是導致2011年第一次開車失敗的主要原因；在2014年第二次開車過程中，通過往濾液桶內注入煅燒洗滌液進行稀釋，濾液外送問題得到暫時解決，但是注入5～8 m3/h清水直接導致系統(tǒng)母液總存量飆升，第二次開機也以失敗告終。

3 濾液系統(tǒng)的主要改造

通過對離心機現(xiàn)場調查以及總結前兩次開車失敗的經(jīng)驗教訓，提出可采用MⅠ沉淀稠厚器溢流清液作為濾液稀釋液，并將稀釋濾液再次注入稠厚器進行二次稠厚的想法，并予以實施。濾液通過收集盒流入濾液桶，經(jīng)濾液泵送至重堿MⅠ沉淀稠厚器進行稠厚分離，稠厚液體直接進入出堿槽，溢流液一部分返回MⅠ桶，另一部分繼續(xù)返回濾液桶，作調節(jié)濾液使用。采用此流程后有以下幾方面好處：

1)MⅠ屬于系統(tǒng)母液不屬于外來水，不會造成母液膨脹問題。

2)借用稠厚器溢流液母液可將濾液固液比降低至5%以下，徹底解決濾液固液比高，外送困難的問題。

3)稀釋后的濾液再次注入稠厚器進行二次稠厚，可有效減少濾液中的產(chǎn)品損失(固含量約1.5%wt)。

圖1 改造后的濾液流程圖

4 改造效果分析

我公司四臺SZ1000/2型離心機配備有洗水噴淋裝置，用以進一步降低重堿鹽分，由于使用此項功能會導致洗水進入母液系統(tǒng)，造成系統(tǒng)母液上漲，且加洗水會導致重堿水分相對于不加洗水偏高，所以在使用過程中并未添加洗水，僅用于脫水，下述數(shù)據(jù)也是在不加洗水狀態(tài)下進行的收集。

表1 重堿離心分離生產(chǎn)數(shù)據(jù)

由上表數(shù)據(jù)分析得出數(shù)據(jù)，通過離心機后，重堿水分下降約為4.5%。鹽分相比進料下降約0.095%，效果明顯。我公司目前開兩臺離心機，重堿處理能力80 t/h，約占公司總產(chǎn)量的65%。進煅燒爐混合重堿水分降低約為3%，因重堿水分下降產(chǎn)生的效益計算如下。

4.1 蒸汽消耗降低年增效益

4.2 煅燒爐能力提高

通過查表得以下數(shù)據(jù):

ig——3.0 MPa、280 ℃中壓蒸汽焓值 2941.8 kJ/kg；

i0——240 ℃水蒸氣液體焓值1 034.6 kJ/kg(一閃前溫度240 ℃)；

∑Q——煅燒制造1 t純堿需要的熱量 2 720 MJ。

即單爐能力提升約為8%(上述計算不包括因返堿量減小帶來的爐氣生產(chǎn)能力的提高，實際要高于8%)，四臺爐全年增加生產(chǎn)能力為1 600×0.08×330=4.2萬t。

4.3 離心機電耗

兩臺離心機總裝機容量(含皮帶)為E=(75+45+4)×2+5.5+3+26=282.5 kW，按照電機運行功率因數(shù)0.8計算，功率為226 kW。

每年電費為226×330×24×0.8×0.7=125.29萬元。(電價0.7元/kWh)

4.4 其他運行成本

人工費用以及三臺離心機維修費,按照100萬元/年估算。

離心機濾液帶走的重堿結晶損失。

5 結 論

通過近一段時間的實際生產(chǎn)運行驗證，改造后的重堿離心機濾液問題得到了徹底解決，設備運行平穩(wěn)，產(chǎn)品質量和產(chǎn)量均明顯提高。通過上述粗略分析可知，離心機作為提高煅燒爐生產(chǎn)能力的重要手段是非常有必要的，對煅燒乃至整個生產(chǎn)系統(tǒng)都產(chǎn)生深遠而積極的影響。

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