煅燒爐冒堿問題的解決方法

阿曼古麗

（新疆化工集團(tuán)哈密堿業(yè)有限公司，新疆 哈密 839001）

公司20萬(wàn)t／a改擴(kuò)建過程中，生產(chǎn)系統(tǒng)的各個(gè)裝置都將不同程度的進(jìn)行改造和完善，為解決煅燒爐制約生產(chǎn)的瓶頸，對(duì)煅燒爐進(jìn)行了一系列單體改造：改造爐頭、增加換熱面積、加大主電機(jī)功率、增加變頻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速、去除拋料機(jī)、更換重堿絞龍等，還對(duì)爐氣系統(tǒng)及附屬配套設(shè)施加以改造和完善。但改造后加量生產(chǎn)時(shí)煅燒爐仍然出現(xiàn)冒堿現(xiàn)象，而煅燒爐冒堿也一直是困擾生產(chǎn)的難題。

1 爐氣回收系統(tǒng)流程簡(jiǎn)介

重堿煅燒所產(chǎn)生的爐氣主要成分為二氧化碳、氨、水蒸汽和堿塵。爐氣要經(jīng)過旋風(fēng)分離器及洗滌器先處理回收爐氣所帶的少量的堿塵；再經(jīng)過母液洗滌塔用冷母液洗滌、冷卻，提高冷母液溫度，提前蒸出母液中的部分二氧化碳和氨，提高爐氣中二氧化碳濃度和氣量；最后經(jīng)過爐氣冷凝塔及爐氣洗滌塔冷卻、洗滌回收爐氣所帶的氨，洗滌后的濃度90%的爐氣去壓縮工序。

2 煅燒爐冒堿原因分析及解決方法

2.1 重堿投入量及壓縮抽氣量的優(yōu)化調(diào)整

重堿投入量是影響煅燒爐操作最活躍的因素，也是調(diào)節(jié)煅燒爐操作最及時(shí)的手段，由于重堿的投入量實(shí)際上即是煅燒爐的生產(chǎn)能力，重堿投入量根據(jù)煅燒爐本身的設(shè)備條件、工藝條件及外部生產(chǎn)條件如重堿水分、蒸汽壓力、壓縮真空而定。重堿投入量大，而壓縮抽氣量小，爐氣系統(tǒng)憋氣造成煅燒爐爐頭密封段嚴(yán)重冒堿，不但污染工作環(huán)境外，還損失部分氨、CO2及純堿；而且增加分離器的清理次數(shù)。但重堿投入量也不能太小，為提高爐氣中CO2濃度要避免煅燒爐氣系統(tǒng)真空過大，盡可能減少空氣的漏入量。重堿投入量只要保持均衡，壓縮真空也能保證相應(yīng)的穩(wěn)定，如果投入量不均時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)擋堿或加堿進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.2 優(yōu)化操作，提高重堿燒成率

重堿結(jié)晶顆粒大，含水分少，則燒成率高。重堿水分低，在煅燒爐的結(jié)垢輕，需要返堿量也少（重堿水分每降低1%所需返堿量約減少0.217t／t），可以提高煅燒爐的生產(chǎn)能力。并且煅燒所消耗的蒸汽亦較少。為了提高燒成率一方面應(yīng)加強(qiáng)工藝管理，優(yōu)化碳化工序操作，提高重堿結(jié)晶質(zhì)量；另一方面要加強(qiáng)濾過操作，降低重堿水分，提高燒成率。

如下分析重堿水分對(duì)爐氣系統(tǒng)的影響：

1）我公司目前濕重堿水分平均值在17.5%左右，濕重堿成分（實(shí)際值）%：

2）濕重堿水分16%左右時(shí)，濕重堿成分（實(shí)際值）%：

3）計(jì)算爐氣總量：

計(jì)算以1t純堿為基準(zhǔn)。

重堿中的NaHCO3、NH4HCO3反應(yīng)后生成的CO2、H2O及NH3的量可按化學(xué)反應(yīng)式計(jì)算：

①燒成率50.8%時(shí)爐氣總量：

設(shè)空氣漏入系數(shù)為總分解氣體的1.5%。

標(biāo)準(zhǔn)體積爐氣總量：

②同樣算法，燒成率52.8%時(shí)爐氣總量：

標(biāo)準(zhǔn)體積爐氣總量：

從以上分析可以看出生產(chǎn)1t純堿，水分由17.5%降至16%時(shí)可減少爐氣量為：919.97－839.55＝80.42Nm3／t。目前我公司煅燒爐單爐生產(chǎn)能力可達(dá)到7.5t／h，則爐氣體積相差80.42×7.5＝603.15Nm3／h，相當(dāng)于提高產(chǎn)能603.15／839.55＝0.72t／h。

