左小紅

(長沙有色冶金設計研究院有限公司,湖南長沙410011)

用于反應釜正常安全排氣的管路布置

左小紅

(長沙有色冶金設計研究院有限公司,湖南長沙410011)

分析了濕法冶金反應釜工作條件，以及反應釜中排放氣體的特點及排放方式，研究了實際生產中反應釜“跑液冒槽”的原因。在此基礎上，介紹了一種用于濕法冶金反應釜正常安全排氣的管路設計特點，以提供一種安全可靠的用于濕法冶金反應釜正常安全排氣的管路系統(tǒng)。

濕法冶金；反應釜；安全排氣；管路設計；壓力平衡；閥門調節(jié)

0 概述

反應釜是濕法冶金的常用設備。其工作條件大都為高溫、高壓、高腐蝕性的,因此為保證反應釜正常穩(wěn)定安全地生產,一般反應釜都設置有三個氣體排放口,即緊急事故排放口、安全排放口及正常排放口。正常排放口用于反應釜的正常排氣,保證反應釜內的壓力平衡,維持生產的正常運行；當反應釜內壓力超過設定安全值時,安全排放口的安全閥將自動開啟泄壓,以保證反應釜的安全；一旦遇到緊急情況,還可以通過緊急事故排放口,人工或自動啟動開關閥門泄壓。反應釜還設置有單獨的氧氣進口管、蒸汽進口管、礦漿進料管供氧氣、蒸汽、礦漿等物料進入反應釜,以及單獨的礦漿排料管排出礦漿。但在實際生產中,反應釜經常發(fā)生“跑液冒槽”事故,即本應從反應釜排料管排出的礦漿大量從正常排氣口排出,這對反應釜的運行造成極大的安全隱患,導致生產無法繼續(xù)下去,此類事故也是行業(yè)內困擾企業(yè)生產的難題。本文擬介紹一種用于濕法冶金反應釜正常安全排氣的管路布置設計,以解決一直困擾企業(yè)生產的“跑液冒槽”難題。

1 濕法冶金反應釜工作條件

濕法冶金反應釜工作條件比較惡劣,反應釜釜溫、釜壓及釜內酸度均較高,釜溫120～200℃,釜壓500～2 100 kPa,釜內介子含硫酸20～90 g/L[1-3]。反應釜排出的廢氣及礦漿的壓力溫度與反應釜壓力溫度一致,而進入反應釜的氧氣、蒸汽及礦漿等壓力高于反應釜釜壓,因此必須控制好反應釜內各進出物料的平衡,保證釜內壓力平衡。

2 廢氣特點及管路布置方式

2.1 廢氣特點

濕法冶金反應釜產生的廢氣主要由氧氣中帶入的氮氣及少量過剩未參與反應的氧氣組成。一般釜內反應是硫酸體系,因而還夾帶一些硫酸酸霧；如果反應釜用于硫化精礦加壓浸出,則排放的廢氣中還夾帶有少量的元素硫。元素硫易粘結堵管[4],結合反應釜工作條件,可知濕法冶金反應釜中排放的廢氣具有高溫高壓腐蝕粘結的特點。

2.2 濕法冶金反應釜管路布置方式

反應釜發(fā)生“跑液冒槽”事故的主要原因是反應釜的進出物料及釜內壓力沒有保持平衡。要很好地調整進出物料的平衡,保持釜內壓力平衡,反應釜本體的管路布置尤為重要,而采用反應釜正常安全排氣的管路布置,能很好地解決反應釜“跑液冒槽”事故。反應釜正常安全排氣的管路布置如圖1所示：

圖1 反應釜正常安全排氣的管路布置示意

1)三個氣體排放口均設置在反應釜上部,蒸汽從釜體側邊進入,氧氣從釜體底部進入,礦漿進料管及礦漿排料管分別對應設置在反應釜上部的頭、尾兩端。本管路布置有效保證了反應釜進出物料的平衡及壓力平衡。

2)正常排氣口的設置要靠近反應釜尾端礦漿排料管,這對進入反應釜的物料充分反應完全留有足夠的空間和時間,從正常排氣口排出的是反應完全的廢氣。

3)出于安全考慮,緊急事故排放口只能設置一個緊急排氣閥,安全排放口只能設置一個安全閥。正常排氣口設置兩個閥門,一個為正常排氣調節(jié)閥,一個為手動閥(正常狀況全開,故障狀況可關閉檢修)。

4)合理布置正常安全排氣管道及合理選擇管道材質。反應釜一般的工作條件為高溫、高壓、高腐蝕性,管道材質宜選用904 L[5]；為防止排氣夾帶的礦漿堵塞管道,保證反應釜排氣順暢,排氣管道必須采用夾套管結構,管道中間排氣,外壁蒸汽加溫或保溫,夾套管結構為保證排氣管順暢提供了有力保證。

5)合理設置排氣口的大小,排氣口不宜過大。根據反應釜的容積,物料加入量、溫度、壓力,計算排氣口規(guī)格,一般排氣口為DN40～80,排氣口過大是造成反應釜“跑液冒槽”事故的重要原因。

6)合理調節(jié)物料加入量,如氧氣量、蒸汽量,并合理調節(jié)排氣管的閥門開度,根據反應釜的溫度、壓力,及時調節(jié)排氣管的排氣量。實際生產中采用在線控制調節(jié),原則上排氣管的閥門盡量要小開啟,以防止礦漿從排氣管外排。

3 實際生產應用方式

反應釜本體、輔助設施、管道閥門檢查完好,緊急排氣閥在關閉位置,安全閥在正常安全位置。依次開啟排料閥、進料閥,礦漿由高壓泵進入反應釜,根據反應釜內溫度、壓力情況,利用蒸汽調節(jié)閥、氧氣調節(jié)閥來調節(jié)控制蒸汽量及氧氣量,一般要求溫度145～155℃,壓力1 100～1 300 kPa,此時,正常排氣調節(jié)閥進入在線控制程序進行調節(jié),閥門開啟度由大至小,維持反應釜的壓力平衡,保證正常安全排氣。

4 結束語

綜上所述,本反應釜正常安全排氣的管路布置能有效保證反應釜進出物料的平衡及壓力平衡,保證排氣管順暢及反應釜的運行安全,解決反應釜“跑液冒槽”事故,運行安全、可靠。目前,該管路布置設計已成功應用于工業(yè)化生產,得到生產實踐的驗證,值得推廣應用。

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Pipeline Arrangement for Normal Safety Air Discharge of Reaction Kettle

ZUO Xiao-hong
(Changsha Engineering and Research Ins
t
itute Company Limited of Nonferrous Metallurgy,Changsha,Hunan 410011,China)

The paper analyzes working condition of hydrometallurgy reaction kettle,characteristic of discharge in reaction kettle and discharge method,and researches the cause of fluid running and overselling in actual production of reaction kettle.In addition,the paper introduces characteristic of pipeline design of normal safety air discharge for hydrometallurgy reaction kettle to provide a safe and reliable pipeline system of normal safety air discharge for hydrometallurgy reaction kettle.

hydrometallurgy;reaction kettle;safety air discharge;pipeline design;pressure balance;valve control

TQ052.4

B

1004-4345（2014）01-0020-02

2013-08-19

左小紅(1967—),女,高級工程師,主要從事有色金屬冶金設計與研究。