100 kt/a飼料級磷酸鈣鹽裝置優(yōu)化改造

曹 劍，陸躍敏，沈海龍，姜 威，高志磊，張 華，楊增富

（云南磷化集團有限公司 磷化工事業(yè)部，云南 昆明 650600）

云南磷化集團有限公司100 kt/a 飼料級磷酸鈣鹽裝置經(jīng)過多年的生產(chǎn)摸索和技術(shù)改造，既可生產(chǎn)磷酸氫鈣Ⅲ型（MDCP）產(chǎn)品，又可生產(chǎn)磷酸二氫鈣粒狀（MCP）產(chǎn)品。但實際產(chǎn)能與設(shè)計產(chǎn)能100 kt/a 的目標(biāo)有較大差距，且運行周期短，生產(chǎn)消耗高，難以實現(xiàn)長周期穩(wěn)定運行。

為改善裝置運行，實現(xiàn)增產(chǎn)降耗的目的，對該套裝置的熱風(fēng)輸送系統(tǒng)、收塵系統(tǒng)、洗滌系統(tǒng)進行改造。

1 改造前裝置情況

該100 kt/a 飼料級磷酸鈣鹽裝置由供熱系統(tǒng)、反應(yīng)造粒系統(tǒng)、篩分破碎系統(tǒng)、收塵系統(tǒng)和洗滌系統(tǒng)組成。由鏈排式熱風(fēng)爐直接燃燒原煤產(chǎn)生的高溫氣體經(jīng)凈化后送入干燥機內(nèi)部與反應(yīng)造粒機來的物料進行并流接觸，干燥后的物料進入篩分破碎工序，干燥含塵氣體進入除塵系統(tǒng)，除塵后進入洗滌系統(tǒng)，經(jīng)過3次洗滌后由煙囪排空。

1.1 熱風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

由于熱風(fēng)爐出風(fēng)管與干燥機的中心軸安裝位置偏差3.5 m，2臺設(shè)備間的熱風(fēng)輸送管道設(shè)計成Z字形，安裝了2 個直角彎頭，導(dǎo)致熱風(fēng)輸送阻力較大，熱風(fēng)爐內(nèi)負壓不足。熱風(fēng)抽風(fēng)量效率僅為87%，導(dǎo)致主裝置干燥溫度不足、物料水分高，系統(tǒng)設(shè)備結(jié)料嚴(yán)重，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)負荷低。同時由于熱風(fēng)爐長期呈正壓狀態(tài)，燃燒室內(nèi)部局部溫度高、結(jié)焦嚴(yán)重，爐體形變較大，縮短熱風(fēng)爐使用壽命，出風(fēng)管有漏點，冷空氣從漏點混入，降低高溫氣體的溫度。

1.2 收塵系統(tǒng)存在的問題

該套裝置的干燥尾氣除塵采用一個氣體處理量為80 000 m3/h 的旋風(fēng)除塵器，設(shè)計生產(chǎn)粒徑＜2.0 mm的產(chǎn)品，隨著市場需要現(xiàn)生產(chǎn)粒徑＜1.2 mm的產(chǎn)品，產(chǎn)品粒度的細化對除塵系統(tǒng)要求提升。而旋風(fēng)除塵器主要針對尾氣中粒徑＞10 μm的物料，對粒徑5 ～10 μm的細微粉料的收塵效果不太理想［1］，導(dǎo)致干燥尾氣粉塵收塵效率僅為85.8%，從而進入造粒系統(tǒng)的回收粉塵較少，影響造粒工況；同時約14%的粉塵進入后續(xù)風(fēng)管和洗滌系統(tǒng)，部分粉塵堆積堵塞在風(fēng)管內(nèi)，尾氣風(fēng)機抽風(fēng)量不足，造成前端熱風(fēng)爐正壓運行，管道負壓降低0.5 kPa，導(dǎo)致烘干溫度偏低，進而影響生產(chǎn)負荷。同時由于粉塵損失使系統(tǒng)整個產(chǎn)率、磷回收率降低，產(chǎn)品消耗升高。為保證除塵器末端尾氣風(fēng)管不堵塞，需要每7 d組織停車清理一次，對生產(chǎn)裝置長周期運行造成較大影響。

