淺談化灰機(jī)技術(shù)改造

(唐山三友化工股份有限公司純堿分公司，河北 唐山 063305)

化灰機(jī)是純堿生產(chǎn)石灰工序的主要設(shè)備之一，其主要功能是將生石灰和水充分反應(yīng)，消化成石灰乳，供蒸氨工序使用，它運(yùn)行的穩(wěn)定性直接影響純堿生產(chǎn)的消耗指標(biāo)。我公司化灰機(jī)φ3000×29739，結(jié)構(gòu)屬于順流式回轉(zhuǎn)型，此類(lèi)型化灰機(jī)生產(chǎn)能力大，灰乳濃度控制較高。但該化灰機(jī)從流程及本體設(shè)計(jì)上存在進(jìn)料溜管堵塞、結(jié)疤、外篩堵塞等問(wèn)題，影響設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和指標(biāo)的提高，針對(duì)這些問(wèn)題，進(jìn)行試驗(yàn)攻關(guān)研究，較好地解決了上述問(wèn)題。

1 存在的問(wèn)題及原因分析

1.1 化灰機(jī)進(jìn)料溜管堵塞問(wèn)題

順流式化灰機(jī)物料進(jìn)入方式，灰和水通過(guò)一個(gè)直徑為φ1000的彎頭(俗稱(chēng) “蝦米彎”)進(jìn)入化灰機(jī)。水管從溜管中心位置進(jìn)入，灰從溜管上部落下，這種設(shè)計(jì)存在兩個(gè)問(wèn)題，一是生石灰從加灰機(jī)底板落下后，由于落差大對(duì)進(jìn)灰溜管底部沖擊力大，磨損嚴(yán)重，20 mm厚的錳鋼板，使用不到一年時(shí)間就必須更換；二是溜管底部有部分水平管段，水從中間進(jìn)入后，不能將生石灰立即沖走，造成部分物料堆積，有時(shí)堵塞進(jìn)水口，特別是倒換化灰機(jī)時(shí)，如果先停水后停灰，或加灰機(jī)檢修時(shí)，生石灰就會(huì)滯留在溜管內(nèi)，由于化灰機(jī)潮濕，生石灰粉化、板結(jié)，造成進(jìn)水管或進(jìn)灰口堵塞，引發(fā)操作事故。進(jìn)灰溜管見(jiàn)圖1。

圖1 進(jìn)口溜管示意圖

1.2 化灰機(jī)前端結(jié)疤

灰和水進(jìn)入化灰機(jī)后，灰和水混合，迅速進(jìn)行消化反應(yīng)，形成大量膏狀物，包裹生石灰塊表面，隨化灰機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，物料向前推移的同時(shí)，化灰機(jī)內(nèi)壁粘附的膏狀物隨之逐漸離開(kāi)懸濁液區(qū)域，由于石灰乳的特性，離開(kāi)水后快速板結(jié)成疤，當(dāng)疤塊隨化灰機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)再次進(jìn)入懸濁液后，部分疤塊溶解，部分殘留，這樣周而復(fù)始，化灰機(jī)內(nèi)就會(huì)形成不均勻的結(jié)疤。但隨著消化反應(yīng)的進(jìn)行，物料向前推進(jìn)，大部分生石灰消化完成，未燒透的石灰石在化灰機(jī)起到?jīng)_刷作用，內(nèi)壁中后段就不會(huì)結(jié)疤，這樣化灰機(jī)只有前端大約4～5 m的區(qū)域結(jié)疤，連續(xù)運(yùn)行超過(guò)10天，前端結(jié)疤厚度能達(dá)400～500 mm左右，造成化灰機(jī)偏心，運(yùn)行電流不平穩(wěn)，縮短傳動(dòng)設(shè)備壽命。

1.3 化灰機(jī)外篩堵塞

篩體部分為兩層篩網(wǎng)，長(zhǎng)度3 500 mm，內(nèi)層孔徑φ17，外層篩網(wǎng)為φ12/φ10的錐形孔，正三角形排列，板厚均為d=12 mm，分離出來(lái)的合適顆粒經(jīng)常塞在孔內(nèi)，內(nèi)篩上由于存在大量的大塊返石，起到?jīng)_刷作用，不易堵塞；而外篩則不同，一是物料顆粒小二是量少，顆粒堵塞篩孔后，沒(méi)有自清理功能，因此一般設(shè)計(jì)外篩時(shí)，在殼體都加裝沖洗裝置，對(duì)部分堵塞篩孔的顆粒起到一定的作用，但對(duì)于塞的較緊的顆粒起不到任何作用，運(yùn)行時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)將外篩孔全部堵塞，固液分離效果差，致使化灰機(jī)頻繁倒換，不僅增加職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且造成物料的浪費(fèi)。

1.4 化灰機(jī)出料速度慢

由于導(dǎo)流抄板數(shù)量少，且撈取物料的面積小，消化反應(yīng)后剩余的返石不能及時(shí)排出，在化灰機(jī)內(nèi)堆積較多，不僅增加筒體內(nèi)襯的磨損，化灰機(jī)運(yùn)行電流大，而且化灰機(jī)流出的灰乳量也時(shí)大時(shí)小，容易引起灰乳轉(zhuǎn)篩后端冒灰，浪費(fèi)物料，增加勞動(dòng)強(qiáng)度。

