φ3600外返堿與φ3200自身返堿煅燒爐技術比較

(江蘇德邦興華化工科技有限公司，江蘇 連云港 222065)

重堿煅燒是純堿生產中的重要工藝環節，由于重堿中含有14%～20%左右的游離水，為了防止重堿煅燒時結疤，必須要將重堿與高溫純堿進行混合，使重堿與純堿反應生成一水合碳酸鈉和顆粒狀的倍半碳酸鈉，徹底降低重堿水分小于8%，提高物料流動性，煅燒過程得以連續進行。現在蒸汽煅燒爐有兩種混合模式，一種是利用煅燒爐爐體外部的螺旋道將煅燒好的純堿返回到煅燒爐爐頭，在爐內與重堿混合，稱為自身返堿蒸汽煅燒爐工藝；另一種是煅燒爐內煅燒完成的純堿從尾部出料，利用輸送設備將純堿返回到煅燒爐前部的預混器中，與重堿在預混器中混合，混合后的物料進入蒸汽煅燒爐內進行段燒，稱為外返堿式蒸汽煅燒爐工藝。現以年產60萬t純堿規模的純堿企業對上述兩種技術進行分析對比。

1 主要工藝參數

重堿條件(質量百分比)：NaCl 0.25%,H2O 18%,NaHCO374.27%，Na2CO33.53%，NH4HCO33.95%

爐氣濃度：≥85%～90%

產量：800～1 000 t/d

蒸汽條件：飽和蒸汽壓力3.2 MPa(G)

出堿溫度：>180 ℃

爐頭壓力：-5～-10 mmH2O

2 外返堿煅燒爐技術

2.1 工藝流程敘述

濾過崗位送來的重堿，由重堿皮帶下料器經重堿關風下料閥進入重堿預混器中，與由返堿刮板機輸送來的返堿在預混器內混合，混合均勻的物料經爐頭進料器進入煅燒爐內。重堿在煅燒爐內經蒸汽間接加熱分解，產生輕質純堿和爐氣，輕質純堿從爐尾出料，經下料關風閥、出堿刮板輸送機送入返堿刮板中。返堿刮板傾斜一定的角度，從爐尾將輕灰輸送到煅燒爐頭前上部，該處出堿首先一部分在刮板中間下料，作為煅燒爐返堿使用，此處返堿經關風下料閥、返堿螺旋輸送機輸送進入預混器內與重堿混合；剩余部分輕質純堿作為成品輸送到成品集合刮板，經篩分、冷卻后進入堿庫包裝。從煅燒爐出來的爐氣由爐頭抽出，經旋風分離、冷凝、洗滌后去低壓機后到碳化崗位，旋風分離下來的堿塵，由輕灰螺旋輸送器送入預混器中；預混器中的出氣由管道引入煅燒爐氣系統中。

煅燒爐所用蒸汽來自鍋爐，由爐子尾部汽軸進入爐內排管中后又從爐尾出去進入貯水槽后到擴容器，蒸發的二次蒸汽去低壓汽管網，冷凝水去重灰擴容器。

圖1 外返煅燒爐工藝流程圖

2.2 主要設備

外返堿蒸汽煅燒爐設備規格：φ3600×32000

爐體轉速：3.6 r/min(快轉)，電機功率250 kW；0.33 r/min(慢轉)，電機功率37 kW

爐體斜度：3%

進料機電機功率：37 kW

2.3 系統布置

外返堿煅燒爐單臺爐的寬度10.5 m，爐頭部分布置煅燒爐爐頭密封、煅燒爐進料器、預混器、皮帶機、集合刮板機等設備，爐頭部分樓房寬度為9+4+8=21 m，煅燒爐邊上布置返堿刮板機，樓層寬度4 m，三臺爐爐頭部樓總長度為(10.5+4)×3=43.5 m，寬度為21 m，爐頭樓層高度分別標高為5.0 m、10.7 m、16.5 m、23.5 m、31 m；爐尾平臺為寬9 m，總長度為43.5 m，煅燒爐爐尾出堿為刮板機，返堿刮板尾部需挖2×4×11 m的地坑。3臺煅燒爐系統總的占地面積為43.5×60.3 m，最高處高度為31 m，占地面積較大，土建投資較多。

2.4 項目投資

主要設備按前文設備表進行配置，煅燒爐設備投資2 490萬元，其他配套設備合計投資1 429萬元，主要設備合計總投資3 919萬元；電氣儀表500萬元；安裝材料費用401萬元；安裝費用552萬元；土建費用4 200萬元。項目合計總投資9 572萬元。

表1 φ3600外返堿煅燒爐系統主要設備

2.5 項目經濟分析

1)外返堿的單臺爐總功率為491.5 kW,噸堿能耗491.5/(800～1000)=0.614～0.4915 kW。

2)設備維護費用(單臺套設備)

外返堿煅燒爐工藝流程復雜，附屬設備較多，設備事故點較多，設備維護費用較高。

3 自身返堿煅燒爐系統

3.1 工藝流程敘述

濾過崗位送來的重堿，由進料螺旋輸送機送入爐內與返堿混合后，與爐內蒸汽間接交換加熱生成輕灰和爐氣，從煅燒爐出來的爐氣經分離、冷凝、洗滌后去低壓機后到碳化，爐內的輕灰從爐尾經爐體螺旋道返回到爐頭，一部分進入爐內作返堿，另一部分純堿經刮板機送到重灰系統或經篩分冷卻后進入堿倉。

自身返堿煅燒爐加熱系統同外返堿煅燒爐。

表2 φ3600外返堿煅燒爐系統設備維護費用

3.2 主要設備

自身返堿輕灰煅燒爐設備規格：φ3200×30000

爐體轉速：快轉5.8 r/min，電機功率315 kW；慢轉0.32 r/min，電機功率37 kW

爐體斜度：2%

進料螺旋輸送機：電機功率30 kW

輕灰螺旋輸送機：電機功率22 kW

3.3 系統布置

自身返堿煅燒爐單臺爐的寬度9.5 m，爐頭部分布置煅燒爐爐頭密封、進料螺旋輸送機、輕灰螺旋輸送機等設備，爐頭部分樓房寬度為9.5+6.5=16 m，三臺爐爐頭部樓總長度為9.5×3+1=29.5 m，爐頭樓層高度分別標高為5.3 m、11.8 m、18.3 m、23.3 m；爐尾平臺為寬6 m，總長度為29.5 m，煅燒爐爐頭出堿為刮板機。3臺煅燒爐系統總的占地面積為29.5×52.8 m，占地面積較小，最高處高度為23.3 m，土建投資較少。

表3 φ3200自身返堿煅燒爐系統主要設備

3.4 項目主要投資

自身返堿蒸汽煅燒爐工藝的主要設備按前文設備表中進行配置，設備投資2 049萬元，其他配套設備投資622萬元，主要設備合計總投資2 671萬元；電器儀表費用300萬元；安裝材料費用314萬元；安裝費用377萬元；土建費用2 085萬元。項目總投資5 747萬元。

3.5 項目經濟分析

1)設備運行能耗

2)設備維護費用(單臺套設備)

自身返堿煅燒爐流程簡單，附屬設備較少，設備事故率較低，設備維護費用相對較低。

表4 φ3200自身返堿煅燒爐系統設備維護費用