张伙荣，李正国，李征徐，王统团，马海雷

(连云港碱业有限公司，江苏 连云港 222042)

本公司纯碱产能120万t/a，设8台石灰窑及附属设施。氨碱法纯碱生产中，石灰石煅烧过程中的两个产物：窑气和生石灰，满足重碱碳化所需的CO2和蒸馏工序中氨的回收所需的石灰乳。在生石灰满足母液蒸量的情况下，石灰窑产生的窑气量是过剩的。

当前公司的生产负荷下，蒸馏母液蒸量约为900 m3/h。按照石灰石消耗目标1 256 kg/t碱计算，可以折算出每小时所需石灰石(石灰石含量CaCO390%，MgCO35%)量约为202 t。窑气浓度(含CO2量)按40%计算，产生的窑气总量为18.0万m3/h。按照纯碱窑气当量为700 m3/t碱计算，实际碳化需窑气量为145×700=10.2万m3/h，窑气过剩量为18-10.2=7.8万m3/h。过剩窑气一般直接通过窑顶放气帽外排，随着环保要求的日益严格，尤其是华东地区，不允许含尘气体不达标外排，解决窑顶扬尘的问题显得尤为重要。

1 石灰窑顶温、灰温指标控制

石灰窑的顶温、灰温指标是反应石灰窑况最重要的工艺指标。

顶温(120～160 ℃)低于100 ℃，窑气中的水汽冷凝与含尘窑气一起进入布袋后会堵塞布袋通道，降低除尘效率。顶温过高超过200 ℃会烫坏布袋，影响除尘效果。

灰温指标(≤70 ℃)高，表明石灰石生烧，石灰窑热损失大；从安全生产角度出发，必须加大进窑风量对生石灰进行冷却，风量的增加必然窑气量增加，不但造成窑气浓度低，而且超过布袋除尘的处理能力，造成窑顶扬尘。

这要求在生产运行过程中，要关注窑气浓度和生石灰的灰质情况，严格控制顶温、灰温指标，发现问题及时调整，尤其是石灰石原料来源切换过程中，要根据石灰石质量和粒度及时调整焦比。

2 石灰石、焦炭原料质量的控制

焦炭的质量总体稳定，本文不作过多论述。石灰石的质量主要指碳酸钙含量和粒度。

碳酸钙的含量越高，石灰石品位越好。碳酸钙含量低，酸不溶物含量大于5.0%，窑内极容易结瘤子。结瘤子对石灰窑的运行工况是极不利的，会造成顶温、灰温指标失控，出灰转盘损伤等，严重时造成生产减量，窑气用量大减，窑顶必将扬尘。

石灰石的粒度应在50～150 mm之间。粒度大小不均是影响石灰窑稳定生产的最大因素，粒度大的石灰石生烧，造成灰温高，粒度小的石灰石在窑内过烧结瘤子。最极端的情况就是灰温高且下瘤子频繁，为了保证职工进窑安全必须加大风量，冷却灰温，造成顶温升高，对布袋除尘器造成损伤。

主动掌握石灰石原料变化，减少石灰窑生产波动，有利于窑顶扬尘量的控制。

按照纯碱产量145 t/h、石耗1 256 kg/t碱计算，产生的窑气量18万Nm3/h，如果把消耗控制在历史最好水平1 190 kg/t，那么窑气量将减少(1 256-1 190)×18/1 256=0.95万m3/h，这对窑顶布袋是一个有利因素。

降低石耗需各部门通力合作，供应部提供优质石灰石、石灰车间稳定窑况、提高灰乳浓度，重碱车间加强废液过剩灰控制。

3 控制窑顶扬尘的改造

3.1 增加窑顶布袋除尘器

根据上述计算窑气过剩量，2019年本公司新上三台窑顶外滤式布袋除尘设备(两台设备处理能力5万Nm3/h、一台为3.5万Nm3/h)。分别从窑顶放气帽和转锅处引入吸气管经旋风分离器后进入布袋除尘。每台设备拥有6 m长的布袋432条，过滤面积1 200 m3；通过电动调节阀控制进布袋窑气量，经除尘后排空，含尘可降至10 mg/m3。积灰通过绞龙送入泡沫塔地沟，随冲洗水流入污水池。

布袋除尘运行以来，窑顶扬尘及周边环境得到极大的改善。但经过近两年的运行，滤袋时有堵塞现象，布袋进出口压差越来越大，布袋运行效率明显降低，虽然对布袋进行吹扫，但效果不佳。处理能力下降，所以定期(18个月)更换布袋。

3.2 加强原料筛分，加除尘水和蒸汽抑尘

1)为避免细物料和泥土进入石灰窑造成扬尘，通过调低H筛倾斜度，延长石灰石在震动筛上停留时间，增加筛分效果；并且在振动筛上加喷淋水，减少扬尘。

2)在8台石灰石仓下料口处增加低压蒸汽除尘，减少石灰石进料斗和在窑顶进转锅落料时的扬尘。

3.3 窑顶密封系统改造

窑顶密封不严也是造成窑顶窑气扬尘的一个重要因素。石灰车间窑顶密封系统包括：放气帽、窑顶混合进料溜管、窑顶转锅动静环与钟帽吊杆连接处、人孔盖。

1)放气帽为石灰窑停窑检修时窑内作业提供安全保障。在运行过程中，要求放气帽严密关闭。放气帽与放气桶管壁密封采用耐高温的布袋滤布作为密封，密封效果明显。

2)窑顶混合进料溜管之前是敞口式，当钟帽打开的一瞬间，窑内正压的窑气瞬间通过转锅和石灰石携带的泥沙一起逸出。在进料溜管上增加挡板(钢板上加橡胶皮)，挡板依靠进料时冲击力和自身重力自动开启和封闭溜管，防止窑气外溢。

3)石灰窑转锅作用是保证石灰石和焦炭混合料在窑内均匀分布。恢复转锅与密封罩子之间的卡槽式密封，并在下槽内加润滑油。并将钟帽吊杆与转锅顶盖之间用柔性膨胀节密封，效果良好。

4)人孔盖密封效果差，造成窑气外溢，严重影响窑顶除尘效果，车间技术人员研制快开门形式的人孔盖，打扫卫生时可快速开合，方便快捷，外加耐高温密封材料，使用效果良好。

3.4 定期清理窑气系统

窑气经过旋风分离器、泡沫塔和电除尘的三级除尘后送至压缩机。因窑气含尘量较高，容易积灰积垢堵塞管线，尤其窑气经过洗涤塔洗涤后，含尘气体带水后容易在管线弯头处及死区处结淤，造成窑气系统阻力大，压缩机抽气困难，石灰窑顶气量过剩。

车间根据实际情况在泡沫塔进、出口管线，电除尘进口管线上增加冲洗平台和冲洗快开门，定期冲洗结淤，保证管线畅通，减少阻力。

4 改造后效果及进一步优化措施

改造后，现场环境面貌提升明显，石灰窑及周围300 m范围内不用再每天清理粉尘。清扫周期由每天一次降为每月一次。窑顶平面也逐步恢复其本来面貌，职工劳动强度大大降低。

氨碱法纯碱生产工艺一般要求石灰窑窑顶为正压操作，防止空气通过窑顶进入窑气母管，窑气含氧量增大会对纯碱中铁含量造成影响。通过密封改造，微负压操作，窑气含氧量没有明显上升，对后系统纯碱铁粉等没有影响。