淺析8萬噸/年碳酸鉀裝置運(yùn)行維護(hù)

祁偉 馬德玉（青海鹽湖工業(yè)集團(tuán)有限公司化工分公司， 青海 格爾木 816000）

淺析8萬噸/年碳酸鉀裝置運(yùn)行維護(hù)

祁偉 馬德玉（青海鹽湖工業(yè)集團(tuán)有限公司化工分公司， 青海 格爾木 816000）

介紹了8萬噸/年碳酸鉀裝置的工藝和技術(shù)，分析兩年以來的運(yùn)行情況。并針生產(chǎn)試車中出現(xiàn)的問題提出了具體解決措施，為同類裝置提供經(jīng)驗(yàn)。

碳酸鉀、瑞士博特、運(yùn)行總結(jié)、平穩(wěn)運(yùn)行

青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司碳酸鉀裝置為青海 100 萬噸鉀肥產(chǎn)品綜合利用項(xiàng)目的裝置之一，由瑞士博特公司提供成套技術(shù)，是現(xiàn)世界最大單套碳酸鉀生產(chǎn)裝置。采用離子膜電解工藝生產(chǎn)出來32%堿液通過蒸發(fā)成48%堿液為原料，與合成氨裝置送來CO2在流化床中反應(yīng)生產(chǎn)99%粒狀碳酸鉀。本裝置由AB兩套生產(chǎn)能力為4萬噸/年裝置組成，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力8萬噸/年。

1 工藝概況

在生產(chǎn)前提前在流化床鋪碳酸鉀床料作為晶種，空氣由鼓風(fēng)機(jī)送入燃燒爐，與天然氣燃燒生成煙道氣使流化床保持沸騰床狀態(tài)。48%KOH經(jīng)過輸送泵在流化床中由噴嘴霧化為細(xì)小的液滴與CO2反應(yīng)得到碳酸鉀顆粒，工藝所需的熱量和部分CO2由天然氣燃燒得到。細(xì)小的碳酸鉀顆粒隨尾氣一起進(jìn)入旋風(fēng)分離器，分離后尾氣進(jìn)入尾氣洗滌塔，碳酸鉀顆粒回到流化床。一部分洗滌液經(jīng)洗滌液循環(huán)泵送進(jìn)尾氣洗滌塔上部與尾氣逆流接觸，除去尾氣中所夾帶的碳酸鉀微粒，另一部分洗滌液經(jīng)洗滌液輸送泵送至流化床反應(yīng)器。反應(yīng)得到的產(chǎn)品碳酸鉀顆粒由螺旋輸送機(jī)送入成品冷卻器，通過振動(dòng)輸送機(jī)經(jīng)斗式提升機(jī)送至篩選機(jī)，篩選合格的碳酸鉀顆粒進(jìn)行包裝，尺寸過大或過小的不合格的碳酸鉀顆粒在碾磨機(jī)中碾磨后經(jīng)氣流噴射器返回流化床反應(yīng)器作為晶種繼續(xù)反應(yīng)。

2 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及改進(jìn)措施

2.1 旋風(fēng)分離器堵料問題

在生產(chǎn)初期，旋風(fēng)分離器堵料情況較為嚴(yán)重，由于生產(chǎn)初期進(jìn)風(fēng)量過大，尾氣帶走碳酸鉀顆粒過多，返回碳酸鉀超過旋風(fēng)分離器負(fù)荷。加之配套氣錘振動(dòng)力度不足。旋風(fēng)分離器堵料現(xiàn)象較為常見。后對(duì)整改分離器下料口、加裝震蕩設(shè)備、對(duì)脈沖空氣接入口進(jìn)行整改，并調(diào)整工藝參數(shù)，降低流化床溫度、減少進(jìn)風(fēng)量等措施，該問題得到解決。

2.2 流化床開車初期頻繁死床問題

在生產(chǎn)初期，往往開車不到24小時(shí)就發(fā)生流化床死床事故，后對(duì)其設(shè)計(jì)測(cè)算。發(fā)現(xiàn)原有的5個(gè)噴嘴液堿噴灑覆蓋區(qū)域重合處極容易碳酸鉀堆積成塊，形成死床。將原有的5個(gè)噴嘴改為一個(gè)，并對(duì)安裝高度、進(jìn)堿壓力進(jìn)行測(cè)算改變。在改造后死床問題得到解決，整改后最長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間可達(dá)1000小時(shí)。

