煅烧湿法除尘洗涤桶升级改造及应用

陈家圆,孙 明,江天明

(江苏苏盐井神股份有限公司第三分公司,江苏 淮安 223200)

1 除尘引风系统简介

煅烧车间除尘系统主要有引风机、负压管线、除尘塔、回水管线、洗涤水桶、洗涤水循环泵等构建组成,主要目的是通过负压将设备内的气态水引出。而运碱系统主要包含刮板机、斗提机、皮带机、碱筛、粉体流等传动设备,对纯碱物料运输、降温的作用。

图1 除尘系统流程示意图

洗涤桶的洗涤效率是影响碱尘洗涤回收与引风系统稳定的关键,主要作用是带有碱尘的气体在进入除尘系统前,通过第一道洗涤除尘,避免负压管线内部有碱尘堆积、结疤。

表1 工艺、设备一览表

2 洗涤桶介绍

如图2所示,洗涤桶上部有进气管线,中部设有进水喷淋管及螺旋喷头。桶身底部的负压管线、出水管线为一条管线,同时完成出气、出水。

图2 洗涤桶结构示意图

3 工作原理及堵塞原因分析

3.1 工作原理

洗涤水由进水管线进入,经过螺旋喷头,将洗涤水以圆形扇面的形式喷出,对自上而下,含有碱尘的气流洗涤。洗涤后的气流、水流分别进入洗涤桶底部,气流由负压管线去往除尘塔二次洗涤,洗涤后的碱液在重力的作用下,回流到洗涤水桶。洗涤水桶的碱液将作为重灰生产结晶的化合水使用。

当洗涤桶堵塞时,设备内部的气态水不能通过除尘负压系统引出,导致气态水在设备内降温凝结,与碱混合成为碱疤,堵塞设备的出口,导致传动设备堵停、损伤。

3.2 堵塞原因分析

1)喷淋水压不稳定,水流方向无法控制。水压过大时,喷淋水流速快,溅起水花至进气管口,形成半干半湿的交界处,该区域碱尘不能完全溶解,结疤成为碱块。导致洗涤桶内碱尘越积越多,最终完全堵住,运碱系统正压。

2)洗涤水内部结垢、杂质堵塞喷头,导致水流方向改变,洗涤水幕不形成扇面,或是洗涤水产生细流分支,在进水管以上的位置不均匀的喷水,造成碱尘聚集、结块。

3)喷淋喷洒方向单一,不能完全洗涤带有碱尘的气体,气流带着部分碱尘进入负压管道,在管道内粘结,最终堵塞管线,导致洗涤桶引风量小,运碱系统正压。

4 制定解决方案

4.1 消除干湿交界处

如果洗涤水以溢流的方式,可以消除水压不稳产生的水花,且含有碱尘的气流从洗涤水的上部进入,洗涤水通过水槽的方式均匀分布溢流,那么干湿交界点介于水面之上,没有支点可以形成碱疤。其次,溢流水槽本体被洗涤水全部覆盖,有效将气流平均分散,进入下部的洗涤区域。

因此我们制作洗涤水溢流槽:布水板。布水板采用钢板制作成,以中心主槽向两侧分别延伸出10个支槽,槽的高度为100 mm、槽宽为50 mm、为确保槽中的水流分部均匀,主槽中心增加φ30圆柱钢管,钢管两侧分别开出5个φ25 的圆洞,确保了每个支槽的水流均匀,平稳溢流。且布水板需水平安装,确保整个布水板可以在水平面以下,完全被溢流的洗涤水包裹。如图3。

图3 布水板

4.2 改善洗涤效果

为配合布水板的使用,将桶身的底部增加鲍尔环填料,不仅可以增加洗涤面积,而且产生的气流弯折,可以提升洗涤碱尘的效率。

经过试验对比,进气管线插入桶身内部50～100 mm,与布水板的距离≥200 mm,布水板与填料的距离≥200 mm,填料层的厚度≥500 mm,鲍尔环规格为100×100 mm的不锈钢材质。如图4。

图4 鲍尔环与改造后除尘洗涤桶

桶身采用圆柱形的钢管,上部为除尘的进气管,气流通过进气管进入桶内,被下部的布水板分散、洗涤,而后穿过布水板进入填料区域,在该区域发生折流,甩出的碱尘颗粒被自上而下的洗涤水溶解回收,气流经下部的出气管引出。水流在重力的作用下回流至重灰洗涤水桶。

4.3 洗涤桶细节控制

1)进气管线与设备连接的倒“V”形尽可能垂直,可以有效避免管线内部的碱尘堆积。那么就要洗涤桶与设备的距离越近越好。

2)填料层的厚度设计过程中要有可以调整的余量,避免设备因碱尘太多,而无法彻底洗涤碱尘。

3)桶身圆柱顶部增加环管喷淋,保持桶壁全部被自上而下的洗涤水覆盖,该喷淋对圆形桶身有较好的适应性,主要参考了公共卫生间墙面水幕。

根据原有洗涤桶生产过程中出现的问题,我车间根据逆向思维的方法,对设计的洗涤桶进行确定了最终方案。并模拟洗涤桶运行接入系统运行状态,将可能出现的问题进行改善。如图5。

图5 洗涤桶安装示意图

5 改造前后对比及进一步改造设想

经过改造,相关的工艺指标均有所改变,运碱系统的除尘效果也得到了不同程度的提升。改造前后对比如表2。

表2 改造前后对比

全部洗涤桶投用后,负压管线内部与引风机叶轮没有结疤的情况,有效消除除尘系统清理的工作量,并且避免了清理过程中产生次品碱的数量,也保护了车间现场环境。

目前,该洗涤桶已应用于生产,由1台引风机抽吸10个洗涤桶。改造后除尘系统不再出现堵塞的情况,但是该装置在生产过程中也暴露了新的问题。

1)设备的大小不同,洗涤桶无法根据对应设备的需求,调整相应引风量,分别尝试增加阀门调整,均出现了漏液、漏气的问题。因此,我们计划尝试增加填料层的密度来调整风量。

2)随着生产扩大、产能增加,该装置无法提供更多的洗涤水去满足洗涤碱尘的需求,如果增加洗涤水量,溢流水槽内流速过快,造成溢流水面分部不均匀,本体无法覆盖。还会造成水花溅至进气管线,造成堵塞。因此,我们计划尝试将填料区域下移至负压管线内,该方式可以将溢流水槽的槽高提升,增加洗水进量。