付生鵬

（中鹽青海昆侖堿業(yè)有限公司，青海 海西州德令哈 817099）

淺析水合機(jī)結(jié)疤的原因及防結(jié)疤技術(shù)

付生鵬

（中鹽青海昆侖堿業(yè)有限公司，青海 海西州德令哈 817099）

長(zhǎng)期以來(lái)，中鹽青海昆侖堿業(yè)有限公司的氨堿系統(tǒng)固相水合法生產(chǎn)重質(zhì)純堿裝置存在著水合機(jī)內(nèi)部易結(jié)疤及結(jié)疤后清理困難的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了公司的生產(chǎn)效率。文章在分析了水合機(jī)在實(shí)際工況中結(jié)疤的原因基礎(chǔ)上，并提出相應(yīng)的解決防結(jié)疤技術(shù)及建議，通過(guò)實(shí)踐總結(jié)出水合機(jī)自身防結(jié)疤的特點(diǎn)及生產(chǎn)過(guò)程中的防結(jié)疤技術(shù)。

結(jié)疤；水合機(jī)；重質(zhì)純堿；固相水合法；水堿比

0 引言

中鹽青海昆侖堿業(yè)有限公司氨堿系統(tǒng)固相水合法生產(chǎn)重質(zhì)純堿裝置，自2011年投產(chǎn)以來(lái)，其重灰工序的關(guān)鍵崗位——水和崗位，存在著水合機(jī)內(nèi)部易結(jié)疤及結(jié)疤后清理困難的問(wèn)題。這兩個(gè)問(wèn)題一方面影響了重質(zhì)純堿產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量；另一方面在清理結(jié)疤過(guò)程中，大大增加了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。本文從水合機(jī)的構(gòu)造以及水合機(jī)工作原理分析入手，結(jié)合長(zhǎng)期以來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析并總結(jié)了φ3144mm×5200mm型水合機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)工況中結(jié)疤的原因以及相應(yīng)的防結(jié)疤技術(shù)改造，實(shí)踐總結(jié)了一套清理結(jié)疤的方法。

1 水合機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

水合機(jī)由成都天保重型裝備股份有限公司制造，主體是不銹鋼（304）材質(zhì)制成的臥式回轉(zhuǎn)設(shè)備，由于外形像一個(gè)腰鼓，所以也叫腰鼓式水合機(jī)。外形尺寸為φ3144mm×5200mm，并以360°螺旋點(diǎn)陣分布安裝抄板，主要由進(jìn)、出料裝置，托輪，滾圈，擋輪，大、小齒輪，進(jìn)料絞刀，進(jìn)水口，觀察口，傳動(dòng)裝置等組成。水合機(jī)生產(chǎn)能力為600～760噸/天（以干重灰產(chǎn)品計(jì)）。

水合機(jī)三維成型模型，如圖1所示。

圖1 水合機(jī)三維成型模型

2 水合機(jī)工作原理

水合機(jī)是以輕質(zhì)純堿為原料，在回轉(zhuǎn)式水合機(jī)內(nèi)與一定比例的化合水進(jìn)行水合反應(yīng)。在一定溫度下生成一水碳酸鈉，即一水堿，反應(yīng)時(shí)放出大量的熱，其化學(xué)反應(yīng)方程式為：Na2CO3（s）+H2O（l）= Na2CO3·H2O（s）+14.1kJ/mol，水合反應(yīng)在不同的溫度下生成不同的水合產(chǎn)物，因此水合反應(yīng)的最佳溫度應(yīng)控制在95～105℃之間，保證進(jìn)水合機(jī)的輕質(zhì)純堿溫度＞150℃，出料溫度控制在85～95℃范圍內(nèi)。

3 水合機(jī)結(jié)疤的原因

通過(guò)以上簡(jiǎn)介，結(jié)合實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)，分析可以得出水合機(jī)結(jié)疤主要有以下4種原因。

3.1 水合反應(yīng)溫度控制不當(dāng)