2 對(duì)策制定及實(shí)施

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，根據(jù)產(chǎn)生的原因，分別制定相應(yīng)的解決方案。

2.1 進(jìn)灰溜管內(nèi)加裝隔板

在“蝦米彎”的彎頭里增加一塊斜隔板，隔板的下沿與彎頭之間的形成的空間略大于進(jìn)水管截面積，這是隔板起點(diǎn)的基準(zhǔn)，然后以30°斜向上與管壁相連接，并在隔板上加裝20 mm厚的鑄錳板，這樣生石灰先落在鑄錳板上然后直接滑落至化灰機(jī)內(nèi)，減少了物料的沖擊，延長(zhǎng)了運(yùn)行周期，而且鑄錳板抗沖擊，耐磨損，生石灰這種性質(zhì)的物料一般可用8年以上。水從隔板下方進(jìn)入化灰機(jī)內(nèi)，把水和生石灰分開(kāi)，灰水進(jìn)入化灰機(jī)錐體后再進(jìn)行混合、反應(yīng)，這樣化灰機(jī)內(nèi)空間大，還有間斷抄板，生石灰因粉化而不會(huì)堵塞進(jìn)水口，從本質(zhì)上避免因操作失誤發(fā)生事故。改造后的溜管見(jiàn)圖2。

圖2 進(jìn)口溜管改造后示意圖

2.2 化灰機(jī)前端加裝沖洗噴嘴

根據(jù)結(jié)疤形成的原理來(lái)制定，按照結(jié)疤是一層一層逐漸形成的機(jī)理，采取的措施就是增加沖洗裝置，及時(shí)把化灰機(jī)內(nèi)壁粘附物沖洗干凈，不讓它形成初層，為此從機(jī)頭增加一個(gè)水管，水管上安裝適量的噴嘴。水管管徑、壁厚要按照需要沖洗的范圍、管道強(qiáng)度、噴嘴所需的流量及對(duì)進(jìn)料口的影響等因素確定；噴嘴數(shù)量則取決于水的壓力、噴嘴類(lèi)型、覆蓋的面積等因素。綜合考慮上述因素后，我們采用φ57×5的管道從頂部進(jìn)入，管道上分布三個(gè)螺旋噴嘴，能夠覆蓋結(jié)疤區(qū)域。

2.3 化灰機(jī)外篩加裝鋼絲刷

考慮到篩孔進(jìn)入的返砂顆粒，卡在篩孔內(nèi)，沖洗水不能徹底沖掉，說(shuō)明顆粒卡在的孔內(nèi)的摩擦力大于沖洗水的壓力，要解決這一問(wèn)題就必須使外部壓力大于其摩擦力，如果將沖洗水增壓，勢(shì)必稀釋灰乳濃度，對(duì)生產(chǎn)不利，為了不影響灰乳濃度我們考慮采用外部施力的方式，但由于化灰機(jī)外篩為加工件，同心度不好，安裝一些成品刮板的話，只能刷掉部分區(qū)域顆粒，但不能保證全部篩孔被清理干凈，于是我們采用鋼板和螺栓將鋼絲繩夾緊，安裝在化灰機(jī)外篩的一側(cè)，外篩旋轉(zhuǎn)時(shí)用鋼絲繩的柔性彌補(bǔ)同心度不好的問(wèn)題，保證自制的鋼絲刷始終與外篩可靠的接觸。

2.4 調(diào)整化灰機(jī)內(nèi)導(dǎo)流抄板數(shù)量及角度

將導(dǎo)流抄板的數(shù)量由14塊增加至18塊，原導(dǎo)流抄板的末端角度為30°，倒料時(shí)部分物料會(huì)落回化灰機(jī)內(nèi)，相當(dāng)于降低了有效做功，為此將末端角度適當(dāng)提高5～10°，保證物料能夠全部落到篩體上，從而使返石迅速排出。

3 實(shí)施后的效果

1)進(jìn)灰溜管增加隔板后，經(jīng)過(guò)一年多運(yùn)行，沒(méi)有發(fā)生過(guò)任何堵塞進(jìn)水口的事故，鑄錳板幾乎沒(méi)有磨損，效果良好。

2)化灰機(jī)前端增加沖洗裝置后，能夠滿(mǎn)足15天的倒換周期，倒換后內(nèi)壁不需要任何清理，干凈如初，減少了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3)增加鋼絲刷后，化灰機(jī)外篩篩孔幾乎不堵，并且減少了沖洗水用量，提高灰乳濃度指標(biāo)。

4)導(dǎo)流抄板改進(jìn)后，返石能夠及時(shí)排出，灰乳流量比較穩(wěn)定，為灰乳轉(zhuǎn)篩穩(wěn)定運(yùn)行提供了較好的條件。

4 結(jié) 語(yǔ)

化灰機(jī)改造后，一年來(lái)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行，不僅減輕職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且延長(zhǎng)了運(yùn)行周期，提高了灰乳濃度指標(biāo)。但也存在一定的不足，比如機(jī)頭溜管增加隔板后，生石灰的流通截面積相對(duì)減小，如果生石灰中存在較大瘤塊時(shí)，增加了進(jìn)灰不暢的幾率。再有增加鋼絲刷裝置后，鋼絲刷長(zhǎng)時(shí)間與外篩接觸摩擦，一定程度上降低了外篩的使用周期。