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2013年第1期
阿曼古丽:煅烧炉冒碱问题的解决方法
煅烧炉冒碱问题的解决方法
阿曼古丽
(新疆化工集团哈密碱业有限公司,新疆哈密839001)
摘要:针对炉气系统运行过程中出现的冒碱问题,进行分析并提出了解决办法。
关键词:煅烧炉;冒碱;炉气;解决方法
中图分类号:TQ114.161.6文献标识码:B文章编号:1005-8370(2013)01-41-03
公司20万ta改扩建过程中,生产系统的各个头密封段严重冒碱,不但污染工作环境外,还损失部
装置都将不同程度的进行改造和完善,为解决煅烧分氨、CO2及纯碱;而且增加分离器的清理次数。
炉制约生产的瓶颈,对煅烧炉进行了一系列单体改但重碱投入量也不能太小,为提高炉气中CO2浓度
造:改造炉头、增加换热面积、加大主电机功率、增加要避免煅烧炉气系统真空过大,尽可能减少空气的
变频调节转速、去除抛料机、更换重碱绞龙等,还对漏人量。重碱投入量只要保持均衡,压缩真空也能
炉气系统及附属配套设施加以改造和完善。但改造保证相应的稳定,如果投入量不均时应采取适当挡
后加量生产时煅烧炉仍然出现冒碱现象,而燬烧炉碱或加碱进行调节。
冒碱也一直是困扰生产的难题。
2.2优化操作,提高重碱烧成率
重碱结晶颗粒大,含水分少,则烧成率高。重碱
1炉气回收系统流程简介
水分低,在煅烧炉的结垢轻,需要返碱量也少(重碱
水分每降低1%所需返碱量约减少0.217t/t),可
重碱煅烧所产生的炉气主要成分为二氧化碳
以提高煅烧炉的生产能力。并且煅烧所消耗的蒸汽
氨、水蒸汽和碱尘。炉气要经过旋风分离器及洗涤亦较少。为了提高烧成率一方面应加强工艺管理,
器先处理回收炉气所带的少量的碱尘:再经过母液优化碳化工序操作,提高重破结晶质量;另一方面要
洗涤塔用冷母液洗涤、冷却,提高冷母液温度,提前加强滤过操作,降低重碱水分,提高烧成率。
蒸出母液中的部分二氧化碳和氨,提高炉气中二氧
如下分析重碱水分对炉气系统的影响:
化碳浓度和气量;最后经过炉气冷凝塔及炉气洗涤
1)我公司目前湿重碱水分平均值在17.5%左
塔冷却、洗涤回收炉气所带的氨,洗涤后的浓度右,湿重碱成分(实际值)%:
90%的炉气去压缩工序。
NAHCO3NH、HCO3Na2CO。 NACI H2O烧成率
5.4
5.70.2417.550.8
2煅烧炉冒碱原因分析及解决方法
2)湿重碱水分16%左右时,湿重碱成分(实际
值)%:
NAECC3NH4HCO3Na2 CO, NACI H2O烧成率
2.1重碱投入量及压缩抽气量的优化调整
6.460.2816
重碱投人量是影响煅烧炉操作最活跃的因素,
3)计算炉气总量:
也是调节煅烧炉操作最及时的手段,由于重碱的投
计算以1t纯碱为基准
人量实际上即是煅烧炉的生产能力,重碱投人量根
重碱中的 NAHCO3、NH4HCO3反应后生成的
据煅烧炉本身的设备条件、工艺条件及外部生产条CO2、H2O及NH3的量可按化学反应式计算:
件如重碱水分、蒸汽压力、压缩真空而定。重碱投人
2NAHCO,()=Na2 CO3(s)+CO2(g)+H2 O(E)
量大,而压缩抽气量小,炉气系统憋气造成煅烧炉炉
NH4 HCO3 (S)=NH; (g)-+CO2()+H2O(g
纯碱工业
H, O(1)=H2 O(g
出气温度低于100℃会使炉气中的水蒸汽凝结导致
①烧成率50.8%时炉气总量
碱疤在管道内形成,造成堵塞,产生炉气系统冒碱
