浅谈化灰机技术改造

(唐山三友化工股份有限公司纯碱分公司，河北 唐山 063305)

化灰机是纯碱生产石灰工序的主要设备之一，其主要功能是将生石灰和水充分反应，消化成石灰乳，供蒸氨工序使用，它运行的稳定性直接影响纯碱生产的消耗指标。我公司化灰机φ3000×29739，结构属于顺流式回转型，此类型化灰机生产能力大，灰乳浓度控制较高。但该化灰机从流程及本体设计上存在进料溜管堵塞、结疤、外筛堵塞等问题，影响设备的稳定运行和指标的提高，针对这些问题，进行试验攻关研究，较好地解决了上述问题。

1 存在的问题及原因分析

1.1 化灰机进料溜管堵塞问题

顺流式化灰机物料进入方式，灰和水通过一个直径为φ1000的弯头(俗称 “虾米弯”)进入化灰机。水管从溜管中心位置进入，灰从溜管上部落下，这种设计存在两个问题，一是生石灰从加灰机底板落下后，由于落差大对进灰溜管底部冲击力大，磨损严重，20 mm厚的锰钢板，使用不到一年时间就必须更换；二是溜管底部有部分水平管段，水从中间进入后，不能将生石灰立即冲走，造成部分物料堆积，有时堵塞进水口，特别是倒换化灰机时，如果先停水后停灰，或加灰机检修时，生石灰就会滞留在溜管内，由于化灰机潮湿，生石灰粉化、板结，造成进水管或进灰口堵塞，引发操作事故。进灰溜管见图1。

图1 进口溜管示意图

1.2 化灰机前端结疤

灰和水进入化灰机后，灰和水混合，迅速进行消化反应，形成大量膏状物，包裹生石灰块表面，随化灰机转动，物料向前推移的同时，化灰机内壁粘附的膏状物随之逐渐离开悬浊液区域，由于石灰乳的特性，离开水后快速板结成疤，当疤块随化灰机转动再次进入悬浊液后，部分疤块溶解，部分残留，这样周而复始，化灰机内就会形成不均匀的结疤。但随着消化反应的进行，物料向前推进，大部分生石灰消化完成，未烧透的石灰石在化灰机起到冲刷作用，内壁中后段就不会结疤，这样化灰机只有前端大约4～5 m的区域结疤，连续运行超过10天，前端结疤厚度能达400～500 mm左右，造成化灰机偏心，运行电流不平稳，缩短传动设备寿命。

1.3 化灰机外筛堵塞

筛体部分为两层筛网，长度3 500 mm，内层孔径φ17，外层筛网为φ12/φ10的锥形孔，正三角形排列，板厚均为d=12 mm，分离出来的合适颗粒经常塞在孔内，內筛上由于存在大量的大块返石，起到冲刷作用，不易堵塞；而外筛则不同，一是物料颗粒小二是量少，颗粒堵塞筛孔后，没有自清理功能，因此一般设计外筛时，在壳体都加装冲洗装置，对部分堵塞筛孔的颗粒起到一定的作用，但对于塞的较紧的颗粒起不到任何作用，运行时间一长就会将外筛孔全部堵塞，固液分离效果差，致使化灰机频繁倒换，不仅增加职工的劳动强度，而且造成物料的浪费。

1.4 化灰机出料速度慢

由于导流抄板数量少，且捞取物料的面积小，消化反应后剩余的返石不能及时排出，在化灰机内堆积较多，不仅增加筒体内衬的磨损，化灰机运行电流大，而且化灰机流出的灰乳量也时大时小，容易引起灰乳转筛后端冒灰，浪费物料，增加劳动强度。

2 对策制定及实施

针对以上存在的问题，根据产生的原因，分别制定相应的解决方案。

2.1 进灰溜管内加装隔板

在“虾米弯”的弯头里增加一块斜隔板，隔板的下沿与弯头之间的形成的空间略大于进水管截面积，这是隔板起点的基准，然后以30°斜向上与管壁相连接，并在隔板上加装20 mm厚的铸锰板，这样生石灰先落在铸锰板上然后直接滑落至化灰机内，减少了物料的冲击，延长了运行周期，而且铸锰板抗冲击，耐磨损，生石灰这种性质的物料一般可用8年以上。水从隔板下方进入化灰机内，把水和生石灰分开，灰水进入化灰机锥体后再进行混合、反应，这样化灰机内空间大，还有间断抄板，生石灰因粉化而不会堵塞进水口，从本质上避免因操作失误发生事故。改造后的溜管见图2。

图2 进口溜管改造后示意图

2.2 化灰机前端加装冲洗喷嘴

根据结疤形成的原理来制定，按照结疤是一层一层逐渐形成的机理，采取的措施就是增加冲洗装置，及时把化灰机内壁粘附物冲洗干净，不让它形成初层，为此从机头增加一个水管，水管上安装适量的喷嘴。水管管径、壁厚要按照需要冲洗的范围、管道强度、喷嘴所需的流量及对进料口的影响等因素确定；喷嘴数量则取决于水的压力、喷嘴类型、覆盖的面积等因素。综合考虑上述因素后，我们采用φ57×5的管道从顶部进入，管道上分布三个螺旋喷嘴，能够覆盖结疤区域。

2.3 化灰机外筛加装钢丝刷

考虑到筛孔进入的返砂颗粒，卡在筛孔内，冲洗水不能彻底冲掉，说明颗粒卡在的孔内的摩擦力大于冲洗水的压力，要解决这一问题就必须使外部压力大于其摩擦力，如果将冲洗水增压，势必稀释灰乳浓度，对生产不利，为了不影响灰乳浓度我们考虑采用外部施力的方式，但由于化灰机外筛为加工件，同心度不好，安装一些成品刮板的话，只能刷掉部分区域颗粒，但不能保证全部筛孔被清理干净，于是我们采用钢板和螺栓将钢丝绳夹紧，安装在化灰机外筛的一侧，外筛旋转时用钢丝绳的柔性弥补同心度不好的问题，保证自制的钢丝刷始终与外筛可靠的接触。

2.4 调整化灰机内导流抄板数量及角度

将导流抄板的数量由14块增加至18块，原导流抄板的末端角度为30°，倒料时部分物料会落回化灰机内，相当于降低了有效做功，为此将末端角度适当提高5～10°，保证物料能够全部落到筛体上，从而使返石迅速排出。

3 实施后的效果

1)进灰溜管增加隔板后，经过一年多运行，没有发生过任何堵塞进水口的事故，铸锰板几乎没有磨损，效果良好。

2)化灰机前端增加冲洗装置后，能够满足15天的倒换周期，倒换后内壁不需要任何清理，干净如初，减少了职工的劳动强度。

3)增加钢丝刷后，化灰机外筛筛孔几乎不堵，并且减少了冲洗水用量，提高灰乳浓度指标。

4)导流抄板改进后，返石能够及时排出，灰乳流量比较稳定，为灰乳转筛稳定运行提供了较好的条件。

4 结 语

化灰机改造后，一年来能够稳定的运行，不仅减轻职工的劳动强度，而且延长了运行周期，提高了灰乳浓度指标。但也存在一定的不足，比如机头溜管增加隔板后，生石灰的流通截面积相对减小，如果生石灰中存在较大瘤块时，增加了进灰不畅的几率。再有增加钢丝刷装置后，钢丝刷长时间与外筛接触摩擦，一定程度上降低了外筛的使用周期。