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        冶煉制酸煙氣平衡調(diào)配改造實(shí)踐

        2020-11-27 04:45:46張健濤
        山東化工 2020年21期
        關(guān)鍵詞:制酸陽(yáng)極硫酸

        張健濤

        (銅陵有色集團(tuán)控股有限公司金冠銅業(yè)分公司,安徽 銅陵 244001)

        銅陵有色集團(tuán)控股有限公司金冠銅業(yè)分公司(以下簡(jiǎn)稱金冠銅業(yè))座落于銅陵市循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園,公司采用世界先進(jìn)的閃速熔煉、閃速吹煉、永久不銹鋼陰極法電解、“非衡態(tài)”高濃度制酸等銅冶煉工藝技術(shù)處理銅精礦,設(shè)計(jì)陰極銅產(chǎn)量400 kt/a,配套煙氣制酸系統(tǒng)產(chǎn)能為1450 kt/a。金冠銅業(yè)自系統(tǒng)投入生產(chǎn)以來(lái),排煙系統(tǒng)煙氣經(jīng)常難以平衡,冶煉爐內(nèi)負(fù)壓不能保證,往往需降料處理,較大程度地影響了公司產(chǎn)能的提升,因此必須進(jìn)行相關(guān)改進(jìn)才能實(shí)現(xiàn)公司達(dá)產(chǎn)的要求。

        1 存在的問(wèn)題

        閃速熔煉(FSF)、閃速吹煉(FCF)和陽(yáng)極爐(RF)氧化期三股煙氣進(jìn)入硫酸系統(tǒng)前,三大爐爐內(nèi)壓力往往不能維持在工藝需求的微負(fù)壓狀態(tài),因硫酸系統(tǒng)設(shè)備阻力已達(dá)相關(guān)設(shè)定條件,若提高制酸系統(tǒng)抽氣量,設(shè)備阻力也同時(shí)增加,導(dǎo)致硫酸系統(tǒng)阻力進(jìn)一步增加,此種情況下,為確保冶煉爐爐內(nèi)壓力,系統(tǒng)往往需降料降負(fù)荷生產(chǎn),全廠排煙系統(tǒng)煙氣無(wú)法平衡調(diào)配成為制約公司產(chǎn)能提升的瓶頸問(wèn)題。

        2 改造實(shí)施與生產(chǎn)實(shí)踐

        2.1 排煙系統(tǒng)的改進(jìn)

        為有效提高排煙系統(tǒng)煙氣平衡能力,切實(shí)解決產(chǎn)能提升瓶頸,我們通過(guò)日常生產(chǎn)實(shí)踐摸索,對(duì)影響系統(tǒng)煙氣壓力平衡的各種因素進(jìn)行逐一確認(rèn)和評(píng)估,通過(guò)加強(qiáng)各工序間溝通協(xié)調(diào)操作控制,工藝設(shè)備控制調(diào)整,同時(shí)結(jié)合公司年度停產(chǎn)檢修進(jìn)行相關(guān)設(shè)備改造,具體實(shí)施措施如下:

        1)增加一套煙氣混氣室裝置。閃速熔煉(FSF)、閃速吹煉(FCF)和陽(yáng)極爐(RF)氧化期三股煙氣進(jìn)入硫酸系統(tǒng)前,因煙氣壓力不平衡造成煙氣混合不均勻,同時(shí)各自獨(dú)立的收塵系統(tǒng)運(yùn)行也不穩(wěn)定,通過(guò)在三大爐排風(fēng)機(jī)出口管路設(shè)置一混氣室(Φ6500 mm),使三股煙氣在混氣室中充分混合,煙氣速度進(jìn)一步降低后進(jìn)入硫酸凈化系統(tǒng)。混氣室的作用:一是使“三大爐”高、低濃度SO2煙氣充分混合均勻,混氣室成為SO2濃度的調(diào)配點(diǎn)。二是有效緩解三股煙氣壓力的波動(dòng)對(duì)硫酸系統(tǒng)的影響,調(diào)整系統(tǒng)煙氣壓力平衡。

        2)通過(guò)設(shè)備控制調(diào)整、改造及定期清理,減少排煙系統(tǒng)阻力及漏風(fēng)率。煙氣制酸系統(tǒng)采取的主要措施有:①停用凈化二級(jí)動(dòng)力波一段噴嘴。二級(jí)動(dòng)力波采用逆噴動(dòng)力波洗滌技術(shù),設(shè)置有兩段噴嘴,設(shè)備阻力約6~7 kPa。在確保凈化含F(xiàn)指標(biāo)正常前提下,停用了一段噴嘴,系統(tǒng)阻力減少約3 kPa。②適當(dāng)調(diào)低凈化一級(jí)動(dòng)力波工作噴嘴進(jìn)液壓力。③拆除一級(jí)動(dòng)力波及二級(jí)動(dòng)力波內(nèi)部折流板式FRPP除霧器。④對(duì)玻璃鋼主煙氣管道銜接頭處整體修復(fù)加固。FSF、FCF、RF系統(tǒng)采取的主要措施有:①FSF、FCF系統(tǒng)對(duì)燒嘴、上升煙道的漏風(fēng)加強(qiáng)排查處理、對(duì)余熱鍋爐、電收塵、排風(fēng)機(jī)進(jìn)出口管道等定期清理。②RF系統(tǒng)加強(qiáng)對(duì)空冷器、布袋收塵、排風(fēng)機(jī)進(jìn)出口管道等積灰定期清理,在確保生產(chǎn)工藝條件下,適當(dāng)減少系統(tǒng)稀釋風(fēng)補(bǔ)入量。