湿重碱当量m=1000×(1十损失率)/烧成率炉气冷凝塔出气温度过低,形成碳酸铵盐的结晶堵
1000×(1+1.5%)/50.8%塞波纹管,造成炉气系统阻力大。气洗涤塔出气
=1998kg/t
温度过低,造成耗水量大并引起洗水不平衡;温度过
CO2=m( NAHCO2%/2×84+NH4HCO2%/79)高不但增加炉气体积,还增加炉气带走的氨,造成氨
1998(0.711/168+0.0546/79)
损失,有时还形成碳酸铵盐结晶,凝结在压缩机入门
9.83 kmol/t
通路,影响进气,同时还影响压缩机大气效率导致炉
H2O=m( NAHCO3%/2×84+ NH HCO2%/头冒碱
79+H2O%/18)
假定生产1t纯碱,当温度在40℃的炉气体积
1998(0.711/168+0.0546/79+
为919.97Nm3/t,则当温度在50℃时体积就为:
0.175/18)
根据气体方程:P1V1/T1=P2V2/T2
=29.25 kmol/t
V2=919.97X50/40=1149.96Nm3/t
NH; =m(NHHCO, %/79)
由此分析出,当炉气温度控制在40℃和50℃
998(0.0546/79)
时体积差为1149.96-919.97=229.99Nm3/t。
1.38 kmol/t
单炉生产能力7.5t/h时,可增加炉气体积为
设空气漏入系数为总分解气体的1.5%
229.99×7.5=1724.93Nmn3/h,相当于降低生产
标准体积炉气总量:
能力1724.93/919.97=1.87t/h。而且炉气温度
Vs=(9.83+29.25+1.38)(1+1.5%)X22.4
每升高1℃,压缩机功率将下降1%。所以可以看
=919.97Nm23/t
出适当降低炉气温度对于减轻煅烧炉冒碱有十分重
②同样算法,烧成率52.8%时炉气总量:
要意义。炉气冷凝塔出气温度严格控制在38~45
标准体积炉气总量:
℃之间。
Vs'=839.55Nm3/t
5优化控制帅头压力及碳化塔进气压力
从以上分析可以看出生产1t纯碱,水分由
正确维持炉头压力可以获得高浓度的CO2和
17.5%降至16%时可减少炉气量为:919.97
高的炉气回收率,还能减少各部位及辅助设备的结
839.55=80.42Nm3/t。目前我公司煅烧炉单炉生疤机会,改善车间工作环境。另外,随着产量的提
产能力可达到7.5t/h,则炉气体积相差80.42×高,炉气系统产生不平衡现象,碳化下段气压力过高
7.5=603.15Nm3/h,相当于提高产能603.15/时造成炉气流速减慢,炉气在管道内膨胀导致炉头
839.55=0.72t/h。
冒碱,被迫挡碱,维持生产。所以,本岗位调节无效
总之,提高重碱烧成率,可以提高煅烧炉生产能时及时联系压缩岗位及调度适当提高炉气真空的同
力的同时减少炉气体积,减轻压缩机负荷,减轻冒碱时要保证正常的碳化塔塔底压力,这样可以消除冒
现象
碱现象。重碱煅烧正确的操作选择是常压或微负
2.3各段炉气管线加装压力表
压
煅烧冒碱有时也存在着其它塔器设备以及管线
煅烧炉炉头压力控制在士50Pa的前提是必须
堵塞现象。母液洗涤塔、炉气冷凝塔及炉气洗涤塔保证适当的压缩机吸入真空的同时,碳化塔塔底压
等处分别加装主控压力表。若遇到冒碱时可以从各力应控制在0.28~0.30MPa之间。
段压力差,判断问题所在,便于对设备或管线进行清2.6严格控制炉气系统塔器设备的液位
理或检修,也便于下段气含氧量的检查,达到事半功