龔煥龍，趙素玉，王榮軍，劉 煥

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

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淺談流化床煅燒系統(tǒng)布袋除塵改為濕法除塵

龔煥龍，趙素玉，王榮軍，劉 煥

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

流化床運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量堿塵。我公司采用布袋除塵器進(jìn)行處理有諸多弊端，通過對(duì)除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)濕法除塵后，可將堿塵回收至堿液系統(tǒng)，達(dá)到了優(yōu)化生產(chǎn)、改善環(huán)境、降低檢修費(fèi)用等目的。

熱堿液塔；布袋除塵器；濕法除塵；堿塵；流程；改造

1 項(xiàng)目背景

流化床重堿煅燒工藝與臥式回轉(zhuǎn)蒸汽煅燒爐有著顯著的區(qū)別，因其流化態(tài)技術(shù)應(yīng)用的特性，生產(chǎn)中將產(chǎn)生大量的堿塵。采用布袋除塵器時(shí)，一方面堿塵返回煅燒系統(tǒng)，形成堿塵的局部循環(huán)，因?yàn)閴A塵的堆積密度相對(duì)較小，隨著堿塵量的不斷累積，勢(shì)必將會(huì)影響流化床的穩(wěn)定運(yùn)行，堿塵飛揚(yáng)嚴(yán)重，導(dǎo)致生產(chǎn)環(huán)境惡化；另一方面，若堆積密度很小的堿塵直接進(jìn)入成品系統(tǒng)，將會(huì)影響成品的產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，布袋除塵器本身若結(jié)疤清理時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，布袋以及電磁閥反吹系統(tǒng)的更換、振動(dòng)電機(jī)的使用及更換，更是需要較高的費(fèi)用。布袋反吹用壓縮空氣進(jìn)入爐氣系統(tǒng)，是流化床系統(tǒng)CO2濃度相對(duì)較低的主要原因。

我公司鹽水精制需大量的純堿液，其需要使用熱堿液與液相高鹽鹵進(jìn)行配置，當(dāng)純堿液需求量大時(shí)，需使用成品堿另行配置以滿足生產(chǎn)需要。流化床實(shí)現(xiàn)濕法除塵后，能夠有效解決現(xiàn)行工藝存在的問題，同時(shí)除塵產(chǎn)生的堿液可以有效的補(bǔ)充生產(chǎn)所需。

2 改造方案

2.1 原流程介紹

爐氣經(jīng)流化床上部抽氣罩分作兩部分：一部分經(jīng)過主旋風(fēng)分離器(E0504a)、主布袋除塵器(E0503a)除塵后，進(jìn)入母液洗滌塔、換熱器、爐氣洗滌塔制得高濃度CO2后去壓縮機(jī)；另一部分經(jīng)旋風(fēng)分離器(E0504b)、循環(huán)布袋除塵器(E0503b)除塵后，通過離心鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入流化床風(fēng)室作流化介質(zhì)循環(huán)使用。分離下來的堿塵分別經(jīng)旋風(fēng)分離器下堿塵閥、布袋除塵器下堿塵閥進(jìn)入堿塵刮板，經(jīng)堿塵刮板出口堿塵閥進(jìn)入堿塵轉(zhuǎn)運(yùn)刮板后分成兩部分，一部分進(jìn)入返堿刮板，另一部分直接進(jìn)入成品轉(zhuǎn)運(yùn)刮板，與成品輕灰一起送入成品包裝。

2.2 改造方案

將主布袋除塵器(E0503a)進(jìn)出氣管道加盲板，流化床廠房頂部位置布置一臺(tái)熱堿液塔，旋風(fēng)分離器配制新出氣管送至熱堿液塔進(jìn)氣，經(jīng)熱堿液塔洗滌后的爐氣接入布袋出氣總管。配制熱堿液管線，利用7#爐原有熱堿液泵對(duì)熱堿液塔供液，回液自流入7#爐熱堿液槽。

爐氣由主旋風(fēng)分離器頂部引出，經(jīng)彎頭進(jìn)入爐氣平管，由新增熱堿液塔下部進(jìn)入塔內(nèi)，被循環(huán)熱堿液直接噴淋洗滌，溶解未被分離下來的堿粉。爐氣由塔頂引出與原爐氣管道連接。熱堿液由熱堿液泵出口管線引出，對(duì)爐氣平管及流化床熱堿液塔爐氣噴淋后，自流入原熱堿液槽。改造流程見圖1所示。

圖1 流化床除塵系統(tǒng)改造示意圖

主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：

1)利用流化床廠房頂部空間實(shí)現(xiàn)熱堿液塔的布置，根據(jù)原土建結(jié)構(gòu)進(jìn)行房梁加固，無需額外廠房、框架等基礎(chǔ)建設(shè)施工。

