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(chǎn)大國，已有九十年的歷史，且近年來不斷發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)逐步提高，煅燒爐作為純堿生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，爐氣在三通管線內(nèi)結(jié)疤一直是煅燒爐作業(yè)過程中的一大問題，只有采取措施避免堿塵在三通管線內(nèi)壁的“干、濕交界處”結(jié)堿疤，才能有效提高生產(chǎn)效率。

1 原有噴淋裝置基本情況

1.1 堿疤形成的原因

經(jīng)過帶濾機(jī)初步除去水分的濕重堿與適量的成品輕灰混合進(jìn)入煅燒爐中加熱，煅燒分解產(chǎn)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(zhì)以及伴隨著大量的熱量，爐氣通過螺桿壓縮機(jī)抽負(fù)壓送至碳化重新制堿，其中高溫爐氣通過爐氣旋風(fēng)分離器、熱堿液塔、爐氣冷凝塔、爐氣洗滌塔等設(shè)備已達(dá)到洗滌、凈化、降溫的目的，其中旋風(fēng)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(jīng)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(xiàn)彎折、特別是在冬天彎頭出現(xiàn)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(jīng)過三通管線輸送時(shí)容易在管線內(nèi)部形成堿疤，需定期停爐清理，不然會(huì)造成三通管線堵塞，影響煅燒爐操作系統(tǒng)的整體平衡。為解決上述問題，通用方法是在彎頭處設(shè)施噴淋裝置，但傳統(tǒng)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(jié)堿疤的問題，還會(huì)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(nèi)壁的“干、濕交界處”結(jié)堿疤。

1.2 原有噴淋裝置情況

傳統(tǒng)的噴淋方法是利用循環(huán)熱堿液洗滌在旋風(fēng)分離器和熱堿液塔之間設(shè)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(chǎn)生堿疤，并且為了防止水汽進(jìn)入中心桶，特別是在下U形彎頭部分無法進(jìn)行噴淋洗滌，噴淋水也容易形成水霧增加了結(jié)巴的數(shù)量，為了防止堿疤影響輕灰爐氣系統(tǒng)，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(dòng)強(qiáng)度也容易造成系統(tǒng)真空波動(dòng)(每次清理之前必須要求壓縮抽大負(fù)壓以保證清理人員安全，如果忽然出現(xiàn)正壓情況高溫爐氣噴出易引發(fā)燙傷事故)。

2 一種防止堿塵在爐氣管線干、濕交界處結(jié)疤堵塞的噴淋裝置

2.1 新型噴淋裝置設(shè)計(jì)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(shè)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(cè)壁之間設(shè)置有彎頭，彎頭的一端與中心筒的頂部側(cè)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(jù)負(fù)壓、爐氣含量、密度、溫度等因素利用軟件模擬氣流走向，結(jié)合噴淋安裝的高度和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，φ1220不銹鋼彎頭與中心筒之間的夾角不能大于90°。橫管內(nèi)設(shè)置有噴淋管線，噴淋管線包括左側(cè)L形噴淋管和右側(cè)L形噴淋管，左右對稱設(shè)置在橫管內(nèi)，左側(cè)L形噴淋管水平段的端點(diǎn)和右側(cè)L形噴淋管水平段的端點(diǎn)向相反的方向延伸，兩側(cè)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(cè)L形噴淋管的另一端延伸至橫管左端的內(nèi)壁，距離一定要超過三通彎頭，右側(cè)L形噴淋管的另一端穿過橫管的右端并突出在洗滌塔內(nèi)，左側(cè)L形噴淋管和右側(cè)L形噴淋管水平段的外表面均開設(shè)有開孔，且彎頭正下方的左側(cè)L形噴淋管的水平段只在中下部開設(shè)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(cè)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(jìn)入中心筒產(chǎn)生堿疤，右側(cè)L形噴淋管的水平段、偏離彎頭正下方的左側(cè)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(jìn)行360°全方位的噴灑洗滌，使橫管內(nèi)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(shè)置有噴淋頭，噴淋頭位于橫管的上部且正對左側(cè)L形噴淋管的正上方，噴淋頭設(shè)置在彎頭下端，并位于左側(cè)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(shí)，自身形成的水幕也能對整個(gè)橫管內(nèi)產(chǎn)生的水汽起到了阻斷的作用，避免水汽往彎頭方向流動(dòng)，從而達(dá)到了消除“干、濕交界面”的效果，有效地解決了三通管線結(jié)堿疤的問題；且噴淋頭通過L形管道固定在彎頭的內(nèi)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(shí)施調(diào)試

下面結(jié)合圖2.1，對新型噴淋裝置的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。在本實(shí)施例中，為提高左側(cè)L形噴淋管、右側(cè)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(cè)L形噴淋管、右側(cè)L形噴淋管和L形管道均為φ57不銹鋼材質(zhì)的管材。為擴(kuò)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(nèi)的洗滌液水汽向彎頭上方移動(dòng)，噴淋頭呈圓錐形，且噴灑頭的出水端的縮徑為φ12。進(jìn)一步的，為保證左側(cè)L形噴淋管和右側(cè)L形噴淋管的噴灑范圍，右側(cè)L形噴淋管的水平段、偏離彎頭正下方的左側(cè)L形噴淋管的水平段部分的同一圓周面上的開孔的數(shù)量為3個(gè)，且3個(gè)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(jié) 語

本研究為解決堿塵在爐氣管線干、濕交界處結(jié)疤堵塞這一問題設(shè)計(jì)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(jìn)行洗滌溶解，又可以避免洗滌液自身形成的水幕向上流動(dòng)，從而對整個(gè)橫管產(chǎn)生的水汽起到了阻斷的作用，達(dá)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(jié)堿疤的問題，在提高純堿生產(chǎn)效率具有顯著效果的同時(shí)也大幅度降低了崗位職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，延長了設(shè)備使用周期，減少了生產(chǎn)系統(tǒng)的波動(dòng)。