重灰立式沸腾凉碱炉与粉体流凉碱机运行情况比较

李敬辉

（南化集团连云港碱厂，江苏 连云港 222042）

连云港碱厂自1986年建厂以来有两台重灰立式沸腾凉碱炉，主要用于重灰成品碱的降温工作，其工作状态的好坏直接影响到重灰的产品质量，是生产的重要环节之一，在多年使用过程中，因系统存在不足导致冷却能力差。2013年7月，连云港碱厂通过技改将重灰A台立式沸腾凉碱炉替换为加拿大粉体流冷却科学公司（Solex）生产的粉体流重灰凉碱机。下面针对连云港碱厂对重灰立式沸腾凉碱炉与重灰粉体流凉碱机在生产中的运行情况进行对比分析。

1 重灰立式沸腾凉碱炉

1.1 设备结构

重灰立式沸腾凉碱炉为筒体结构，钢制的组合件。总高8.8m，炉上段直径4.0m，为气尘分离段；炉下段直径为3.2m，为冷却段，内设六组冷却排管，总换热面积为160.2m2。炉体中部有进料口，用螺旋运输机进料，进料能力为28t／h，下部有出料口，用星形卸料器出料，底部设有气体分布板，距炉底端1.5m，分布板上面设“S”型搅耙，由炉底端电机以齿轮传动方式带动搅耙转动。分布板下为气室。炉体由二楼、三楼楼板支撑。

1.2 工艺流程

来自重灰岗位的高温纯碱经过重灰碱筛筛选后，由筛下绞笼送至分配刮板，再送至重灰立式沸腾凉碱炉，鼓风机从重灰立式沸腾凉碱炉底部气室吹入，经过空气过滤器过滤的洁净空气产生一定的压力，使重灰立式沸腾凉碱炉内积碱在一定高度内成悬浮状态，形成流化与炉内冷却排管充分接触进行冷却，冷却后纯碱由星形下料器输送到重灰成品刮板运输机，然后到成品重灰皮带。循环水槽内循环水由循环水泵送入重灰立式沸腾凉碱炉冷却排管内，和高温纯碱间接换热后回流到冷却水塔，和大气接触降温流入循环水槽。循环水槽补充水为脱盐水。

1.3 存在的缺陷

重灰立式沸腾凉碱炉在长期使用中，因冷却原理和方式的原因存在以下一些缺陷：

1）炉内气室分布板直接吸入冷空气，冷热交换时，易结疤，堵塞分布板上的小孔，使气量分布不均。

2）冷却排管由于长期工作已腐蚀严重，另外其间易结碱块，难以实现物料充分接触，热效果差。

3）立式沸腾炉达到充分沸腾时，料位较高，使搅耙所受阻力增大，易使搅耙蹩停或损坏。

在生产过程中，因系统存在上述不足导致冷却能力差，夏季的出碱温度达90～100℃，有时超过100℃，造成包装袋经常被烫坏，皮带使用寿命缩短。

2 重灰粉体流凉碱机

我厂于2013年7～8月份实施了重灰粉体流凉碱机改造项目，用Solex粉体流凉碱机代替了原有的重灰A台立式沸腾凉碱炉，8月底建成后投用，并顺利开车。实现了开重灰粉体流凉碱机运行，重灰B台立式沸腾凉碱炉备用的状态。

2.1 设备结构

重灰粉体流凉碱机由进料仓、传热板组、振动下料器、料位控制系统等组成。

进料仓可以将重灰均匀的分布到传热板组的板片间，并提供下料缓冲空间。

传热板组由一系列空心的、焊接而成的不锈钢传热板组组成，每块传热板有可供循环冷却水通过的进水和出水支管，在重灰缓慢通过传热板的间隙时，重灰被冷却，循环冷却水与重灰流向呈逆流状态，已达到最大的冷却效果。

振动下料器有独特的设计，所有重灰在传热板间以相同速度同步移动，重灰被均匀冷却，两个同步电磁振动电机异向旋转，产生直线振动。

料位控制系统通过控制振动下料器来控制料仓料位，正常操作过程中，料位维持在设定好的料位。如果料位上升超过设定料位，振动电机频率提高以降低料位；如果料位上升低于设定料位，振动电机频率降低以恢复料位。

