石灰質量對石灰消化提渣機運行的影響及解決措施

邵瑩珠 王 濤 魏忠峰 周華偉

(汶瑞機械(山東)有限公司,山東安丘,262100)

·石灰消化提渣機·

石灰質量對石灰消化提渣機運行的影響及解決措施

邵瑩珠 王 濤 魏忠峰 周華偉

(汶瑞機械(山東)有限公司,山東安丘,262100)

介紹了石灰消化提渣機的結構及原理,根據實際使用案例,闡述了石灰質量對石灰消化提渣機運行的影響及相應的解決措施。

石灰消化提渣機;廢渣;石灰質量

(＊E-mail:info@wenrui.com.cn)

Abstract:Lime slaking stage elevator is one of the necessary equipments in causticization process,it plays the key role in upgrading the causticization degree although the equipment has s imple structure and working principle.If the equipment is not operated properly the causticization degree will notmeet the requirement,even all equipments in causticization plant or whole paper making plantwill not be running normally.The screw shaftwillwear down seriously and even break downwhen the slaking stage elevator is used in themillswhere low quality lime is used,the Ca(OH)2content in the stage ismuch higher than the requirement and the stage becomesmilk state.

Key words:lime slaking stage elevator;stage;lime;lime quality

石灰消化提渣機是苛化工段(見圖1)不可缺少的設備,該設備將綠液(主要成分Na2CO3)和生石灰(主要成分CaO)攪拌混合并進行消化反應,形成消化乳液(CaCO3和NaOH),并用石灰提渣機將乳液中不能消化的廢渣提出。

1 石灰消化提渣機結構與工作原理

1.1 石灰消化提渣機類型與結構

石灰消化提渣機有耙式和螺旋式兩種。耙式石灰消化提渣機產量低且維修率高。螺旋式石灰消化提渣機逐漸取代了耙式石灰消化提渣機,將耙齒的往復式運動改為螺旋的連續式運動,不僅大大提高工作效率、簡化結構、降低成本,而且延長了使用壽命,使維修更加方便。

石灰消化提渣機的結構總體分為消化器和提渣機。螺旋式石灰消化提渣機的消化器由傳動裝置、筒體、攪拌裝置組成,筒體中間有隔板,把攪拌裝置分為上下2層;提渣機由槽體、螺旋軸、傳動裝置3部分組成,螺旋軸傾斜角度小于30°,槽體底部為U 形,上部擴大為錐槽形(見圖2)。

1.2 工作原理

生石灰與綠液從消化器頂部加入后,首先在消化器上層筒體進行消化反應,然后經中間隔板的開孔進入下層筒體,在兩層攪拌裝置的混合攪拌中使CaO充分被消化,消化時間15～20 min,形成消化乳液,消化好的消化乳液從提渣機中部溢流口進入苛化器,生石灰中未被消化的雜質由螺旋葉片輸送到螺旋出渣口,使之與消化乳液分離。

2 使用案例

2.1 案例1

東北某紙廠、山東某紙廠石灰消化提渣機提出的廢渣中Ca(OH)2含量約25%(以CaO計,下同),加入石灰消化提渣機中的生石灰有效CaO含量在80%1300℃)。燒制時間要把握好,燒制時間短,燒制不完全時,中心仍是石灰石;但燒制過度,則出現硬化現象(過燒),導致消化時間長(如室溫冷水和燒制好的生石灰反應的時間長達12 h)。

圖1 石灰消化提渣機流程圖

圖2 石灰消化提渣機(螺旋出渣)的結構

2.1.3 運輸要求

生石灰出爐后要對其進行密封,防止吸潮,從出窯到使用不能超過24 h,否則生石灰會與空氣中的水蒸氣和CO2反應,表面生成CaCO3,消化速度減慢。

2.2 案例2

東北某廠選用鐵青色石灰石燒制生石灰,由于此石灰石難燒透,因此燒制時間需長達48 h,外表面過燒,此時,在生石灰中加水后長達6 h也不發生消化。用石灰消化提渣機把未被消化的生石灰全部提出去,經1～2天后渣堆中的生石灰才與從提渣機中帶出的部分液體反應。

現東北白青色石灰石比較緊缺,大多是鐵青色石灰石。因此在石灰石質量無法保證的情況下,要消化完全,可采取如下措施:

(1)延長消化時間(標準消化時間15 min,設計時間一般為20～25 min)及換大型石灰消化提渣機。石灰消化提渣機中反應50 min可使排出渣中的Ca(OH)2含量在10%以下。將TZ50(50 m3的石灰消化提渣機)改換為TZ100或再增加1臺TZ50。

