氯化钙干燥剂的生产及技术改进

2019-06-18王志德鑫2

纯碱工业 2019年3期

王志德，于鑫2，杨磊

(1.唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305；2.唐山三友志达钙业有限公司，河北唐山 063305)

1 产品研发的背景和意义

目前国内氨碱法纯碱生产产生的蒸氨废液清液回收利用，主要途径是生产工业氯化钙，氯化钙市场以融雪剂、防冻剂和石油压井液为主，其它方面使用量较小，开发力度不够。因氯化钙产品的吸湿性较强，日本和国内南方空气潮湿地区干燥剂(主要材料为二水钙)市场正处于开发阶段，干燥剂售价较高，但产品质量要求严格，我公司生产二水球状氯化钙采用高塔造粒，在粒径、硬度及产品质量方面不能完全满足客户要求。因此根据公司目前生产设备和工艺进行改造和调整，达到生产二水钙干燥剂的目的，以便于开发干燥剂市场，提高产品利润。从而加大纯碱蒸氨废液的回收利用。

2 二水球状氯化钙的生产工艺流程

由纯碱公司送来的含氯化钙15%的蒸氨废液清液压滤液加酸降低压滤液中的灰分，然后送到蒸发系统进行提浓处理，将压滤液提浓后，送到净化岗位的澄清桶进行澄清，回收固体盐用于纯碱生产。澄清桶上层液溢流至钙液桶，然后使用钙液泵送至蒸发系统进行进一步提浓至40%后，再送至净化岗位澄清桶进行净化，以除去钙液中的杂质。成品钙液由钙液泵送到片钙岗位，经过第三次提浓至60%以上后，由液下泵打到高塔造粒机内进行喷洒造粒，然后再由输送皮带将二水球状氯化钙输送至流化床内进行烘干，烘干后的二水球状氯化钙由斗提机输送至筛分机进行筛分，合格的二水球状氯化钙送入成品料仓进行包装。

3 二水球状氯化钙的质量问题

国内二水球状氯化钙生产以固定流化床造粒为主，生产出的二水球状氯化钙粒径较大，大于≥3 mm的为99.5%以上、较均匀、碎粒较少、硬度较高、钙粉较少。而我公司的造粒方式是高塔造粒，钙粒在下落过程中冷却掉落到塔底板上易产生碎粒，粒径≥3 mm的为85%以上，硬度不够且有少量钙粉。因此在包装二水球状氯化钙干燥剂时，包装盒底部会漏入少量钙粉和碎粒，影响了干燥剂的包装质量。所以国内客户对此提出二水球状氯化钙干燥剂粒径≥3 mm的为99.5%以上、钙粒均匀、碎粒少、硬度高、钙粉少。

4 工艺设备改造

4.1 喷头和转筛筛网改造

首先，针对钙粒粒径小的状况，我们在造粒喷头原有外形结构的基础上对孔径进行改型。原喷头为锥形中空结构，直径φ200×200×80，壁厚为2 mm，孔径为1.5 mm，固定在平台上，生产时由液下泵送液到喷头处，钙液通过自压喷洒出喷头。由于喷头网眼是垂直打孔，所以向四周喷撒时，容易形成挂塔，而且网眼极易堵塞，造成喷出的钙液液滴大小不一，所以生产出的二水球状氯化钙不符合干燥剂的要求。于是我们对喷头进行了改造，将锥形喷头改为空心半圆形结构，直径200 mm，壁厚为2 mm，孔径为1.5 mm；加装带变频的造粒机使喷头可旋转喷撒，根据喷头喷撒、挂塔情况进行变频调节，使二水球状氯化钙最初成型粒径变大，且降低了喷头内部高浓钙液阻力，减少停留时间，降低了钙液凝固的几率，减少了碎粒、碎渣的产生，提高了产品质量。