2.3 研磨機(jī)負(fù)荷過小問題

碾磨機(jī)設(shè)計(jì)負(fù)荷為研磨2T/h，但在實(shí)際生產(chǎn)中我們觀察發(fā)現(xiàn)如果研磨過多的塊狀物，將超負(fù)荷跳停，為避免此現(xiàn)象，我們?cè)诶鋮s器出口加濾網(wǎng)，將直徑大于10mm塊攔截不進(jìn)入研磨機(jī)，再人工清理，后在碾磨機(jī)上部增加大塊打碎裝置，解決了該問題。

2.4 部分部件材質(zhì)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)更換才滿足長(zhǎng)周期使用要求

在生產(chǎn)在開車初期試車中經(jīng)常發(fā)生噴頭斷裂事故，噴頭一斷裂，就造成死床事故，后進(jìn)行噴頭整改工作，更換材質(zhì)，更改連接方式等解決了該問題。

3 現(xiàn)依然存在問題

3.1 洗滌塔碳酸鉀洗滌液不能完全進(jìn)入流化床，造成浪費(fèi)

原設(shè)計(jì)中碳酸鉀洗滌液除返回流化床一部分，其余做精制劑供前段離子膜電解裝置精制鹽水所需。在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，除去供給離子膜電解鹽水精制裝置一部分碳酸鉀（約0.5m3/h），當(dāng)返回流化床碳酸鉀流量達(dá)到工藝最大值0.7m3/h時(shí)，仍需將洗滌塔的溶液排掉一部分，以保持洗滌塔的濃度。否則當(dāng)洗滌液濃度超過45%，極易碳酸鉀結(jié)晶現(xiàn)象，堵塞補(bǔ)充水管線，從而因洗滌塔液位低造成裝置停車，而洗滌塔碳酸鉀洗滌液不能完全進(jìn)入流化床，造成浪費(fèi)。

3.2 產(chǎn)品粒徑與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)相比較偏大

我們生產(chǎn)碳酸鉀顆粒粒徑中：1.4mm≤10%，而我國(guó)HGT 2522-2009化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求：1.4mm≤1%，據(jù)與博特技術(shù)人員溝通，我裝置設(shè)計(jì)時(shí)執(zhí)行的是歐洲標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品顆粒過大隨不影響使用，但由于顆粒大小與溶解速率成反比，對(duì)在某些要求溶解速率的特定客戶造成影響。現(xiàn)有效調(diào)整顆粒粒徑方法還在摸索之中。

4 經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)

兩年多來的運(yùn)行證明，8萬噸/年碳酸鉀裝置的建設(shè)取得圓滿成功。充分體現(xiàn)了整套裝置節(jié)能、環(huán)保（原料CO2屬于我廠合成氨裝置生產(chǎn)的過量排放物）、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)行數(shù)據(jù)也充分證明了瑞士博特公司技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)。通過碳酸鉀裝置的運(yùn)行和維護(hù)，積累了如下經(jīng)驗(yàn)：①開車檢查工作必須嚴(yán)謹(jǐn)，檢查各物料準(zhǔn)備、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)情況。嚴(yán)格檢查噴頭霧化效果、流量數(shù)據(jù)。②停車時(shí)系統(tǒng)清洗工作必須嚴(yán)格認(rèn)真執(zhí)行。特別是對(duì)于關(guān)鍵設(shè)備：流化床反應(yīng)器、成品冷卻器、研磨機(jī)等，否則積累的塊狀物將阻礙生產(chǎn)正常進(jìn)行。③生產(chǎn)中注意監(jiān)控重點(diǎn)數(shù)據(jù)，例如流化床溫度、床層壓差、旋風(fēng)分離器出口溫度、洗滌塔洗滌液濃度、進(jìn)堿壓力等數(shù)據(jù)。如果疏于控制這些關(guān)鍵參數(shù)，極容易造成生產(chǎn)不正常而使裝置停車。

祁偉（1982- ），男，06年畢業(yè)于青海大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)就職于青海鹽湖工業(yè)集團(tuán)有限公司化工分公司。