2)改項(xiàng)目實(shí)施后實(shí)現(xiàn)與熱堿液循環(huán)系統(tǒng)共用工藝，節(jié)約了新增熱堿液槽、熱堿液外送系統(tǒng)管線等基建投資，減少了項(xiàng)目實(shí)施費(fèi)用。

3)將流化床煅燒過程中所產(chǎn)生的堿塵，利用熱堿液噴淋溶解制成較高濃度的熱堿液，減少配堿環(huán)節(jié)。

4)熱堿液塔的密封性能優(yōu)于布袋除塵器，同時(shí)減少生產(chǎn)過程中壓縮空氣吹入爐氣系統(tǒng)，改造實(shí)施后，可以提高爐氣CO2濃度，優(yōu)化碳化操作。

3 效果檢驗(yàn)

3.1 流化床CO2濃度的計(jì)算

主布袋用壓縮空氣噴吹量為60 m3/h；

流化床作業(yè)量月平均值為31 t蒸汽/h，平均汽耗為1.241 t蒸汽/t堿，流化床純堿產(chǎn)量為31÷1.241≈25 t堿/h；

噸堿CO2生成量為1 000÷106≈9.4 kmol/t(211 m3/t)；

流化床單位時(shí)間內(nèi)CO2生產(chǎn)量211×25=5 275 m3/h。

改造前CO2平均濃度約為86%，單位時(shí)間爐氣量約為5 275÷86%=6 133 m3/h。

主布袋改熱堿液塔后減少壓縮空氣噴吹量60 m3/h；單位時(shí)間爐氣量約為6 073 m3/h。

CO2濃度理論可提高至：5 275÷6073 ≈86.9%。

改造前后相關(guān)工藝數(shù)據(jù)如表1。

表1 流化床除塵系統(tǒng)改造前后工藝數(shù)據(jù)

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

1)節(jié)省主布袋氣除塵器每年消耗檢修材料費(fèi)用：

①更換布袋432條，每條布袋價(jià)格270元；更換電磁閥36個(gè)，每個(gè)150元。

(270×432+150×36)×10-4=12.2萬元。

②年節(jié)省主布袋絞龍及堿塵閥電費(fèi)，按功率8.5 kW、全年運(yùn)行330天，4臺(tái)370 W振動(dòng)電機(jī)忽略不計(jì)。

0.46×8.5×24×330×10-4=3.1萬元。

2)減少落地堿效益

產(chǎn)生落地堿按3個(gè)月因洗爐停車一次，一次除塵器內(nèi)部產(chǎn)生落地堿5 t，落地堿與成品差價(jià)500元計(jì)算年效益。

500×4×5×10-4=1萬元

3)新增設(shè)備折舊

年折舊費(fèi)用：109×(1-5%)÷14=7.4萬元。

4)項(xiàng)目效益

該項(xiàng)目年可創(chuàng)效：12.2+3.1+1-7.4=8.9萬元。

4 總 結(jié)

由表1可以看出，對(duì)流化床除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造后，并未對(duì)流化床煅燒的作業(yè)能力產(chǎn)生影響。而流化床CO2濃度實(shí)際提高值超出了理論的計(jì)算值。說明：原主布袋系統(tǒng)影響爐氣濃度的因素不僅是噴吹的壓縮空氣。由于布袋除塵器難以實(shí)現(xiàn)絕對(duì)密封，在真空作業(yè)下，爐氣系統(tǒng)吸入大量空氣，是改造之前被忽略的影響爐氣濃度的重要因素。通過改用堿液塔，有效解決了漏風(fēng)的問題，使得爐氣濃度得到大幅提升。

熱堿液塔噴淋產(chǎn)生的熱堿液，進(jìn)入現(xiàn)有配堿系統(tǒng)。雖然堿液濃度與配堿液濃度要求(大于60 tt)相差較大，由于產(chǎn)生流量較小，并不會(huì)對(duì)現(xiàn)有配堿系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響。

實(shí)現(xiàn)輕灰流化床出氣系統(tǒng)濕法除塵后，解決了輕灰流化床主布袋除塵器布袋、電磁閥消耗量大、故障率高，檢修難度大、時(shí)間長(zhǎng)等問題，改善了除塵效果，降低了回收系統(tǒng)負(fù)荷，同時(shí)減少了進(jìn)入爐氣的壓縮空氣量，提高了爐氣CO2濃度，更實(shí)現(xiàn)了落地堿的回收。在優(yōu)化了工藝生產(chǎn)的同時(shí)，也能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，取得了良好的效果。

TQ114.161

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1005-8370(2016)06-41-02

2016-10-17

龔煥龍(1988—)，畢業(yè)于河北聯(lián)合大學(xué)，礦物加工工程專業(yè)。唐山三友化工股份有限公司重灰車間工藝技術(shù)員。