浅谈电石厂石灰窑下吸气梁改造的必要性

俞慧军，叶少春,姚 彬，刘大刚

(1.中盐吉兰泰盐化集团有限公司，内蒙古阿拉善 750336；2.中国盐业集团有限公司，北京 100055；3.阿拉善经济开发区管委会发改局，内蒙古阿拉善 750336)

1 前言

中盐吉兰泰盐化集团有限公司(以下简称“公司”)现拥有40万t/a聚氯乙烯生产线、36万t/a烧碱生产线、60万t/a电石生产线、2×135 MW自备电厂、106万t/水泥生产线、32万t/a纯碱生产线、10万t/a氯化钙生产线，正在规划建设全国最大的20万t/a糊状树脂生产线。生产装置引进吸收了日本离子膜电解技术、德国空冷技术、国内领先的密闭式电石、微悬浮糊状PVC等生产技术，具备很强的核心竞争能力，产品畅销全国各地。

公司60万t/a电石项目为40万t/a聚氯乙烯装置配套项目之一。主体装置为12台0.27亿VA大型密闭电石炉及配套炉气净化装置和6台300 t/d双梁气烧石灰窑。生产过程中产生的炉气经过干法除、水洗塔水洗、进入气柜，通过变频风机输送到石灰窑煅烧石灰石。

目前公司电石厂石灰窑炉气经过水洗塔洗涤后，大量水汽混合在电石炉气进入石灰窑后，影响炉气热值造成电石炉气热量损失，影响石灰窑产能及炉气消耗。文章着重分析电石炉气水洗后含水量状况及影响含水量高低的主要因素，针对公司电石炉气水洗后现有除水装置运行状况提出改进措施。

2 下吸气粱改造的必要性

公司电石厂共计建造6座双梁竖式石灰窑，单窑满负荷为12.5 t/h。由于窑体本身设计热回收效率较低，石灰窑所产生的废气由窑顶部的上吸气梁抽出后，与入窑助燃风(常温空气)在石灰窑大换热器内进行换热，由于大换热器本身设计换热面积不足，导致入窑助燃风温度与石灰窑废气换热后仅能达到180 ℃左右，影响石灰窑热耗。同时，原设计石灰窑底部的窑下鼓风机吹入窑内，冷却窑内高温石灰后，冷却风温度增加至180 ℃左右，这部分高温尾气由下吸气梁抽出与上吸气梁所抽出的废气汇总到同一管路，由主引风机排空，造成这部分的热量损失。并且石灰窑生产工艺条件中要求，窑内必须保证负压操作。而石灰窑控制负压的主要设备为主引风机。目前影响石灰窑产能的主要因素是石灰窑在满负荷生产时，主引风机电流460 A左右(额定电流484.7 A)已达到了最大工作能力，无提升空间。

通过反复试验及现场测量，为了降低窑内热量损耗，增加入窑助燃风温度，最终将原设计下吸气梁冷却风通过Φ 450管道经旋风除尘、换热器后与窑顶废气汇集到一条Φ1 000管线，再经过废气除尘器由主引风机排至大气。主助燃风则是直接从大气中抽取冷风经与窑顶废气换热后进入燃烧梁助燃。

3 技术改造目的及方案

回收利用冷却石灰的热量。改造后可以加大下吸气梁的冷却风量，窑下鼓风机与下吸气梁之间形成一个基本闭合的循环，使冷却风不干扰煅烧带，发挥后置煅烧带的作用，改变窑内热量分布延长石灰窑煅烧带，提高石灰窑的热利用率降低石灰窑热耗。

通过以上改造，可以直接减少主引风机风量达到降低负荷为进一步提升石灰窑负荷创造条件。技术改造流程对比图如图1、图2。

图1 改造前工艺流程图Fig.1 Process flow chart before modification

图2 改造后工艺流程图Fig.2 Process flow chart after modification

4 技术改造后使用效果(如表1)

1#石灰窑助燃风经改造后2017-05-10开始试验，截止2017-06-03统计数据：主引风机电流较改造前平均降低了124.8 A，尾气温度降低了70 ℃，1 t石灰节约150 m3炉气，石灰窑产量提升了2 t。

表1 改造前后对比Tab.1 Contrast before and after modification

但在试验过程中也出现了一些问题：(1)改造后的助燃风系统中含尘量大，导致小换热器管程及助燃风管道堵灰较严重。从旋风除尘器卸灰口观察灰量很小，旋风除尘器能发挥的作用不大。(2)使用热风后大换热器的换热效率降低，导致进入主除尘器的废气温度升高约20 ℃，最高达到220 ℃。但在试验期间未发现除尘器布袋有因温度高加剧损坏的情况。

5 下吸气梁技术改造经济效益情况说明

产能由改造前300 t/d增加至改造后340 t/d，增加产能48 t，外购灰价格306.88元/t，自产灰成本148.13元/t。

改造后，每年增加产能95 040 t。

48 t×330 d×6座窑=95 040 t。

每增加1 t石灰产生效益158.75元。

306.88元/t-148.13元/t=158.75元/t。

六座石灰窑每年产生效益1 508.76万元。

合计为158.75×95 040=1 508.76万元。

通过对石灰窑产量的提升及节省的动力电进行计算，6座石灰窑，改造后预计年化总收益为1 508.76万元。经过经济技术计算分析，电石厂石灰窑下吸气梁改造可以为企业节约大量的经济费用，是势在必行的重要工作。

6 结语

为解决以上制约生产问题，拆除原设计的旋风除尘器改为耐高温离线清灰布袋除尘器，为避免除尘器故障影响石灰窑运行安装旁路；实现冷却风回收后小助燃风换热器已经没有作用，为避免走除尘器旁路堵塞小换热器列管，拆除小换热器。将小助燃风机出口与主助燃风机出口连通，两台风机并联互为备用，风量不足时做补充，实现稳产高产工况。