臥式干法乙炔裝置的運行及改造

陳國棟，黨斌斌，范友強(qiáng)

(青海鹽湖海納化工有限公司，青海 西寧 811600)

青海鹽湖海納化工有限公司(以下簡稱鹽湖海納公司)成立于2009年4月，是青海鹽湖工業(yè)股份有限公司的全資子公司。由鹽湖海納公司承建的PVC一體化項目是柴達(dá)木循環(huán)經(jīng)濟(jì)項目在西寧地區(qū)的延伸和重要組成部分，現(xiàn)已建成投產(chǎn)20萬t/a燒堿、24萬t/a聚氯乙烯、35萬t/a電石和200萬t/a水泥以及相關(guān)配套裝置。其中24萬t/a PVC生產(chǎn)線配套的10.4萬t/a乙炔裝置使用了國內(nèi)首次引進(jìn)的美國電石公司先進(jìn)的電石生產(chǎn)技術(shù)，建成了12套臥式干法乙炔發(fā)生器以及相關(guān)配套的工藝設(shè)備，并于2013年9月投產(chǎn)。鹽湖海納公司針對此套臥式干法乙炔裝置在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了改造，現(xiàn)將裝置優(yōu)化改造情況進(jìn)行總結(jié)，供同行參考。

1 臥式干法乙炔裝置的生產(chǎn)工藝

電石爐出爐冷卻后的整塊電石經(jīng)過大型齒輥破碎機(jī)破碎為粒徑250 mm以下的塊狀電石,再經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎為粒徑50 mm以下的小塊電石,最后經(jīng)錘式破碎機(jī)破碎為粒徑5 mm以下的細(xì)顆粒電石，輸送至細(xì)破料倉。細(xì)破料倉下方裝有氣力輸送裝置，細(xì)顆粒電石經(jīng)密閉式氣力輸送至發(fā)生器緩沖料倉備用。

緩沖料倉下方的螺旋輸送機(jī)將細(xì)顆粒電石送至發(fā)生器的進(jìn)料三級料斗(三級料斗有氮氣置換，保證為微正壓)，再通過第3級料斗下方配置的螺旋進(jìn)料機(jī)將細(xì)顆粒電石加入到發(fā)生器內(nèi)。細(xì)顆粒電石進(jìn)入發(fā)生器后，將稍過量的水加入發(fā)生器,使細(xì)顆粒電石與水反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱由水汽化的水蒸氣與乙炔氣一起帶走，未反應(yīng)完的電石顆粒自發(fā)生器上鼓筒經(jīng)攪拌進(jìn)入中鼓筒，再進(jìn)入下鼓筒，自上而下完成水解反應(yīng)。在下鼓筒由螺旋機(jī)將含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%～4%的電石渣排出至垂直螺旋機(jī)，然后經(jīng)管板機(jī)和干渣斗提機(jī)提升至干渣倉，再經(jīng)刮板機(jī)、管帶機(jī)送至水泥廠。帶有大量粉塵的乙炔氣經(jīng)帶式螺旋氣相通道進(jìn)入脫灰塔除塵，再經(jīng)冷卻塔冷卻，然后經(jīng)檢修水封送至壓縮清凈工序，凈化合格后送至下游裝置。

2 運行中存在的問題及改進(jìn)措施

2.1 破碎系統(tǒng)

電石硬度較大且含有未反應(yīng)完全的石灰、焦炭以及硅鐵等雜質(zhì)，因此對破碎系統(tǒng)要求較高。干法乙炔裝置運行初期，三級破碎選用德國進(jìn)口的高轉(zhuǎn)速錘式破碎機(jī)，能夠確保電石破碎后粒徑在5 mm以下。但破碎機(jī)維修時，若選用國產(chǎn)配件則難以達(dá)到使用要求，且錘頭使用壽命較短，而選用進(jìn)口配件則采購周期長，且費用昂貴。經(jīng)過綜合考慮，拆除了原有的三級破碎機(jī)，改造為國產(chǎn)反擊錘式破碎機(jī)，在二級破碎裝置后增加了振動篩，分離出大塊電石，保證反擊錘式破碎機(jī)進(jìn)料電石粒徑小于50 mm。改造后國產(chǎn)破碎機(jī)運行平穩(wěn)，維修成本大大降低。

整塊電石在一級破碎時，齒輥破碎機(jī)主軸皮帶輪測速探頭極易損壞，時常出現(xiàn)感應(yīng)失靈，一旦測速探頭出現(xiàn)問題就會立即聯(lián)鎖破碎機(jī)停止工作，使整個系統(tǒng)無法正常運行。經(jīng)過研究，在齒輥破碎機(jī)的主軸皮帶輪上的軸承端蓋外側(cè)中心點焊接1個末端帶內(nèi)絲口的鐵柱，在鐵柱末端安裝速度傳感器。改造后設(shè)備再未出現(xiàn)過失速跳停問題。

2.2 氣力輸送系統(tǒng)

氣力輸送是將破碎好的粒徑5 mm以下的細(xì)顆粒電石由加壓后的氮氣吹送至發(fā)生器緩沖料倉，經(jīng)布袋除塵器分離氮氣和細(xì)顆粒電石后，氮氣返回壓縮機(jī)進(jìn)口使用。此系統(tǒng)投產(chǎn)運行初期即出現(xiàn)輸送能力不足、管道磨損嚴(yán)重、壓縮機(jī)排氣溫度過高、螺桿壓縮機(jī)機(jī)頭陰陽轉(zhuǎn)子抱死等問題,針對這些問題采取了以下措施。