        3)加強(qiáng)“三大爐”排風(fēng)機(jī)平衡協(xié)調(diào)控制,避免各自無(wú)限制提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。FSF、FCF、RF氧化期或預(yù)氧化期的冶煉煙氣,按不同作業(yè)周期進(jìn)入煙氣制酸系統(tǒng)凈化工段入口煙氣條件見(jiàn)表1。

        表1 凈化入口煙氣量設(shè)計(jì)指標(biāo)

        “三大爐”煙氣同時(shí)進(jìn)入硫酸系統(tǒng),凈化入口設(shè)計(jì)煙氣量為195873 Nm3/h,考慮10%的余量,最大煙氣量為215460 Nm3/h。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,于2015年3月17日、2015年3月24日分別對(duì)凈化一級(jí)動(dòng)力波入口煙氣量進(jìn)行了測(cè)定,見(jiàn)表2。

        表2 凈化入口煙氣實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表

        注:煙氣管道直徑為2.4 m,1#AF為1#陽(yáng)極爐,2#AF為2#陽(yáng)極爐。

        由表2可知,系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí),硫酸系統(tǒng)凈化入口煙氣量已超出設(shè)計(jì)最大煙氣量以上。日常生產(chǎn)過(guò)程中,1#AF進(jìn)硫酸時(shí),排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速開(kāi)度在65%~75%左右,爐內(nèi)負(fù)壓控制在-100 Pa以上,2#AF進(jìn)硫酸時(shí),排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速開(kāi)度在80%~90%左右,爐內(nèi)負(fù)壓控制在-100 Pa以上。當(dāng)FSF投料220 t/h,排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在750 r/min,爐內(nèi)負(fù)壓控制在-30 Pa;FCF投料80 t/h,排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在850 r/min,爐內(nèi)負(fù)壓控制在-30~-100 Pa,爐內(nèi)負(fù)壓波動(dòng)較大。當(dāng)FSF繼續(xù)增料至265 t/h,F(xiàn)CF排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高至850 r/min以上,然而并不能維持FCF爐內(nèi)負(fù)壓操作,導(dǎo)致FSF被迫降料處理,此時(shí)硫酸系統(tǒng)負(fù)壓能力已維持在最大值操作。分析主要原因?yàn)?,因硫酸凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力一定,目前工況下已超設(shè)計(jì)負(fù)荷運(yùn)行,三大爐工序若無(wú)限制提高排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,排煙系統(tǒng)煙氣總量隨之增加,只會(huì)導(dǎo)致凈化煙氣入口正壓增大,從而進(jìn)一步降低排煙系統(tǒng)煙氣平衡能力。采取如下措施規(guī)定:①FSF、FCF在固定投料量下,排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)維持在一定范圍內(nèi),不能無(wú)限制提高②陽(yáng)極爐系統(tǒng)爐內(nèi)壓控制在-30~-50 Pa左右,排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速開(kāi)度隨之調(diào)整③“三大爐”因工況變化操作調(diào)整排風(fēng)機(jī)時(shí),需提前告知硫酸,制酸系統(tǒng)做好變負(fù)荷的提前量。

        2.2 改造后運(yùn)行情況

        針對(duì)排煙系統(tǒng)煙氣平衡問(wèn)題,通過(guò)實(shí)施一系列改進(jìn)改造措施后,排煙系統(tǒng)煙氣平衡能力得到較好提升,在FSF投料量265 t/h、FCF投料量85 t/h、一臺(tái)RF煙氣進(jìn)硫酸系統(tǒng)的條件下,F(xiàn)SF、FCF、RF能夠維持負(fù)壓條件下操作,排煙系統(tǒng)煙氣能較好地維持在平衡狀態(tài)。

        3 后續(xù)改造設(shè)想與研究

        隨著公司今后產(chǎn)能的進(jìn)一步提升,排煙系統(tǒng)煙氣平衡能力提升需求將同步增加。考慮到陽(yáng)極爐煙氣的直接切入對(duì)制酸系統(tǒng)的壓力平衡影響很大,而這部分煙氣相對(duì)來(lái)說(shuō)雜質(zhì)較少,毋需像閃速爐煙氣那樣經(jīng)過(guò)阻力最大的二級(jí)動(dòng)力波處理,可考慮單獨(dú)設(shè)置一套僅由一級(jí)動(dòng)力波和氣體冷卻塔組成的小型凈化系統(tǒng)單獨(dú)處理后,再在電除霧器進(jìn)口進(jìn)入煙氣制酸系統(tǒng)。改造后,排煙系統(tǒng)煙氣平衡能力將較大幅度提升。

        4 結(jié)語(yǔ)

        金冠銅業(yè)通過(guò)對(duì)冶煉及煙氣制酸系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)設(shè)備調(diào)整、改造及加強(qiáng)工藝操作控制管理,使得全廠排煙系統(tǒng)煙氣平衡調(diào)配,解決了系統(tǒng)產(chǎn)能提升瓶頸問(wèn)題,有效保障了公司達(dá)產(chǎn)目標(biāo),提高了經(jīng)濟(jì)效益。

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