(2)改造現有的石灰消化提渣機。如在綠液量不變的情況下,針對現有的石灰消化提渣機和生石灰,可通過改造設備來實現排出渣中Ca(OH)2含量在10%以下。根據現場情況,提高200 mm液位(生產廠家一般在提渣機溢流口留有沸騰余量)可增加TZ50的容積,在綠液量不變的情況下,相當于延長了反應時間。綠液進口正對生石灰進口,改變綠液進口方向使之與攪拌裝置相反,從而形成了反向攪拌,這樣既可延長生石灰的消化時間,又對稍大顆粒的生石灰起到反向攪拌碎解作用。目前,在綠液量80 m3/h時,石灰消化提渣機排出渣中Ca(OH)2含量在10%以下;120 m3/h時,排出渣中Ca(OH)2含量約17%。將螺旋葉片開孔形式進行改進:開口長度200 mm、高度20 mm,螺旋葉片開口處不能在葉片最底端,因為最底端有很多未消化的生石灰粉末,還可以消化,必須在位于螺旋軸底部上垂直高度1200 mm以上,符合行業標準,但消化速度非常慢,為了找出根源問題,去當地石灰窯廠去咨詢,得出以下結論。

2.1.1 燒制生石灰的材料

燒制生石灰的材料是石灰石(主要成分為CaCO3),由于石灰石中雜質成分不同,根據顏色分為3種:白青色、鐵青色、黑青色石灰石。

白青色石灰石具有脆硬、易斷裂以及不耐燒(CaCO3轉化成CaO的速度快)等特性,燒制成功后,加水易爆,消化速度快,黏度小,一般用于化工行業進行置換堿液(NaOH),如果用于建筑工業,則建筑物會出現細小裂紋。

鐵青色石灰石的硬度非常高,不易斷裂、耐燒,燒制成功后,加水不易爆,消化時間長達12 h,黏度中等。

黑青色石灰石的脆硬性、斷裂性、耐燒性在白青色和鐵青色石灰石之間,消化速度快、黏度大,一般用于建筑工業。

2.1.2 生石灰燒制與消化速度

選定石灰石后的下一工序是燒制,這一環節非常關鍵。不同石灰石的燒制溫度不同(1100～左右進行開口,開口螺旋葉片數量大約為11片,開口長度(螺旋軸方向的長度)約5.5 m。把未消化的生石灰顆粒從螺旋葉片開口處落下,然后又經過螺旋葉片旋起,形成循環攪拌且促進消化,延長了難消化生石灰的消化時間,而大的石灰石、石灰渣被輸送到出渣口排出。

需要注意的是,改進螺旋葉片時,需準確測量消化時間,先開6片螺旋葉片進行試車運行,再根據廢渣中Ca(OH)2含量及螺旋上廢渣的聚集情況,增加螺旋葉片開口的數量。停機改造時,需注意消化器底部泥的淤積情況,淤積高度不能超過200 mm,否則就有淤消化器的可能。在淤積高度不超過200 mm下改造,直到渣中Ca(OH)2含量在10%以下。

2.3 案例3

廣西某紙廠為了以后擴產,選擇了TZ24(24 m3石灰消化提渣機),實際綠液量20 m3/h,在消化器內消化約80 min,提渣機轉速11.5 r/min,白泥隨渣子沉淀到底部,螺旋把白泥、沙子、石灰石全部提走,渣滓中Ca(OH)2含量約30%。

處理方式:攪拌裝置上面有上下兩層大耙,把上面第一層大耙割下,綠液(或白液)和生石灰直接進入到第二層大耙;降低提渣機的溢流口高度使之與第一層大耙底端高度相同,這樣可以減少1/2的消化時間,然后螺旋葉片在溢流口附近開口,形成攪拌,部分Ca(OH)2被擴散到溢流口中被帶走,這樣可以減少部分渣滓中Ca(OH)2含量。改造后,渣滓中Ca(OH)2含量在15%左右,基本符合廠家要求。或者直接更換符合產量的石灰消化提渣機。

3 結 語

針對不同綠液處理量選擇石灰消化提渣機的規格非常關鍵。規格太大會造成消化時間過長,乳液中Ca(OH)2形成沉淀而被螺旋帶走,不僅造成浪費,而且造成環境污染;規格太小達不到產量,大量地加生石灰,但消化時間達不到15 min時,許多生石灰未充分被消化,出現沉淀現象而被螺旋排出機外,不僅浪費而且造成環境污染;其次就是選擇生石灰,不但要保證CaO的百分比,而且還要注意消化時間,消化時間是非常重要的技術參數。

(責任編輯:陳麗卿)

I mpact of the L ime Quality on theRunn ing of Slaking Stage Elevator and Its Solution

SHAO Ying-zhu＊WANG Tao WEI Zhong-feng ZHOU Hua-wei

(W enruiM achinery(Shandong)Co.,Ltd.,Anqiu,Shandong Province,262100)

邵瑩珠先生,工程師;主要從事苛化工段設備的設計開發工作。

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0254-508X(2010)03-0076-03

2009-11-09(修改稿)