總之，提高重堿燒成率，可以提高煅燒爐生產(chǎn)能力的同時(shí)減少爐氣體積，減輕壓縮機(jī)負(fù)荷，減輕冒堿現(xiàn)象。

2.3 各段爐氣管線加裝壓力表

煅燒冒堿有時(shí)也存在著其它塔器設(shè)備以及管線堵塞現(xiàn)象。母液洗滌塔、爐氣冷凝塔及爐氣洗滌塔等處分別加裝主控壓力表。若遇到冒堿時(shí)可以從各段壓力差，判斷問題所在，便于對(duì)設(shè)備或管線進(jìn)行清理或檢修，也便于下段氣含氧量的檢查，達(dá)到事半功倍的效果。

2.4 降低爐氣溫度，加強(qiáng)操作控制

爐氣的溫度是維持正常操作的基本條件，爐頭出氣溫度低于100℃會(huì)使?fàn)t氣中的水蒸汽凝結(jié)導(dǎo)致堿疤在管道內(nèi)形成，造成堵塞，產(chǎn)生爐氣系統(tǒng)冒堿。爐氣冷凝塔出氣溫度過低，形成碳酸銨鹽的結(jié)晶堵塞波紋管，造成爐氣系統(tǒng)阻力大。爐氣洗滌塔出氣溫度過低，造成耗水量大并引起洗水不平衡；溫度過高不但增加爐氣體積，還增加爐氣帶走的氨，造成氨損失，有時(shí)還形成碳酸銨鹽結(jié)晶，凝結(jié)在壓縮機(jī)入口通路，影響進(jìn)氣，同時(shí)還影響壓縮機(jī)大氣效率導(dǎo)致爐頭冒堿。

假定生產(chǎn)1t純堿，當(dāng)溫度在40℃的爐氣體積為919.97Nm3／t，則當(dāng)溫度在50℃時(shí)體積就為：

由此分析出，當(dāng)爐氣溫度控制在40℃和50℃時(shí)體積差為1149.96－919.97＝229.99Nm3／t。

單爐生產(chǎn)能力7.5t／h時(shí)，可增加爐氣體積為229.99×7.5＝1 724.93Nm3／h，相當(dāng)于降低生產(chǎn)能力1 724.93／919.97＝1.87t／h。而且爐氣溫度每升高1℃，壓縮機(jī)功率將下降1%。所以可以看出適當(dāng)降低爐氣溫度對(duì)于減輕煅燒爐冒堿有十分重要意義。爐氣冷凝塔出氣溫度嚴(yán)格控制在38～45℃之間。

2.5 優(yōu)化控制爐頭壓力及碳化塔進(jìn)氣壓力

正確維持爐頭壓力可以獲得高濃度的CO2和高的爐氣回收率，還能減少各部位及輔助設(shè)備的結(jié)疤機(jī)會(huì)，改善車間工作環(huán)境。另外，隨著產(chǎn)量的提高，爐氣系統(tǒng)產(chǎn)生不平衡現(xiàn)象，碳化下段氣壓力過高時(shí)造成爐氣流速減慢，爐氣在管道內(nèi)膨脹導(dǎo)致爐頭冒堿，被迫擋堿，維持生產(chǎn)。所以，本崗位調(diào)節(jié)無(wú)效時(shí)及時(shí)聯(lián)系壓縮崗位及調(diào)度適當(dāng)提高爐氣真空的同時(shí)要保證正常的碳化塔塔底壓力，這樣可以消除冒堿現(xiàn)象。重堿煅燒正確的操作選擇是常壓或微負(fù)壓。

煅燒爐爐頭壓力控制在±50Pa的前提是必須保證適當(dāng)?shù)膲嚎s機(jī)吸入真空的同時(shí)，碳化塔塔底壓力應(yīng)控制在0.28～0.30MPa之間。

2.6 嚴(yán)格控制爐氣系統(tǒng)塔器設(shè)備的液位

爐氣系統(tǒng)設(shè)備液面過高時(shí)造成液封、堵住爐氣進(jìn)出氣管線，嚴(yán)重影響爐氣的正常抽氣量導(dǎo)致爐頭冒堿。所以必須保證儀表設(shè)備的完好率，加強(qiáng)操作，液位控制在1／2～2／3之間。

［1］ 楊志國(guó)，陳勤.完善煅燒爐改造的配套措施確保20萬(wàn)t純堿改擴(kuò)建工程的順利實(shí)施［J］.新疆化工，2007（4）

［2］ 楊志國(guó)，陳勤.完善煅燒爐改造的配套措施［J］.純堿工業(yè)，2007（5）

［3］ 艾合買提，司馬義，阿曼古麗.淺談煅燒車間工藝管理及改進(jìn)［J］.純堿工業(yè)，2005（6）