重堿離心機(jī)濾液流程改造及效益分析

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(徐州豐成鹽化工有限公司，徐州 江蘇 221700)

我公司配備四臺φ2800×27000輕灰煅燒爐，雖然單臺爐設(shè)計(jì)能力可以達(dá)到450 t/d，但結(jié)合本廠及國內(nèi)同行使用情況來看，單臺爐最多只能維持380～400 t/d。經(jīng)過幾年的生產(chǎn)實(shí)踐摸索，當(dāng)純堿日產(chǎn)量超過1 500 t，堿廠穩(wěn)產(chǎn)、提產(chǎn)的瓶頸在煅燒系統(tǒng)。2011年我公司在項(xiàng)目配套中從德國克勞斯·瑪菲公司(以下簡稱克瑪公司)引進(jìn)四臺(后來一臺拆作低鹽重灰使用)SZ1000/2型轉(zhuǎn)鼓推料離心機(jī)用于重堿的二次脫水，借以提高煅燒爐生產(chǎn)能力，但由于各種原因，特別是濾液外送問題，一直未能正常投用。為管控成本，提高設(shè)備利用率，借鑒國內(nèi)同行使用經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合自身實(shí)際情況對重堿離心過濾工藝進(jìn)行改造，特別是解決了制約離心機(jī)正常運(yùn)行的濾液問題，離心機(jī)投入生產(chǎn)后，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到或者接近設(shè)計(jì)要求。

1 重堿離心分離工藝流程

碳化塔取出液經(jīng)轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)進(jìn)行一次分離后，重堿經(jīng)過重堿0號皮帶、1號皮帶，一部分直接進(jìn)入4號皮帶進(jìn)入煅燒爐，另一部分經(jīng)過2號皮帶經(jīng)分料刮刀分送至各離心機(jī)進(jìn)口(剩余部分直接落到3號皮帶和離心機(jī)出料一起送至4號皮帶)，重堿經(jīng)離心機(jī)螺旋進(jìn)料器送至加速分布錐內(nèi)，加速分布錐將物料進(jìn)行預(yù)加速，加速至主轉(zhuǎn)鼓同樣轉(zhuǎn)速，然后將其均勻加至布料區(qū)，在布料區(qū)固體重堿被濾網(wǎng)擋住，并被推料盤推出主轉(zhuǎn)鼓進(jìn)入3號皮帶，再通過4號皮帶進(jìn)入煅燒爐。

2 濾液輸送中存在的主要問題

我公司先前之所以離心機(jī)不能長周期穩(wěn)定運(yùn)行，主要原因是不能解決濾液外送問題。按照開1～2臺離心機(jī)，重堿水分下降4%～5%計(jì)算，產(chǎn)生濾液約2～4 m3/h，濾液少且固液比高達(dá)15%～20%，再加上泵的設(shè)計(jì)選型與濾液量極度不匹配，導(dǎo)致濾液管堵塞頻繁，濾液外送困難，這是導(dǎo)致2011年第一次開車失敗的主要原因；在2014年第二次開車過程中，通過往濾液桶內(nèi)注入煅燒洗滌液進(jìn)行稀釋，濾液外送問題得到暫時解決，但是注入5～8 m3/h清水直接導(dǎo)致系統(tǒng)母液總存量飆升，第二次開機(jī)也以失敗告終。

3 濾液系統(tǒng)的主要改造

通過對離心機(jī)現(xiàn)場調(diào)查以及總結(jié)前兩次開車失敗的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出可采用MⅠ沉淀稠厚器溢流清液作為濾液稀釋液，并將稀釋濾液再次注入稠厚器進(jìn)行二次稠厚的想法，并予以實(shí)施。濾液通過收集盒流入濾液桶，經(jīng)濾液泵送至重堿MⅠ沉淀稠厚器進(jìn)行稠厚分離，稠厚液體直接進(jìn)入出堿槽，溢流液一部分返回MⅠ桶，另一部分繼續(xù)返回濾液桶，作調(diào)節(jié)濾液使用。采用此流程后有以下幾方面好處：

1)MⅠ屬于系統(tǒng)母液不屬于外來水，不會造成母液膨脹問題。

2)借用稠厚器溢流液母液可將濾液固液比降低至5%以下，徹底解決濾液固液比高，外送困難的問題。

3)稀釋后的濾液再次注入稠厚器進(jìn)行二次稠厚，可有效減少濾液中的產(chǎn)品損失(固含量約1.5%wt)。

圖1 改造后的濾液流程圖

4 改造效果分析

我公司四臺SZ1000/2型離心機(jī)配備有洗水噴淋裝置，用以進(jìn)一步降低重堿鹽分，由于使用此項(xiàng)功能會導(dǎo)致洗水進(jìn)入母液系統(tǒng)，造成系統(tǒng)母液上漲，且加洗水會導(dǎo)致重堿水分相對于不加洗水偏高，所以在使用過程中并未添加洗水，僅用于脫水，下述數(shù)據(jù)也是在不加洗水狀態(tài)下進(jìn)行的收集。

表1 重堿離心分離生產(chǎn)數(shù)據(jù)

由上表數(shù)據(jù)分析得出數(shù)據(jù)，通過離心機(jī)后，重堿水分下降約為4.5%。鹽分相比進(jìn)料下降約0.095%，效果明顯。我公司目前開兩臺離心機(jī)，重堿處理能力80 t/h，約占公司總產(chǎn)量的65%。進(jìn)煅燒爐混合重堿水分降低約為3%，因重堿水分下降產(chǎn)生的效益計(jì)算如下。

4.1 蒸汽消耗降低年增效益

4.2 煅燒爐能力提高

通過查表得以下數(shù)據(jù):

ig——3.0 MPa、280 ℃中壓蒸汽焓值 2941.8 kJ/kg；

i0——240 ℃水蒸氣液體焓值1 034.6 kJ/kg(一閃前溫度240 ℃)；

∑Q——煅燒制造1 t純堿需要的熱量 2 720 MJ。

即單爐能力提升約為8%(上述計(jì)算不包括因返堿量減小帶來的爐氣生產(chǎn)能力的提高，實(shí)際要高于8%)，四臺爐全年增加生產(chǎn)能力為1 600×0.08×330=4.2萬t。

4.3 離心機(jī)電耗

兩臺離心機(jī)總裝機(jī)容量(含皮帶)為E=(75+45+4)×2+5.5+3+26=282.5 kW，按照電機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)0.8計(jì)算，功率為226 kW。

每年電費(fèi)為226×330×24×0.8×0.7=125.29萬元。(電價0.7元/kWh)

4.4 其他運(yùn)行成本

人工費(fèi)用以及三臺離心機(jī)維修費(fèi),按照100萬元/年估算。

離心機(jī)濾液帶走的重堿結(jié)晶損失。

5 結(jié) 論

通過近一段時間的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行驗(yàn)證，改造后的重堿離心機(jī)濾液問題得到了徹底解決，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量均明顯提高。通過上述粗略分析可知，離心機(jī)作為提高煅燒爐生產(chǎn)能力的重要手段是非常有必要的，對煅燒乃至整個生產(chǎn)系統(tǒng)都產(chǎn)生深遠(yuǎn)而積極的影響。

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