淺析固相水合重灰大顆粒的控制

2018-03-06 07:06:42，

純堿工業 2018年1期

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(江蘇井神鹽化股份有限公司淮安堿廠，江蘇淮安 223200)

淮安堿廠一期20萬t/a重灰項目采用固相水合法，由φ2500×27000自身返堿蒸汽煅燒爐和冷卻流化床相配套生產。二期20萬t/a重灰項目于2013年初投入使用，也是采用固相水合法，與一期工藝不同的是涼堿采用粉體流冷卻器。重質純堿理化指標：Na2CO3顆粒0.18～1.18 mm產品含量≥85%，Na2CO3顆粒大于等于1.18 mm產品含量≤3%。對于在生產中大于1.18 mm大顆粒重灰多的現象進行剖析，問題主要在結晶控制和系統設備兩個方面。

1 結晶導致系統大顆粒多的原因分析

水合機內的一水堿結晶差，結晶粗大，顆粒不均勻，甚至還會出現堿球，這樣的結晶經過加熱脫水后，會產生大量大于1.18 mm的顆粒。造成這種現象的原因又可分為以下幾種情況。

1.1 輕灰出堿溫度低

淮安堿廠輕灰出堿溫度要求控制在170～185 ℃，當出現重堿來量波動較大或中壓蒸汽壓力不足時，會生產出低溫輕灰，當輕灰出堿溫度低于150 ℃時，輕灰與水的水化反應進行情況較差，水合機內反應溫度達不到要求，同時低溫輕灰中會帶出未分解完全的重堿NaHCO3，碳酸氫鈉與水混合后會生成倍半碳酸鈉，這使得一水堿結晶中會含有大量堿球；對堿球的成分進行了化驗，證實堿球中含有NaHCO3。堿球經過煅燒分解后，顆粒較大；因此低溫輕灰經過水合反應后，結晶顆粒不均，含有大量堿球，這使得重灰涼堿后系統循環量增大，成品中大顆粒也明顯增多；通過在不同的輕灰出堿溫度下重灰的出爐堿和篩分后重灰的粒度如表1。

表1 出堿溫度對重灰大顆粒的影響

通過表1的分析，在輕灰出堿溫度過低的情況下，對重灰中大顆粒的含量影響是比較大的，隨著輕灰出堿溫度的提高，狀況也隨之好轉。

1.2 化合水溫度高

在正常生產中，為了對重灰洗滌液進行更好的回收利用，大部分生產廠家會利用重灰洗滌液作為固相水合中的化合水，一般情況下固相水合中化合水溫度在40 ℃左右時，一水堿結晶顆粒均勻密實大顆粒少，但隨著化合水溫度增高，一水堿結晶會隨之增粗，同時，大顆粒結晶增多，加熱分解后生成的重灰成品中顆粒較大，大顆粒成品增多，造成重灰成品中大顆粒含量嚴重超標。通過對不同化合水溫度下重灰大顆粒含量如表2所示。

表2 化合水溫度對重灰大顆粒的影響

通過表2可以看出隨著化合水溫度的升高，重灰中的大顆粒含量也會隨之增高，但化合水的溫度又不適宜太低，溫度太低易導致一水堿結晶過細，從而導致成品在0.18～1.18 mm范圍內的顆粒降低，所以溫度在35～45 ℃為宜。為了更好的控制化合水的溫度，淮安堿廠通過不斷的技術改造，使得化合水溫度更加有效控制。

圖1 水合機化合水工藝流程圖

圖1為水合機化合水工藝流程圖，通過板式換熱器為重灰洗滌液換熱，降低化合水的溫度，同時為了更好地調節水合機用水溫度，我們在循環冷卻水進入板式換熱器前加裝了自調閥，以更好的調節循環冷卻水的流量，方便調節所需求的化合水溫度。同時由于循環冷卻水的水源為地下水，雜質較多，在使用的過程中會經常導致板式換熱器結垢，降低板式換熱器的換熱效率，需定期清洗，在循環冷卻水進入板式換熱器之前加裝了過濾器，以減少水中雜質，平時換熱效率降低時只需要清洗過濾器即可，降低了清洗板式換熱器的清洗周期，極好的提高了板式換熱器的使用效果。

1.3 水合機內部抄板和筒體結疤

造成一水堿結晶中大顆粒較多還有一個比較常見的原因，即水合機內抄板和筒體結疤，由于長時間高負荷的運行，水合機內一水堿會在抄板和筒體上產生結疤，影響了水化反應的攪拌，從而導致反應效果差，結晶顆粒粗大而不均勻，結晶中存在較多的粗大結晶。通過停車清理水合機內結疤，會發現一水堿結晶迅速好轉。水合機內抄板和筒體結疤現象主要表現為水合機電流會偏高，而其他參數均處在正常水平。

2 系統設備影響大顆粒原因分析

結晶原因是重質純堿成品中大顆粒較多的主要原因，在實際生產中，有時也會出現結晶很好，但大顆粒仍然超標的現象，其它造成的大顆粒多的原因主要有以下幾類。

2.1 堿篩篩網破損

淮安堿廠重灰涼堿工序采用滾筒篩篩分和方型振動搖擺篩篩分成品重灰，滾筒篩篩分只有成品和大顆粒，而方型振動搖擺篩則篩分出細粉、成品和大顆粒，兩種篩各有特點和利弊。滾筒篩篩網破損和方型振動搖擺篩大顆粒篩網破損導致篩分效率降低，伴有大顆粒超標現象出現，小部分大顆粒未進入破碎系統篩分便直接進入成品中。

2.2 破碎機效率低

淮安堿廠重灰破碎機有兩種規格，一種是單一的雙鏈破碎機，還有一種是雙輥雙鏈破碎機，分別設置于兩套重灰涼堿生產線。雙鏈破碎機破碎鏈條存在一定間距，物料在其中始終有部分破碎不到，需要多次循環破碎，效率不是太高；雙輥雙鏈破碎機對輥擠壓長期動作，影響到從動輥輪的間隙，過緊間隙小破碎細粉過多，過松間隙大會導致破碎效率低，大顆粒多；再者，兩者都選用皮帶傳動，隨皮帶使用磨損，也會影響到破碎效率。如果破碎機破碎效率偏低，大顆粒需要進行多次破碎，致使篩分系統的循環量增大，篩分的效率也會受到影響。及時調整對輥間隙和更換傳動皮帶，保證破碎機的正常破碎效率，可以有效的減少篩分系統的循環量，提高篩分系統的運行效率，有效地降低成品堿中的大顆粒含量。

2.3 爐內加熱管漏汽、預混段抄板腐蝕結疤

φ2500×27000自身返堿蒸汽煅燒爐生產重質純堿，由于顆粒狀重灰，在流動的過程中摩擦力大，設備經過長時間的運行，爐內加熱管封頭焊縫若存在氣孔夾渣，磨損后會導致加熱管封頭焊縫漏氣現象出現，致使成品堿有大顆粒產生；再者，煅燒爐預混段一水堿與返堿混合溫度變化，導致抄板沖刷、腐蝕、結疤，與成品堿直接接觸產生大顆粒，伴隨成品堿進入涼堿系統中。因此必須保證爐頭有足夠的存灰，從而避免預混段結疤。