一種改進型自動間歇式苛化泥點噴加料裝置

辛嬌杰，劉 煥

(唐山三友化工股份有限公司純堿分公司，河北 唐山 063305)

1 背景介紹

純堿公司鹽水車間精制系統采用海水兩步化鹽、三次精制的精鹽水制備方式，一次精制工序主要生產任務是去除一次粗鹽水中的鈣、鎂以及雜質，生產的一次精鹽水輸送至二次精制工序進行除鈣作業，制備二次精鹽水以及副產品碳酸鈣。在一次精制澄清桶內，引入二次精制苛化后廢泥減少物料外排的同時部分除鈣。現有苛化泥加入流程采用自壓加料方式，由于苛化泥加入不均勻，造成苛化泥管線堵塞、管道結疤增速快。其次，單桶苛化泥加料量瞬時增大，造成苛化泥顆粒隨一次鹽水溢流，造成一次鹽水濁度異常，存在二次泥碳酸鈣產品質量風險。

2 苛化泥加料系統工藝流程簡介

苛化泥由二次鹽水與苛化澄清后的二次苛化泥以3∶1的比例配置而成，返回一次精制澄清系統的苛化泥量約20 m3/h，通過二次苛化泥泵經DN80總管輸送至一次澄清系統，并平均分配至8臺澄清桶頂面分水槽，經15°、75°、135°、195°、255°、315°六個方向分別鋪設的DN50管線進入澄清桶清液區。苛化泥以自流方式由分水槽進入澄清桶內參與反應，以降低一次精鹽水鈣含量。

3 苛化泥投用初期運行情況及問題分析

苛化泥輸送裝置在初期使用過程中經常出現如下問題：

1)澄清桶分水槽外接DN50自流管，流量約2.5 m3/h，由于流速過低且苛化泥含有泥砂，導致管線結疤嚴重，尤其底部結疤嚴重，平均結疤厚度21 mm。同時，管線彎頭、閥門等設備部件雜物、泥砂堵塞頻次高。根據一次精制澄清桶分布情況，對輸送距離較遠的1#、3#、7#一次澄清桶單桶苛化泥管線內壁結疤厚度、含量進行分析，見表1。

表1 苛化泥管線結疤數據表

2)依靠自壓形式輸送苛化泥具有不穩定性，且不能做到各苛化泥管線運行情況實時在線監測。一旦管線發生堵塞，單桶苛化泥量波動，操作人員無法及時發現并調整，進而造成一次澄清桶清液區渾濁，一次鹽水濁度異常，嚴重時可影響二次精制碳酸鈣產品質量。

3)經統計苛化泥管線堵塞平均2次/日，單純依靠人力進行現場監測以及疏通管線，造成極大的人力、物力浪費。

4 設備升級改造

改進型自動間歇式苛化泥點噴加料裝置，改變原有苛化泥加料模式，由流槽自壓多點共同加入方式變為單點多頻次依次加入方式，保證一次澄清系統苛化泥能夠滿足低流量高頻次均勻輸送要求。

項目具體實施方案如下：取消上述每臺澄清桶頂面分水槽以及分支管線，在原有總管上方100 mm處重新鋪設DN32單桶進料管線，并安裝流量計及氣動閥門各一臺，流量數據、閥位調節引入DCS以及生產網，通過氣動閥門調節單桶苛化泥流量，做到實時監測單桶流量，避免由于突發原因造成管道堵塞而無法發現造成的后續影響。沿途于DN32管線的15°、75°、135°、195°、255°、315°六個方向分別鋪設DN25管線，6條分支管線上各安裝一臺電磁閥門，閥門內部襯有耐磨陶瓷，能夠有效緩解因苛化泥雜質沖刷造成的閥門使用壽命及使用效果折損等問題，電磁閥控制開關閥位引入DCS，根據控制程序自動設置苛化泥循環點噴操作，苛化泥通過均布的6個加料管線以每10 s為一個頻次分段進行加料。每分鐘完成一次完整噴料動作。每個頻次動作內，單桶2.5 m3/h苛化泥全部通過其中一根加料管進入澄清桶4 m處，單管流體流速達到1.5 m/s，能夠避免物料由于重力影響造成的沉積現象。

為了增強新系統裝置的防堵性及研判性，對其增加儀表監測功能。噴料過程中總管流量設置聯鎖報警裝置，流量低于0.5 m3/h持續10 s以上時程序自動判定加料支管出現堵塞，持續低于該流量值60 s以上程序自動判定加料總管堵塞，操作人員能夠及時發現主管或分支管線堵塞，管線堵塞時，可通過調節氣動閥門的開度，增加總管及分支管線內流體靜壓能，對管線進行疏通。

5 改造后效果

苛化泥改造后經過前后試驗對比，得到以下數據分析：

表2 改造前后數據

與原有技術相比，減輕了由于單桶加料量波動造成的苛化泥管線內部碳酸鈣結疤附著現象，管線改造后，自3月份檢測結疤厚度18 mm，并對其監測結果得出，改造前3～6月份，苛化泥管線內壁結疤單月平均增長速度為19.63%，改造后結疤增速較改造前單月平均降低17.59%，大大緩解了管線結疤問題。

再次，本裝置采用全自動監測循環點噴加料裝置，苛化泥加入方式完全實現了自動調節，加料形式更為合理便捷，能夠有效避免管線堵塞，裝置使用期間無一例管線堵塞事故發生，極大降低了人工勞動強度及人工成本。