煅燒爐冒堿問題的解決方法

阿曼古麗

（新疆化工集團哈密堿業有限公司，新疆 哈密 839001）

公司20萬t／a改擴建過程中，生產系統的各個裝置都將不同程度的進行改造和完善，為解決煅燒爐制約生產的瓶頸，對煅燒爐進行了一系列單體改造：改造爐頭、增加換熱面積、加大主電機功率、增加變頻調節轉速、去除拋料機、更換重堿絞龍等，還對爐氣系統及附屬配套設施加以改造和完善。但改造后加量生產時煅燒爐仍然出現冒堿現象，而煅燒爐冒堿也一直是困擾生產的難題。

1 爐氣回收系統流程簡介

重堿煅燒所產生的爐氣主要成分為二氧化碳、氨、水蒸汽和堿塵。爐氣要經過旋風分離器及洗滌器先處理回收爐氣所帶的少量的堿塵；再經過母液洗滌塔用冷母液洗滌、冷卻，提高冷母液溫度，提前蒸出母液中的部分二氧化碳和氨，提高爐氣中二氧化碳濃度和氣量；最后經過爐氣冷凝塔及爐氣洗滌塔冷卻、洗滌回收爐氣所帶的氨，洗滌后的濃度90%的爐氣去壓縮工序。

2 煅燒爐冒堿原因分析及解決方法

2.1 重堿投入量及壓縮抽氣量的優化調整

重堿投入量是影響煅燒爐操作最活躍的因素，也是調節煅燒爐操作最及時的手段，由于重堿的投入量實際上即是煅燒爐的生產能力，重堿投入量根據煅燒爐本身的設備條件、工藝條件及外部生產條件如重堿水分、蒸汽壓力、壓縮真空而定。重堿投入量大，而壓縮抽氣量小，爐氣系統憋氣造成煅燒爐爐頭密封段嚴重冒堿，不但污染工作環境外，還損失部分氨、CO2及純堿；而且增加分離器的清理次數。但重堿投入量也不能太小，為提高爐氣中CO2濃度要避免煅燒爐氣系統真空過大，盡可能減少空氣的漏入量。重堿投入量只要保持均衡，壓縮真空也能保證相應的穩定，如果投入量不均時應采取適當擋堿或加堿進行調節。

2.2 優化操作，提高重堿燒成率

重堿結晶顆粒大，含水分少，則燒成率高。重堿水分低，在煅燒爐的結垢輕，需要返堿量也少（重堿水分每降低1%所需返堿量約減少0.217t／t），可以提高煅燒爐的生產能力。并且煅燒所消耗的蒸汽亦較少。為了提高燒成率一方面應加強工藝管理，優化碳化工序操作，提高重堿結晶質量；另一方面要加強濾過操作，降低重堿水分，提高燒成率。

如下分析重堿水分對爐氣系統的影響：

1）我公司目前濕重堿水分平均值在17.5%左右，濕重堿成分（實際值）%：

2）濕重堿水分16%左右時，濕重堿成分（實際值）%：

3）計算爐氣總量：

計算以1t純堿為基準。

重堿中的NaHCO3、NH4HCO3反應后生成的CO2、H2O及NH3的量可按化學反應式計算：

①燒成率50.8%時爐氣總量：

設空氣漏入系數為總分解氣體的1.5%。

標準體積爐氣總量：

②同樣算法，燒成率52.8%時爐氣總量：

標準體積爐氣總量：

從以上分析可以看出生產1t純堿，水分由17.5%降至16%時可減少爐氣量為：919.97－839.55＝80.42Nm3／t。目前我公司煅燒爐單爐生產能力可達到7.5t／h，則爐氣體積相差80.42×7.5＝603.15Nm3／h，相當于提高產能603.15／839.55＝0.72t／h。

總之，提高重堿燒成率，可以提高煅燒爐生產能力的同時減少爐氣體積，減輕壓縮機負荷，減輕冒堿現象。

2.3 各段爐氣管線加裝壓力表

煅燒冒堿有時也存在著其它塔器設備以及管線堵塞現象。母液洗滌塔、爐氣冷凝塔及爐氣洗滌塔等處分別加裝主控壓力表。若遇到冒堿時可以從各段壓力差，判斷問題所在，便于對設備或管線進行清理或檢修，也便于下段氣含氧量的檢查，達到事半功倍的效果。

2.4 降低爐氣溫度，加強操作控制

爐氣的溫度是維持正常操作的基本條件，爐頭出氣溫度低于100℃會使爐氣中的水蒸汽凝結導致堿疤在管道內形成，造成堵塞，產生爐氣系統冒堿。爐氣冷凝塔出氣溫度過低，形成碳酸銨鹽的結晶堵塞波紋管，造成爐氣系統阻力大。爐氣洗滌塔出氣溫度過低，造成耗水量大并引起洗水不平衡；溫度過高不但增加爐氣體積，還增加爐氣帶走的氨，造成氨損失，有時還形成碳酸銨鹽結晶，凝結在壓縮機入口通路，影響進氣，同時還影響壓縮機大氣效率導致爐頭冒堿。

假定生產1t純堿，當溫度在40℃的爐氣體積為919.97Nm3／t，則當溫度在50℃時體積就為：

由此分析出，當爐氣溫度控制在40℃和50℃時體積差為1149.96－919.97＝229.99Nm3／t。

單爐生產能力7.5t／h時，可增加爐氣體積為229.99×7.5＝1 724.93Nm3／h，相當于降低生產能力1 724.93／919.97＝1.87t／h。而且爐氣溫度每升高1℃，壓縮機功率將下降1%。所以可以看出適當降低爐氣溫度對于減輕煅燒爐冒堿有十分重要意義。爐氣冷凝塔出氣溫度嚴格控制在38～45℃之間。

2.5 優化控制爐頭壓力及碳化塔進氣壓力

正確維持爐頭壓力可以獲得高濃度的CO2和高的爐氣回收率，還能減少各部位及輔助設備的結疤機會，改善車間工作環境。另外，隨著產量的提高，爐氣系統產生不平衡現象，碳化下段氣壓力過高時造成爐氣流速減慢，爐氣在管道內膨脹導致爐頭冒堿，被迫擋堿，維持生產。所以，本崗位調節無效時及時聯系壓縮崗位及調度適當提高爐氣真空的同時要保證正常的碳化塔塔底壓力，這樣可以消除冒堿現象。重堿煅燒正確的操作選擇是常壓或微負壓。

煅燒爐爐頭壓力控制在±50Pa的前提是必須保證適當的壓縮機吸入真空的同時，碳化塔塔底壓力應控制在0.28～0.30MPa之間。

2.6 嚴格控制爐氣系統塔器設備的液位

爐氣系統設備液面過高時造成液封、堵住爐氣進出氣管線，嚴重影響爐氣的正常抽氣量導致爐頭冒堿。所以必須保證儀表設備的完好率，加強操作，液位控制在1／2～2／3之間。

［1］ 楊志國，陳勤.完善煅燒爐改造的配套措施確保20萬t純堿改擴建工程的順利實施［J］.新疆化工，2007（4）

［2］ 楊志國，陳勤.完善煅燒爐改造的配套措施［J］.純堿工業，2007（5）

［3］ 艾合買提，司馬義，阿曼古麗.淺談煅燒車間工藝管理及改進［J］.純堿工業，2005（6）