鑄鐵熱母液洗滌塔在煅燒系統上的應用

李敬輝

(連云港堿業有限公司，江蘇 連云港 222042)

連云港堿業有限公司有5臺熱母液洗滌塔，原始設計為碳鋼熱母液洗滌塔，經過長周期的運行，塔體腐蝕嚴重，泄漏點較多，工作狀況惡化，傳熱效率下降，給純堿生產造成極大的安全隱患。2008年、2013年、2018年、2020年分別將輕灰4#、1#、0#、3#熱母液洗滌塔材質由碳鋼更換為鑄鐵，下面主要對碳鋼與鑄鐵材質的熱母液洗滌塔對比分析。

1 碳鋼熱母液洗滌塔

1.1 設備結構及性能簡述

碳鋼熱母液洗滌塔為篩板塔，直徑φ3200，塔高度15 904 mm，塔體材質Q235-A；塔內有三層篩板，玻璃鋼材質，厚度12 mm；塔頂有絲網除沫器(DN3200×150)裝置，液體分布器，因進入熱母液洗滌塔的氣體溫度較高，內部填充瓷環填料；工字梁2根，材質0Cr18Ni9Ti，支撐板16塊，材質A3；支承圈2套，規格分別為φ3196/φ2996(δ=12)，φ3196/φ3076(δ=12)。

爐氣從塔底部進氣，從塔頂部出氣，冷母液從塔的上部進液，從塔的下部出液，爐氣與冷母液在塔內逆流直接接觸洗滌爐氣，同時達到預熱冷母液的目的。

1.2 設備缺陷

經過多年運行后，碳鋼熱母液洗滌塔設備主體出現很多缺陷問題，主要問題如下：

1)含有大量Cl-母液在爐氣攪動下對碳鋼設備內表面產生沖刷腐蝕作用，爐氣量的波動，使填料層產生浮動，設備內表面形成氧化鐵腐蝕層不斷產生脫落更新，加劇了腐蝕作用，造成塔體腐蝕嚴重，塔體多處漏液，已進行過多次補焊。

2)隨著輕灰蒸汽煅燒爐技改更新改造后生產能力由原設計日產800 t提高至920 t以上，爐氣量明顯上升，塔內氣速提高，導致爐氣對塔壁、內置件的沖刷以及填料浮動剝蝕更加嚴重，造成塔內部構件腐蝕嚴重，柵板、液體分布器、支撐架等隨時有斷裂坍塌的隱患。

3)隨著作業時間的延長，塔壁及進液鑄鐵管道腐蝕過程產生的大量氧化鐵殘渣，造成塔內瓷環填料堵塞，填料層阻力明顯上升，并影響爐氣在母液洗滌塔內的正常傳質傳熱效果，也影響輕灰蒸汽煅燒爐長周期穩定運行。

2 鑄鐵熱母液洗滌塔

鑄鐵熱母液洗滌塔為篩板塔，塔直徑φ3000，塔高度15 904 mm，塔體材質HT250；13層塔圈，法蘭連接；塔內有四層篩板，材質Q235-A；塔頂有絲網除沫器(DN3000×150 mm)裝置，液體分布器，材質玻璃鋼δ=20；塔底部有氣體分布器。

鑄鐵熱母液塔示意圖如圖1所示。

圖1 鑄鐵熱母液洗滌塔示意圖

3 技改成鑄鐵熱母液洗滌塔

因鑄鐵材質其強度、耐磨性、耐熱性均較好，可用于要求高強度和一定耐蝕能力的泵殼、容器、塔器、法蘭、填料箱本體及壓蓋、碳化塔、硝化塔等；因熱膨脹系數小，可以加工出精度更高的配合間隙，其受熱變形量較小，常使用于高溫場合；成本低，壽命長，反復利用率高。

我公司從2008年至2020年分別對5臺碳鋼熱母液洗滌塔進行逐臺更換為鑄鐵塔，已更換完成4臺。因鑄鐵塔噸位較重，在舊碳鋼塔拆除，新塔安裝施工過程中，制定了詳細的施工安裝方案。熱母液洗滌塔進口管線閥門由普通漿液閥改造更換成電動漿液閥，大大提高閥門開關速度，將熱母液洗滌塔的液位控制在20%～80%，以延長氣液交換時間，熱母液溫度由原來的65 ℃提高到73 ℃左右。

4 改造后效果

鑄鐵熱母液洗滌塔塔體耐磨性、耐腐蝕能力增強，塔體沖刷腐蝕漏點徹底消除；輕灰爐在45 t/h作業量情況下，熱母液塔阻力降由原來的3.523 kPa(350 mmH2O)降為1.931 kPa(200 mm H2O),與碳鋼填料塔相比，高負荷生產下的阻力較小，具有較好的通氣能力；出氣溫度由原來的70 ℃降為60 ℃左右，達到生產工藝控制范圍；出液溫度由原來的65 ℃漲到73 ℃左右，高于同等作業狀況下的填料塔8 ℃左右，傳質傳熱效果優于填料塔；熱母液塔由原來檢修1次/6月延長到1次/24月，甚至更長時間；系統停車大修期間對塔內部檢修時，因鑄鐵塔內部無瓷環填料，只是多了一層篩板，檢查時間由原來6 h/1次減少為1 h/1次。