其次，现有振动式分选筛的筛网为3 mm,0.75 kW的电动机通过三角皮带驱动具有偏心质量的激振器，使筛床做周期性的不对称往复机械振动，成品料透过筛网下落，而结块则留在筛面上。此筛在筛分时只能进行一次筛分，而且在筛分过程中由于震动碰撞造成部分二水球状氯化钙破碎。所以我们将现有的振动筛改造为生产量为15 t/h的分级转筛，上层筛网5×5 mm，下层筛网3×3 mm。物料经筛分，筛下合格物料(5 mm以下)经滚筒外圆的筛网排出，筛上不合格物料(5 mm以上)经滚筒末端排出；而合格物料经过下层筛网二次筛分，将小颗粒(3 mm以下)筛除。但在使用中，由于筛网丝径较粗，使得二水球状氯化钙产品与筛网丝径接触面积较大，经常出现卡粒现象，需要定时清理；并且筛网孔径较小，碎粒、碎渣混入合格品，影响产品质量。因此我们将筛网丝径由原来的1.3 mm降低到1.0 mm，孔径由原来的3 mm提高到3.2 mm。

改造完成后喷头造出的二水球状氯化钙粒径明显提高，筛分机挂网情况也得到了明显改善，有效解决二水球状氯化钙的粒径变大的问题。

我们对改造前后二水氯化钙粒径≥3 mm的状况进行了统计，改造前粒径分布平均为85%，远小于客户要求的99.5%，改造后粒径≥3 mm的均在94%以上。但离客户要求还有一定的差距，因此需要继续对其进行改造。

我们又安装了一台振动筛，通过对二水球状氯化钙的二次筛分，进一步提高其≥3 mm的粒度分布(见表1)。日本客户所需要的干燥剂产品粒径2～5 mm的≥88%，而我们生产的产品粒径2～5 mm达到99.5%以上，满足了国内外客户的需求。

表1 改造后粒径≥3 mm分布(%)

图1 改造前后二水氯化钙粒径≥3 mm分布

4.2 改进工艺控制，提高成品钙液中含盐量

目前生产的二水球状氯化钙含盐量在2.2%左右，含盐量较低，造成二水球状氯化钙硬度下降，在运输和倒换的过程中增加了钙粒的破损率，因此需要对成品中的含盐量进行调整。

我们将蒸发工序生产成品钙液的出液量由原来18 m3/h提高到现在的25 m3/h，浓度由45%降低至40%，可降低氯化钠结晶，提高了成品钙液中的含盐量，也就相应的提高二水球状氯化钙成品中的含盐量。成品含盐由2.2%提高至4%，从而增加二水球状氯化钙干燥剂硬度，避免运输和倒换过程中出现破碎。

4.3 对运输机的改造

二水球状氯化钙干燥剂客户要求碎粒少，我公司在输送成品二水球状氯化钙时采取的螺旋输送机来进行物料输送，改造前使用的是不锈钢悬挂式螺旋输送机，此输送机是在碳钢材质上进行材质升级改造的，可满足二水球状氯化钙融雪剂的生产，可此设备在输送过程中输送机的叶片旋转时底层钙粒受到叶片的挤压，造成了底层钙粒破碎的现象，对钙粒产生碎粒起到了不好的效果。因此，需要对其进行改造，减少在输送过程中钙粒的破损。我们选用了输送皮带对成品二水球状氯化钙进行输送，使用TD75型固定式带式输送机进行输送可有效降低在输送过程中二水球状氯化钙的破损，保障二水球状氯化钙输送质量，减少了二水球状氯化钙干燥剂的破损率，提高了产品质量。

4.4 其它改造及调整

在研发二水球状氯化钙过程中还发现造粒塔因腐蚀掉落铁锈渣较多，我们分别在流化床出口、斗提机出口、成品料仓进口都增装了CYG系列液体管道式永磁除铁器减少铁锈渣进入成品中的几率；造粒机因长时间使用容易堵塞，我们为其增装吹堵蒸汽，每隔一小时对其进行一次吹堵，防止因堵塞造成钙粒变小的现象；伴热油温度随着天气的变化随时调整，保障钙液输送量等等。