(1)在原有單線1臺壓縮機(jī)送料的基礎(chǔ)上再增加1臺壓縮機(jī)，使單線由2臺壓縮機(jī)送料，送料壓力從原來的0.2～0.3 MPa增加到0.45～0.55 MPa。

(2)原送料管為彎頭處襯陶瓷的加厚普通碳鋼管道，內(nèi)徑為初始端125 mm、末端150 mm；后改為彎頭處襯陶瓷的高錳鋼加厚管道，內(nèi)徑為初始端140 mm、末端180 mm?；貧夤芫€管徑由原來的200 mm增大到300 mm。這樣既滿足了工藝要求，同時也解決了管道易損壞的問題。

(3)針對壓縮機(jī)排氣溫度過高、螺桿壓縮機(jī)機(jī)頭陰陽轉(zhuǎn)子抱死問題，分析原因為：①冷卻水中有雜質(zhì)，冷卻效果不好；②壓縮機(jī)進(jìn)口氮氣含塵量超標(biāo)。為此在循環(huán)冷卻水總管上增加過濾器并定時清洗，在壓縮機(jī)進(jìn)口增加三級濾芯除塵。改造后壓縮機(jī)排氣溫度正常，運行平穩(wěn)。

2.3 發(fā)生系統(tǒng)

發(fā)生系統(tǒng)由加料系統(tǒng)(三級進(jìn)料斗和進(jìn)料螺旋)，上、中、下攪拌鼓筒，出渣水平螺旋輸送機(jī)和出渣垂直螺旋輸送機(jī)、脫灰塔、冷卻塔、檢修水封、安全水封組成。在運行過程中，由于粉料多，發(fā)生器加料系統(tǒng)的料位開關(guān)反饋經(jīng)常出現(xiàn)異常，使聯(lián)鎖加料系統(tǒng)出現(xiàn)故障。為此，鹽湖海納公司將其改為微波式穿透料位開關(guān)，很好地解決了加料系統(tǒng)不正常問題。

臥式發(fā)生器有3層攪拌，長期運行后攪拌軸封處易泄漏乙炔氣，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。發(fā)生器的攪拌軸封為盤根密封，隨著運行時間延長，盤根壓緊無法調(diào)節(jié)后，只能更換盤根，影響正常生產(chǎn)。為此，鹽湖海納公司在原有的盤根密封基礎(chǔ)上增加氮氣密封，雙重密封延長了軸封更換周期，滿足了安全生產(chǎn)要求。

發(fā)生器用水為來自脫灰塔的含塵水，輸水管道停用后，如果不及時排水或排水排不盡時，管道中的電石渣會沉淀導(dǎo)致管道堵塞。為此，在加水管道的末端上方增加氮氣吹掃，并在管道起始段增加排盡口，很好地解決了此問題。

發(fā)生器電石渣出渣垂直螺旋輸送機(jī)后原緊接另一長螺旋輸送機(jī)，該螺旋輸送機(jī)長度較長，出渣時電石渣極易堵塞，為此，在后期運行時將長螺旋輸送機(jī)改為長度相當(dāng)?shù)墓伟鍣C(jī)，使得電石渣能輕松地送至后續(xù)輸送設(shè)備。

3 臥式干法乙炔裝置還需解決的問題

(1)目前，行業(yè)里電石二次破碎時多使用顎式破碎機(jī)，但顎式破碎機(jī)由于長時間偏心運動，震動大，軸板使用壽命極短，維修難度大。

(2)發(fā)生器配套的脫灰塔下段錐體部分到發(fā)生器的帶式螺旋氣相通道距離過短，導(dǎo)致脫灰塔液位控制范圍過窄，可以考慮加長脫灰塔下段。

(3)長時間運行后，脫灰塔中除塵后的水循環(huán)噴淋噴頭堵塞，導(dǎo)致脫灰塔除塵效果不佳，冷卻塔中的固含量增加?？梢钥紤]安裝固液分離系統(tǒng)，使用清水循環(huán)噴淋，渣漿水可加入發(fā)生器用于乙炔發(fā)生反應(yīng)。

(4)該臥式發(fā)生器原本配有自動調(diào)節(jié)水比的聯(lián)鎖系統(tǒng)，由于目前鹽湖海納公司使用的電石品質(zhì)不穩(wěn)定，以及國產(chǎn)化設(shè)備精度不夠，無法實現(xiàn)完全自動化，目前由人工進(jìn)行水比調(diào)節(jié)。如能穩(wěn)定電石品質(zhì)，可根據(jù)實際情況恢復(fù)原有的自動聯(lián)鎖程序。

4 結(jié)語

干法乙炔屬于節(jié)能、環(huán)保的新工藝，已得到國內(nèi)聚氯乙烯行業(yè)的認(rèn)可。鹽湖海納公司臥式乙炔發(fā)生裝置經(jīng)改進(jìn)后運行平穩(wěn)，但其仍存在產(chǎn)能有限的缺點，今后將持續(xù)改進(jìn)，以擴(kuò)大產(chǎn)能，更好地適應(yīng)聚氯乙烯生產(chǎn)。