根据多年的生产实践,对自身返碱蒸汽煅烧炉在使用中出现的问题进行了简述,对改造进行了总结,有利于控制操作和设备管理,对同行有借鉴作用。
重灰,即重质纯碱,堆积密度≥0.8t/m3,颗粒大,便于包装和储运,市场需求量呈上升趋势,因此,每个碱厂都在加大力度提高重灰的产量。我公司采用的固相水合法生产重灰,使用的主要设备是Φ3200×20000自身返碱蒸汽煅烧炉,由化工部第八设计院设计,金州重型机械厂制造,整套设备包括炉头、炉体、传动部分、炉尾出料和进出汽系统组成。
1、固相水合法的主要工艺
将温度在160-200℃的轻质纯碱经计量后加入水合机,同时喷入温度约40℃的脱盐水使物料含水为17%-20%,物料在水合机中保留约20分钟即可完成水合反应,水合机出来的温度为90-95℃的一水碳酸钠进入煅烧炉,在炉内由蒸汽加热管加热干燥,脱去游离水和结合水,制得重灰产品。
2、设备简介
从水合机出来的一水碱被炉头抛料机抛到炉体头部位置与从返碱管出来的返碱混合,炉体与水平存在1.7%的斜度,在转动时使混合碱由炉头向炉尾方向移动,在炉体内与三排加热管进行热交换,在炉尾有挡灰圈,保持炉内的碱存量,从炉内出来的碱一部分经出料箱运走,一部分进入返碱管的入口,经由炉体上的三根螺旋返碱管,利用炉体的自身旋转返回到炉头,与进碱混合。
设备参数见下表
名称 |
管程 |
壳程 |
设计压力,MP |
15.5 |
|
操作压力,MP |
13 |
|
设计温度,℃ |
194.13 |
150 |
操作温度,℃ |
194.13 |
|
物料名称 |
蒸汽 |
一水碱纯碱 |
生产能力 |
700t重质纯碱/d |
传热面积 |
1650m2 |
转速,r/m |
工作转速3.5 ,慢传动0.195 |
安装斜度 |
1.7% |
3、使用中出现的一些问题
3.1炉气温度低,导致产量低,返碱管易堵;
3.2密封不好,经常漏碱;
3.3一些部件易损坏,维修量大。
4、改进和完善
经过多年的生产实践,我们对原设计进行了部分改进,现在日产可以稳定在700t/d,最高时可达850t/d,主体部分没有大的改变,耗汽量没有变化,把改进部分介绍如下:
4.1炉头炉尾密封采用密封胶布,有效防止漏碱和漏入空气,(操作上调节炉内压力来进行控制),尤其在冬季,空气进入后,炉气温度明显降低,返碱管易堵。
4.2去掉不凝汽小管和总管。设计中的不凝汽小管用来排放蒸汽中的不凝汽,由于管径小,易泄漏和断裂,影响生产和产品质量,我们通过分析认为,在煅烧炉内的传热过程中,影响传热的主要原因是加热管外结疤,存在的不凝汽影响很小,而且一部分可随冷凝水带走,因此实际生产中,取消了不凝汽管,经过多年的实践证明,对生产没有造成影响。
4.3炉尾旋转接头采用填料式代替老的弹簧和里面的球面密封,既降低了费用,又延长了使用时间。
4.4炉内存灰量的控制一方面靠挡灰圈,经过多次的实践摸索,选择合适的高度,另一方面,在返碱管上增加控制阀,以便准确控制返碱量。
4.5重灰炉的一个明显缺陷是炉头部分易结疤,因此,头部的加热管、管架及炉壳体都腐蚀严重,一个重要的因素是炉头部湿度大,有操作上的原因,也有客观的原因,为此,我们采取如下措施:在炉体头部延长加热管,提高炉体头部温度,增加炉壳体厚度,增加加热管管架厚度。
4.6多年的实践证明,这种自身返碱煅烧炉生产稳定、可靠,技术改造的主要目的还是应该增加生产能力,有两个途径,一是增加换热面积,二是提高炉体转速,由3.5rpm提高到4.6rpm,一方面延长加热管,如前所述,一方面减小加热管上的螺距,计算表明,可以增加换热面积10%。
4.7原设计中的进汽管是直管,容易产生热应力,改为弯管后,可以有效改善受力,效果很好。
通过改造,生产能力增加了10%,每年的产量提高2.5万吨,加上节省的维修费用,年效益达3百万元。
成果所有人(单位)及联系方式:
唐山三友化工股份有限公司
联系人:任乃新