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重碱离心机滤液流程改造及效益分析

2018-03-06,,

纯碱工业 2018年1期
关键词:纯碱母液固液

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(徐州丰成盐化工有限公司,徐州 江苏 221700)

我公司配备四台φ2800×27000轻灰煅烧炉,虽然单台炉设计能力可以达到450 t/d,但结合本厂及国内同行使用情况来看,单台炉最多只能维持380~400 t/d。经过几年的生产实践摸索,当纯碱日产量超过1 500 t,碱厂稳产、提产的瓶颈在煅烧系统。2011年我公司在项目配套中从德国克劳斯·玛菲公司(以下简称克玛公司)引进四台(后来一台拆作低盐重灰使用)SZ1000/2型转鼓推料离心机用于重碱的二次脱水,借以提高煅烧炉生产能力,但由于各种原因,特别是滤液外送问题,一直未能正常投用。为管控成本,提高设备利用率,借鉴国内同行使用经验并结合自身实际情况对重碱离心过滤工艺进行改造,特别是解决了制约离心机正常运行的滤液问题,离心机投入生产后,各项指标达到或者接近设计要求。

1 重碱离心分离工艺流程

碳化塔取出液经转鼓过滤机进行一次分离后,重碱经过重碱0号皮带、1号皮带,一部分直接进入4号皮带进入煅烧炉,另一部分经过2号皮带经分料刮刀分送至各离心机进口(剩余部分直接落到3号皮带和离心机出料一起送至4号皮带),重碱经离心机螺旋进料器送至加速分布锥内,加速分布锥将物料进行预加速,加速至主转鼓同样转速,然后将其均匀加至布料区,在布料区固体重碱被滤网挡住,并被推料盘推出主转鼓进入3号皮带,再通过4号皮带进入煅烧炉。

2 滤液输送中存在的主要问题

我公司先前之所以离心机不能长周期稳定运行,主要原因是不能解决滤液外送问题。按照开1~2台离心机,重碱水分下降4%~5%计算,产生滤液约2~4 m3/h,滤液少且固液比高达15%~20%,再加上泵的设计选型与滤液量极度不匹配,导致滤液管堵塞频繁,滤液外送困难,这是导致2011年第一次开车失败的主要原因;在2014年第二次开车过程中,通过往滤液桶内注入煅烧洗涤液进行稀释,滤液外送问题得到暂时解决,但是注入5~8 m3/h清水直接导致系统母液总存量飙升,第二次开机也以失败告终。

3 滤液系统的主要改造

通过对离心机现场调查以及总结前两次开车失败的经验教训,提出可采用MⅠ沉淀稠厚器溢流清液作为滤液稀释液,并将稀释滤液再次注入稠厚器进行二次稠厚的想法,并予以实施。滤液通过收集盒流入滤液桶,经滤液泵送至重碱MⅠ沉淀稠厚器进行稠厚分离,稠厚液体直接进入出碱槽,溢流液一部分返回MⅠ桶,另一部分继续返回滤液桶,作调节滤液使用。采用此流程后有以下几方面好处:

1)MⅠ属于系统母液不属于外来水,不会造成母液膨胀问题。

2)借用稠厚器溢流液母液可将滤液固液比降低至5%以下,彻底解决滤液固液比高,外送困难的问题。

3)稀释后的滤液再次注入稠厚器进行二次稠厚,可有效减少滤液中的产品损失(固含量约1.5%wt)。

图1 改造后的滤液流程图

4 改造效果分析

我公司四台SZ1000/2型离心机配备有洗水喷淋装置,用以进一步降低重碱盐分,由于使用此项功能会导致洗水进入母液系统,造成系统母液上涨,且加洗水会导致重碱水分相对于不加洗水偏高,所以在使用过程中并未添加洗水,仅用于脱水,下述数据也是在不加洗水状态下进行的收集。

表1 重碱离心分离生产数据

由上表数据分析得出数据,通过离心机后,重碱水分下降约为4.5%。盐分相比进料下降约0.095%,效果明显。我公司目前开两台离心机,重碱处理能力80 t/h,约占公司总产量的65%。进煅烧炉混合重碱水分降低约为3%,因重碱水分下降产生的效益计算如下。

4.1 蒸汽消耗降低年增效益

4.2 煅烧炉能力提高

通过查表得以下数据:

ig——3.0 MPa、280 ℃中压蒸汽焓值 2941.8 kJ/kg;

i0——240 ℃水蒸气液体焓值1 034.6 kJ/kg(一闪前温度240 ℃);

∑Q——煅烧制造1 t纯碱需要的热量 2 720 MJ。

即单炉能力提升约为8%(上述计算不包括因返碱量减小带来的炉气生产能力的提高,实际要高于8%),四台炉全年增加生产能力为1 600×0.08×330=4.2万t。

4.3 离心机电耗

两台离心机总装机容量(含皮带)为E=(75+45+4)×2+5.5+3+26=282.5 kW,按照电机运行功率因数0.8计算,功率为226 kW。

每年电费为226×330×24×0.8×0.7=125.29万元。(电价0.7元/kWh)

4.4 其他运行成本

人工费用以及三台离心机维修费,按照100万元/年估算。

离心机滤液带走的重碱结晶损失。

5 结 论

通过近一段时间的实际生产运行验证,改造后的重碱离心机滤液问题得到了彻底解决,设备运行平稳,产品质量和产量均明显提高。通过上述粗略分析可知,离心机作为提高煅烧炉生产能力的重要手段是非常有必要的,对煅烧乃至整个生产系统都产生深远而积极的影响。

[1] 韩行治.联合制碱工艺[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1989

[2] 刘光启.化学化工物性数据手册[M].北京:化学工业出版社,2002

[3] 韩光琨.利用离心机对粗重碱二次脱水工艺经济效益分析[J].纯碱工业,1996(4)

[4] 宋宗亮,王秉钧.离心机在重碱二次过滤中的应用及效益分析[J].纯碱工业,1998(6)

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