100 kt/a飼料級磷酸鈣鹽裝置優化改造

曹 劍，陸躍敏，沈海龍，姜 威，高志磊，張 華，楊增富

（云南磷化集團有限公司 磷化工事業部，云南 昆明 650600）

云南磷化集團有限公司100 kt/a 飼料級磷酸鈣鹽裝置經過多年的生產摸索和技術改造，既可生產磷酸氫鈣Ⅲ型（MDCP）產品，又可生產磷酸二氫鈣粒狀（MCP）產品。但實際產能與設計產能100 kt/a 的目標有較大差距，且運行周期短，生產消耗高，難以實現長周期穩定運行。

為改善裝置運行，實現增產降耗的目的，對該套裝置的熱風輸送系統、收塵系統、洗滌系統進行改造。

1 改造前裝置情況

該100 kt/a 飼料級磷酸鈣鹽裝置由供熱系統、反應造粒系統、篩分破碎系統、收塵系統和洗滌系統組成。由鏈排式熱風爐直接燃燒原煤產生的高溫氣體經凈化后送入干燥機內部與反應造粒機來的物料進行并流接觸，干燥后的物料進入篩分破碎工序，干燥含塵氣體進入除塵系統，除塵后進入洗滌系統，經過3次洗滌后由煙囪排空。

1.1 熱風系統存在的問題

由于熱風爐出風管與干燥機的中心軸安裝位置偏差3.5 m，2臺設備間的熱風輸送管道設計成Z字形，安裝了2 個直角彎頭，導致熱風輸送阻力較大，熱風爐內負壓不足。熱風抽風量效率僅為87%，導致主裝置干燥溫度不足、物料水分高，系統設備結料嚴重，生產周期短，生產負荷低。同時由于熱風爐長期呈正壓狀態，燃燒室內部局部溫度高、結焦嚴重，爐體形變較大，縮短熱風爐使用壽命，出風管有漏點，冷空氣從漏點混入，降低高溫氣體的溫度。

1.2 收塵系統存在的問題

該套裝置的干燥尾氣除塵采用一個氣體處理量為80 000 m3/h 的旋風除塵器，設計生產粒徑＜2.0 mm的產品，隨著市場需要現生產粒徑＜1.2 mm的產品，產品粒度的細化對除塵系統要求提升。而旋風除塵器主要針對尾氣中粒徑＞10 μm的物料，對粒徑5 ～10 μm的細微粉料的收塵效果不太理想［1］，導致干燥尾氣粉塵收塵效率僅為85.8%，從而進入造粒系統的回收粉塵較少，影響造粒工況；同時約14%的粉塵進入后續風管和洗滌系統，部分粉塵堆積堵塞在風管內，尾氣風機抽風量不足，造成前端熱風爐正壓運行，管道負壓降低0.5 kPa，導致烘干溫度偏低，進而影響生產負荷。同時由于粉塵損失使系統整個產率、磷回收率降低，產品消耗升高。為保證除塵器末端尾氣風管不堵塞，需要每7 d組織停車清理一次，對生產裝置長周期運行造成較大影響。

1.3 洗滌系統存在的問題

含有粉塵的干燥尾氣進入洗滌系統，需要大量清水噴淋洗滌才能達標排放，洗滌水無法實現水平衡，需外排，消耗增加。但減少洗滌液置換量又會形成結晶顆粒物堵塞螺旋洗滌噴頭，使壓力增大，導致聚四氟乙烯材質的洗滌盤管斷裂修復頻繁，嚴重影響洗滌效果，增加檢修維護難度。日常對洗滌槽、洗滌噴頭的清理維護難度較大，平均1個月需要清理1次，每次需要5人清理6 h才可完成。

2 改造方案及原理

2.1 降低風管阻力，提升抽風系統抽風量

對熱風爐的漏點進行修補，避免冷空氣從漏點混入高溫氣體而降低高溫氣體的溫度；將熱風輸送管道上2 個直角彎頭取消，將Z 型管改為斜直管，減少空氣阻力，利于后端風機抽風。

2.2 更換除塵器，提升除塵效率

袋式除塵器對細微粉塵的除塵效率一般可達99%以上［2］，可將干燥尾氣中的絕大部分粉塵回收后作為返料參與造粒，同時操作連續性強，可有效解決后段風管堵塞問題。采用袋式除塵器使粒度控制變得容易，篩分效果好，系統返料比下降，從而形成良性循環的生產系統，最終有效提升生產負荷。因此，根據生產實際將旋風除塵器更換成袋式除塵器，處理氣體量由80 000 m3/h 增加到105 000 m3/h，整個熱風系統抽風效率大幅度提高，有利于干燥熱風溫度的提升，使尾氣風機抽風順暢。

2.3 更換洗滌盤管與噴淋裝置

前端除塵系統改造后，收塵效率增加，進入洗滌系統的粉塵量降低，從而降低了洗滌系統洗滌壓力。同時將老化破損嚴重的聚四氟乙烯材質洗滌盤管更換成耐磨蝕的高分子材質洗滌盤管，其特點為耐高溫、高壓，不易老化。將易堵塞的螺旋洗滌噴頭更換為噴嘴大不易堵塞的新型噴淋裝置［3］。更換噴嘴后，洗滌系統的運行率顯著提升，降低了作業人員檢修維護工作強度，消除了環保隱患。

3 取得的效果

自裝置改造完成投入使用后，各改造部分運行正常，改造效果明顯。裝置產能提升50%，產品單耗降低較多，生產成本下降60 元/t。具體效果如下。

（1）提升熱風系統抽風效率，改善熱風爐操作環境，實現微負壓操作。尾氣溫度在同樣負荷情況下較原來提升10 ℃，大幅度改善了烘干條件。熱風爐運行故障率降低10%，爐體本身檢修頻次降低，已連續運行9個月未進行任何爐體維修。

（2）粉塵回收利用效果明顯，大量粉塵回收參與造粒系統造粒，改善了造粒工況，使粒度易控制，利于篩分，減少了系統返料量，形成一個良性循環的生產系統，有效地提升了生產負荷。同時粉塵回收效率提升后解決了除塵器后端尾氣風管堵塞問題，降低了洗滌系統運行壓力，洗滌液置換量從8 m3/h 降低至3 m3/h，實現水平衡，降低了生產成本。

（3）洗滌系統連續運行9個月未出現洗滌盤管斷裂、泄漏和噴頭堵塞。

（4）裝置改造后產能提升明顯，從原80 kt/a提升至120 kt/a，裝置負荷率達到120%。

（5）改造后收塵效率提高，洗滌系統洗滌效果好，尾氣排放指標（見表1）遠低于國家排放標準。

表1 改造前后排放尾氣指標對比 mg/m3