1.3 洗滌系統(tǒng)存在的問題

含有粉塵的干燥尾氣進入洗滌系統(tǒng)，需要大量清水噴淋洗滌才能達標(biāo)排放，洗滌水無法實現(xiàn)水平衡，需外排，消耗增加。但減少洗滌液置換量又會形成結(jié)晶顆粒物堵塞螺旋洗滌噴頭，使壓力增大，導(dǎo)致聚四氟乙烯材質(zhì)的洗滌盤管斷裂修復(fù)頻繁，嚴(yán)重影響洗滌效果，增加檢修維護難度。日常對洗滌槽、洗滌噴頭的清理維護難度較大，平均1個月需要清理1次，每次需要5人清理6 h才可完成。

2 改造方案及原理

2.1 降低風(fēng)管阻力，提升抽風(fēng)系統(tǒng)抽風(fēng)量

對熱風(fēng)爐的漏點進行修補，避免冷空氣從漏點混入高溫氣體而降低高溫氣體的溫度；將熱風(fēng)輸送管道上2 個直角彎頭取消，將Z 型管改為斜直管，減少空氣阻力，利于后端風(fēng)機抽風(fēng)。

2.2 更換除塵器，提升除塵效率

袋式除塵器對細微粉塵的除塵效率一般可達99%以上［2］，可將干燥尾氣中的絕大部分粉塵回收后作為返料參與造粒，同時操作連續(xù)性強，可有效解決后段風(fēng)管堵塞問題。采用袋式除塵器使粒度控制變得容易，篩分效果好，系統(tǒng)返料比下降，從而形成良性循環(huán)的生產(chǎn)系統(tǒng)，最終有效提升生產(chǎn)負荷。因此，根據(jù)生產(chǎn)實際將旋風(fēng)除塵器更換成袋式除塵器，處理氣體量由80 000 m3/h 增加到105 000 m3/h，整個熱風(fēng)系統(tǒng)抽風(fēng)效率大幅度提高，有利于干燥熱風(fēng)溫度的提升，使尾氣風(fēng)機抽風(fēng)順暢。

2.3 更換洗滌盤管與噴淋裝置

前端除塵系統(tǒng)改造后，收塵效率增加，進入洗滌系統(tǒng)的粉塵量降低，從而降低了洗滌系統(tǒng)洗滌壓力。同時將老化破損嚴(yán)重的聚四氟乙烯材質(zhì)洗滌盤管更換成耐磨蝕的高分子材質(zhì)洗滌盤管，其特點為耐高溫、高壓，不易老化。將易堵塞的螺旋洗滌噴頭更換為噴嘴大不易堵塞的新型噴淋裝置［3］。更換噴嘴后，洗滌系統(tǒng)的運行率顯著提升，降低了作業(yè)人員檢修維護工作強度，消除了環(huán)保隱患。

3 取得的效果

自裝置改造完成投入使用后，各改造部分運行正常，改造效果明顯。裝置產(chǎn)能提升50%，產(chǎn)品單耗降低較多，生產(chǎn)成本下降60 元/t。具體效果如下。

（1）提升熱風(fēng)系統(tǒng)抽風(fēng)效率，改善熱風(fēng)爐操作環(huán)境，實現(xiàn)微負壓操作。尾氣溫度在同樣負荷情況下較原來提升10 ℃，大幅度改善了烘干條件。熱風(fēng)爐運行故障率降低10%，爐體本身檢修頻次降低，已連續(xù)運行9個月未進行任何爐體維修。

（2）粉塵回收利用效果明顯，大量粉塵回收參與造粒系統(tǒng)造粒，改善了造粒工況，使粒度易控制，利于篩分，減少了系統(tǒng)返料量，形成一個良性循環(huán)的生產(chǎn)系統(tǒng)，有效地提升了生產(chǎn)負荷。同時粉塵回收效率提升后解決了除塵器后端尾氣風(fēng)管堵塞問題，降低了洗滌系統(tǒng)運行壓力，洗滌液置換量從8 m3/h 降低至3 m3/h，實現(xiàn)水平衡，降低了生產(chǎn)成本。

（3）洗滌系統(tǒng)連續(xù)運行9個月未出現(xiàn)洗滌盤管斷裂、泄漏和噴頭堵塞。

（4）裝置改造后產(chǎn)能提升明顯，從原80 kt/a提升至120 kt/a，裝置負荷率達到120%。

（5）改造后收塵效率提高，洗滌系統(tǒng)洗滌效果好，尾氣排放指標(biāo)（見表1）遠低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

表1 改造前后排放尾氣指標(biāo)對比 mg/m3