聯堿輕灰粉體流涼堿器中試小結

包友興，夏文菊

（中鹽昆山有限公司，江蘇昆山 215335）

聯堿輕灰粉體流涼堿器中試小結

包友興，夏文菊

（中鹽昆山有限公司，江蘇昆山 215335）

為實現聯堿輕灰粉體流涼堿的工藝創新，擬采用密相輸送與板式換熱相結合技術，達到輕灰涼堿過程節能減排目的，為此而進行輕灰粉體流涼堿器的工廠試驗，并取得較好的工藝結果。

純堿；設備；粉體流涼堿；中試

1 中試背景

目前，我國純堿行業包括氨堿法和聯堿法生產過程都采用涼堿工藝，適應內襯膜雙層編織袋包裝物對純堿包裝溫度的要求。國內涼堿設備主要是螺旋漿式涼堿機、回轉式涼堿機、流化床沸騰涼堿爐等。國外純堿有許多生產廠采用粉體流涼堿工藝，主要技術是密相輸送與板式換熱相結合，其優點是節能減排，把動設備涼堿機改為靜設備涼堿器，既可節約電能，又避免堿粉塵飛揚，改善車間環境。

國外純堿是以重質堿（重灰）占主導地位，他們應用的是重灰粉體流涼堿器。國內青海昆侖堿業引進重灰粉體流涼堿工藝取得比較好效果。我們要利用工廠搬遷的機會，實現技術和設備的創新，其中就包括純堿冷卻工藝的創新。

鑒于目前還沒有輕質純堿（輕灰）粉體流涼堿器應用實例的情況下，我們設想通過試驗驗證粉體流技術適用于輕灰涼堿工藝的可能性。為此，我們通過上海夏勒工業設備有限公司與加拿大Solex公司商定，共同進行輕質純堿（輕灰）粉體流涼堿器中間試驗。

2 中試目的

1）通過輕灰粉體流涼堿器中間試驗，驗證輕灰粉體流涼堿器應用于聯堿裝置輕灰冷卻可能性。為輕灰粉體流涼堿器設計提供基礎數據。要求設備能力：聯堿輕灰冷卻能力：37.5t／h·臺（30萬t／a·臺），輕灰冷卻工藝要求：180℃降到70℃。

2）證實Solex粉體流涼堿器在輕灰領域的適應性并評估試驗裝置在真實條件下的運行情況。

3）核實輕灰物料在所選擇的傳熱板間距的流動情況，是否滿足并維持密相輸送（采用振動式下料器）。

4）證實在該范圍的參數下不會出現物料在傳熱板表面堆積或結塊。

加拿大Solex公司粉體換熱技術有效地將固體顆粒密相輸送原理與板式換熱器技術創新的結合在一起，使粉體流換熱器能有效的冷卻物料，是一種低能耗，低運行成本，操作環境較好的一種先進工藝。

粉體換熱技術要求粉體物料具有較好的流動性，粉體物料流動性與密度呈正相關。輕灰密度為0.5g／cm3，重灰密度為1g／cm3左右，兩者密度相差1倍。輕灰是否具有良好的流動性，這就是我們所要關注的技術問題之一。另外要關注輕灰物料在冷卻過程中在換熱板表面的會不會結疤和如何防止結疤的問題。

3 中試裝置

3.1 中試裝置

3.1.1 換熱板組結構雙層板組，每組7塊，我們實測每塊換熱板：

δ＝3mm L＝885mm S＝305mm

按換熱要求計算的總面積7.56m2，總高度約3.54m。

換熱板平均間距28mm。

容積：3.54×0.238×0.305＝0.257m3。

3.1.2 輕灰物料流程

聯堿廠南片煅燒五樓輕灰埋刮機開口→簡易堿篩→輕灰粉體流涼堿器→1＃堿倉→包裝計量。

3.1.3 冷卻水流程

聯堿廠南片煅燒二樓軟水管開口→水表→水溫加熱器→水質過濾器→水流量調節器→輕灰粉體流涼堿器下板組→上板組→排出。

輕灰粉體流涼堿器上部進料倉接有吹掃干空氣。

采用振動式下料器出料。

圖5 輕灰涼堿器中試裝置示意圖

3.2 試驗裝置能力

可以使用40℃的冷卻水將400～450kg／h的物料由180℃冷卻到≤70℃。

4 試驗時間

安裝時間：2012年5月23日下午至27日。

測試時間：2012年5月28日至6月10日為第一階段，6月11日～6月22日為第二階段。

5 中試數據處理

中試數據見表1。

5.1 換熱板傳熱系數K值計算

輕灰堿進料151.43℃，冷卻后出料75.2℃。

冷卻水進口43.15℃，出水61.53℃。

表1 輕灰粉體流涼堿器樣機試驗操作報表

1）逆流換熱操作平均溫度差：

2）熱負荷Q計算：

3）傳熱系數K

5.2 輕灰物料停留時間

中試輕灰密度：450kg／m3。

6 中試結果與討論

6.1 中試結果

1）輕灰具有較好流動性，從破壞性試驗中也說明這一點。粉體換熱技術適用于輕灰涼堿過程。

2）初步核定換熱板間距和傳熱系數及輕灰物料停留時間。

3）認識到輕灰粉體流涼堿過程中換熱板表面結疤現象和防止換熱板表面結疤技術。

6.2 防止換熱板表面結疤技術

據了解到的情況，粉體流換熱工藝應用在化肥尿素、復混肥等吸潮（濕）性物料時，換熱板表面要發生結疤現象。目前輕灰冷卻方法螺旋漿式涼堿機、流化床涼堿機、回轉爐式涼堿機等也存在結疤現象。結疤現象是涼堿過程的共性問題，螺旋漿式涼堿機的漿葉表面結疤是嚴重的。

從換熱板表面發生結疤的機理分析是水與輕灰Na2CO3反應生成Na2CO3.xH2O過程，換熱板表面積水滴（水霧）是主要因素。換熱板表面溫度低于周圍空間的空氣的露點時，積水滴（水霧）形成。好象夏天，經冷藏后的冰啤酒放在飯桌上，會在冰啤酒瓶外表面出現露水的道理一樣。所以，防止換熱板表面結疤技術就是防止換熱板表面積水滴（水霧）。

從理論上分析清楚之后，我們就要嚴格控制換熱板周圍空氣的露點值。在換熱板垂直的層面，要做到物料輕灰溫度＞冷卻水溫＞露點。主要辦法有：

1）提高冷卻水進口到40℃左右；

2）充入少量干空氣；

3）保持輕灰滿料位操作。

通過輕灰粉體流涼堿器中間試驗取得工藝基礎數據，為設計制造大型輕灰粉體流涼堿器奠定技術基礎。

TQ 114.15

A

1005－8370（2012）06－17－03

2012－08－24