一種防止堿塵在爐氣管線干、濕交界處結疤堵塞的噴淋裝置

黃 超

(江西晶昊鹽化有限公司純堿分公司，江西 宜春 331200)

我國作為純堿第一生產大國，已有九十年的歷史，且近年來不斷發展，生產技術逐步提高，煅燒爐作為純堿生產中的重要設備之一，爐氣在三通管線內結疤一直是煅燒爐作業過程中的一大問題，只有采取措施避免堿塵在三通管線內壁的“干、濕交界處”結堿疤，才能有效提高生產效率。

1 原有噴淋裝置基本情況

1.1 堿疤形成的原因

經過帶濾機初步除去水分的濕重堿與適量的成品輕灰混合進入煅燒爐中加熱，煅燒分解產生純堿及大量的爐氣，爐氣中含有二氧化碳、氨、水蒸氣和堿塵等物質以及伴隨著大量的熱量，爐氣通過螺桿壓縮機抽負壓送至碳化重新制堿，其中高溫爐氣通過爐氣旋風分離器、熱堿液塔、爐氣冷凝塔、爐氣洗滌塔等設備已達到洗滌、凈化、降溫的目的，其中旋風分離器至熱堿液洗滌塔之間有一段豎管和橫管用φ1220不銹鋼彎頭連接(DN1200(B)R=1.5DN)經過爐氣三通管線(彎頭、中心筒和橫管)輸送至熱堿液洗滌塔洗滌，在該段氣體流向出現彎折、特別是在冬天彎頭出現巨大的溫差。目前大部分堿廠此處的彎頭連接方式多采用90度或45度的連接中心筒與橫管，由于爐氣主要含有大量的水蒸汽和堿塵，在經過三通管線輸送時容易在管線內部形成堿疤，需定期停爐清理，不然會造成三通管線堵塞，影響煅燒爐操作系統的整體平衡。為解決上述問題，通用方法是在彎頭處設施噴淋裝置，但傳統的噴淋方式并不能有效阻斷水汽的上升，不僅不能很好的解決三通管線結堿疤的問題，還會使堿疤集中在三通管線的“干、濕交界處”，因此需要采取措施避免堿塵在三通管線內壁的“干、濕交界處”結堿疤。

1.2 原有噴淋裝置情況

傳統的噴淋方法是利用循環熱堿液洗滌在旋風分離器和熱堿液塔之間設置熱堿液噴淋管，此方式雖然能去除爐氣中一部分堿塵，但是在三通彎頭“干、濕交界處”極易產生堿疤，并且為了防止水汽進入中心桶，特別是在下U形彎頭部分無法進行噴淋洗滌，噴淋水也容易形成水霧增加了結巴的數量，為了防止堿疤影響輕灰爐氣系統，在各純堿廠煅燒車間都是在φ1220大彎頭處增加人孔，并安排每班清理一次，即使是每班清理，還需定期停爐清理。但是化工頻繁開蓋既增加了人員勞動強度也容易造成系統真空波動(每次清理之前必須要求壓縮抽大負壓以保證清理人員安全，如果忽然出現正壓情況高溫爐氣噴出易引發燙傷事故)。

2 一種防止堿塵在爐氣管線干、濕交界處結疤堵塞的噴淋裝置

2.1 新型噴淋裝置設計方案

新型噴淋裝置包括中心筒、橫管和熱堿液洗滌塔。其中橫管水平設置在中心筒和洗滌塔之間，右端與熱堿液洗滌塔的法蘭相連通，左端與中心筒的頂部側壁之間設置有彎頭，彎頭的一端與中心筒的頂部側壁相連通，另一端與橫管左端的上部相連通，且與中心筒之間的夾角小于90°，使得上端到下端圓弧過渡，φ1220 不銹鋼彎頭安裝的高度和角度直接影響了堿疤的形成，依據負壓、爐氣含量、密度、溫度等因素利用軟件模擬氣流走向，結合噴淋安裝的高度和現場實驗，φ1220不銹鋼彎頭與中心筒之間的夾角不能大于90°。橫管內設置有噴淋管線，噴淋管線包括左側L形噴淋管和右側L形噴淋管，左右對稱設置在橫管內，左側L形噴淋管水平段的端點和右側L形噴淋管水平段的端點向相反的方向延伸，兩側噴淋管的其中一端均穿過橫管的頂壁并突出于橫管上，便于與外界洗滌液輸送管道相連通；左側L形噴淋管的另一端延伸至橫管左端的內壁，距離一定要超過三通彎頭，右側L形噴淋管的另一端穿過橫管的右端并突出在洗滌塔內，左側L形噴淋管和右側L形噴淋管水平段的外表面均開設有開孔，且彎頭正下方的左側L形噴淋管的水平段只在中下部開設開孔，目的是為了防止水流破壞上部噴淋水幕，彎頭下方的左側L形噴淋管只在下方開孔噴灑，上方未開孔是防止噴淋液通過彎頭進入中心筒產生堿疤，右側L形噴淋管的水平段、偏離彎頭正下方的左側L形噴淋管的水平段部分的同一圓周面上的開孔呈圓周陳列分布，開孔的圓周陳列分布可以使噴淋管線進行360°全方位的噴灑洗滌，使橫管內壁充分接觸洗滌液，從而無法形成堿疤；彎頭與橫管的連接處設置有噴淋頭，噴淋頭位于橫管的上部且正對左側L形噴淋管的正上方，噴淋頭設置在彎頭下端，并位于左側L形噴淋管上方，使得在洗滌溶解彎頭與橫管連接處的堿塵的同時，自身形成的水幕也能對整個橫管內產生的水汽起到了阻斷的作用，避免水汽往彎頭方向流動，從而達到了消除“干、濕交界面”的效果，有效地解決了三通管線結堿疤的問題；且噴淋頭通過L形管道固定在彎頭的內壁上，L形管道的上端穿過彎頭并突出于彎頭外，便于與外界洗滌液輸送管道相連通。

2.2 實施調試

下面結合圖2.1，對新型噴淋裝置的具體實施方式作進一步說明。在本實施例中，為提高左側L形噴淋管、右側L形噴淋管和L形管道防腐能力，延長它們的使用壽命，左側L形噴淋管、右側L形噴淋管和L形管道均為φ57不銹鋼材質的管材。為擴大噴淋的范圍，開孔呈長條形，且大小為20 mm×3 mm。為使洗滌液通過噴淋頭完全噴散開來，既能夠洗滌溶解堿塵，又可以阻止橫管內的洗滌液水汽向彎頭上方移動，噴淋頭呈圓錐形，且噴灑頭的出水端的縮徑為φ12。進一步的，為保證左側L形噴淋管和右側L形噴淋管的噴灑范圍，右側L形噴淋管的水平段、偏離彎頭正下方的左側L形噴淋管的水平段部分的同一圓周面上的開孔的數量為3個，且3個開孔呈圓周陳列分布，開孔的長邊沿圓周方向延伸。

圖1 爐氣管線噴淋裝置

3 結 語

本研究為解決堿塵在爐氣管線干、濕交界處結疤堵塞這一問題設計了一款新型噴淋裝置，此裝置不僅可以對彎頭與橫管連接處的堿塵進行洗滌溶解，又可以避免洗滌液自身形成的水幕向上流動，從而對整個橫管產生的水汽起到了阻斷的作用，達到了消除“干、濕交界面”的效果，有效地解決了純堿煅燒爐爐氣在三通管線的“干、濕交界處”結堿疤的問題，在提高純堿生產效率具有顯著效果的同時也大幅度降低了崗位職工的勞動強度，延長了設備使用周期，減少了生產系統的波動。