2.2 工艺流程

由重灰碱筛筛下绞笼来的高温重灰，经粉体流斗提机进入粉体流凉碱机，重灰在粉体流凉碱机内被循环冷却水间接冷却。从粉体流凉碱机出来的低温重灰，经出料螺旋输送机进入成品埋刮板输送机，送往成品车间。凉碱循环水槽内循环水由循环水泵送入粉流体凉碱机内，和高温重灰间接换热后回流到冷却水塔，和大气接触降温流入循环水槽。循环水槽补充水为脱盐水。

3 重灰粉体流凉碱机与立式沸腾凉碱炉的比较

3.1 操作指标对比分析

重灰立式沸腾凉碱炉与重灰粉体流凉碱机操作指标完成情况进行了对比分析。从分析数据看，更改后重灰粉体流凉碱机比重灰立式沸腾凉碱炉冷却效果好，见表1。

表1 沸腾凉碱炉与粉体流凉碱机指标对比

3.2 电耗对比分析

改造前两台重灰立式沸腾凉碱炉同时运行，改造后只需开一台重灰粉体流凉碱机。

表2 沸腾凉碱炉与粉体流凉碱机电耗对比

冷却效果得到增强，出碱温度得到有效控制，能够解决因出碱温度高而存在的问题，有利于包装工序生产。运行能耗降低，设备维修成本降低，占地空间小，无废气和粉尘排放，不使用冷却空气。

4 粉体流凉碱机存在的问题及改进

4.1 存在的问题

系统投入运行后，虽然重灰立式沸腾凉碱炉改为重灰粉体流凉碱机在产品质量及主要工艺指标能够达到设计要求，满足重灰生产的需要。但也先后暴露出一些设备、工艺、控制等方面的问题。归纳如下：

1）设备运行周期较短，出现板片结疤，造成物料堵塞，设备处理能力下降。

2）大量的粉尘及热气造成除尘管线频繁堵塞，设备运行稳定性较差。

3）进料部分均匀分布三组篦子板，由于进料部分未安装布料器，使得进料极不均匀，在物料来量较大及出现异物时容易造成篦子板下料堵塞等问题。

4.2 技术改进措施

1）重灰粉体流凉碱机出气管线上部增加喷淋，且在各出气管线弯头附近增加清理孔，解决重灰粉体流凉碱机出气管线易结疤难以清理影响生产问题。

2）重灰粉体流凉碱机斗提机顶部增加出气管线，将出气管线接入成品皮带布袋除尘器出口管线上，减少斗提机内重质纯碱热气进入重灰粉体流凉碱机内，减少粉体流凉碱机板片结疤，物料堵塞，延长粉体流凉碱机的运行周期。

3）对粉体流凉碱机斗提进料插板进行改造，并提出在进料溜管上增加除铁器，阻止铁器等异物进入粉体流凉碱机内，造成篦子板下料堵塞，同时解决了铁器等异物漏入重质成品碱中影响产品质量问题。

4.3 装置的不足及改进建议

1）料仓设计过小，起不到缓冲作用，系统抗干扰能力差，不利于操作稳定运行。建议增大料仓空间，在突发事件情况下，料仓能起到缓冲作用。

2）粉体流凉碱机出气管线频繁堵塞，从而影响系统长周期稳定运行，存在一定的隐患。虽然对出气管线增加喷淋，缓解了出气管线结疤程度。建议重新考虑出气管线碱尘去向。

3）重灰粉体流凉碱机存在进料部分均匀分布三组篦子板，使得进料极不均匀，在物料来量较大时容易造成篦子板下料堵塞问题。建议进料部分安装布料器，以保证进料的物料均匀分布在三组篦子板上，减少篦子板下料堵塞频次。

5 结 语

通过两种冷却设备的使用与对比，重灰粉体流凉碱机比重灰立式沸腾凉碱炉节能、维护简单、操作方便、冷却彻底，是一种低成本、低能耗、无粉尘的纯碱冷却装置。

［1］ 陈学勤.氨碱法纯碱工艺［M］.沈阳：辽宁科学技术出版社，1989.

［2］ 中华人民共和国化学工业部设备维护检修规程［M］.北京：化学工业出版社，1993