通過(guò)實(shí)踐與理論分析得出，水合反應(yīng)溫度過(guò)高或過(guò)低對(duì)水合反應(yīng)都是不利的。通過(guò)實(shí)踐觀察，水合反應(yīng)溫度過(guò)低，主要發(fā)生在剛開(kāi)車(chē)或輕灰工序過(guò)來(lái)的輕質(zhì)純堿，水合機(jī)出料結(jié)晶細(xì)、游離水含量高，易造成水合機(jī)結(jié)疤；而當(dāng)水合反應(yīng)溫度過(guò)高，水合機(jī)出料發(fā)白，高溫還促使水合反應(yīng)逆反應(yīng)生成碳酸鈉和過(guò)飽和堿液的混合物，造成水合機(jī)結(jié)疤。

3.2 水堿比控制不當(dāng)

對(duì)于采用固相水合法生成重質(zhì)純堿的工藝系統(tǒng)，水堿比的控制非常重要。若投入化合水過(guò)多，即水堿比過(guò)大，不僅增加了煅燒爐的蒸汽消耗，而且造成煅燒爐、水合機(jī)內(nèi)刷漿，導(dǎo)致煅燒爐爐頭抄板、水合機(jī)抄板結(jié)疤。如果投入化合水過(guò)少，即水堿比過(guò)小，會(huì)造成水合反應(yīng)率下降，負(fù)壓操作所帶走的堿塵增加，嚴(yán)重時(shí)造成產(chǎn)品質(zhì)量事故，即重灰粒度低。

3.3 輕質(zhì)純堿結(jié)晶不好

如果碳化工序重堿結(jié)晶不好，在輕灰工序通過(guò)煅燒爐煅燒，輸送到水合機(jī)，在水合機(jī)里反應(yīng)的輕質(zhì)純堿含有重堿成分，在這種情況下水合反應(yīng)不完全，再加上反應(yīng)溫度控制不當(dāng)，水堿比控制不好，此時(shí)水合反應(yīng)效果極差，水合機(jī)出料松散發(fā)白，容易結(jié)疤。

3.4 化合水管線腐蝕

在水合機(jī)進(jìn)料端，有一根DN50管線（碳鋼材質(zhì)）進(jìn)入水合機(jī)，即水合反應(yīng)所需的化合水管線，此管線由于使用期限較長(zhǎng)，加上管線內(nèi)介質(zhì)化合水具有一定的腐蝕性，管線腐蝕嚴(yán)重，所加的化合水在水合機(jī)內(nèi)無(wú)規(guī)則地流淌，造成水合機(jī)進(jìn)料絞刀底部易結(jié)疤，致使在生產(chǎn)過(guò)程中絞刀結(jié)疤越嚴(yán)重造成絞刀負(fù)荷過(guò)大自停，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

4 防結(jié)疤的方法

4.1 控制好水合反應(yīng)溫度

水合反應(yīng)的操作，不僅要負(fù)壓操作，還需要將水合反應(yīng)產(chǎn)生的熱量帶走，保證水合反應(yīng)的溫度控制在95～105℃范圍內(nèi)。

4.2 控制好水堿比

中鹽青海昆侖堿業(yè)有限公司固相水合法的水堿比控制是采用變頻調(diào)節(jié)進(jìn)料絞刀的轉(zhuǎn)速，控制輕質(zhì)純堿進(jìn)入量，人工調(diào)節(jié)化合水配比量。這種方法不可避免受到人為調(diào)節(jié)滯后因素，導(dǎo)致水堿比控制不夠及時(shí)、準(zhǔn)確。建議將進(jìn)堿量與進(jìn)水量通過(guò)自動(dòng)化控制，設(shè)定堿量與水量的配比，能進(jìn)多少堿就能進(jìn)符合工藝要求的多少水，不進(jìn)堿則不進(jìn)水，實(shí)現(xiàn)即時(shí)、精確的水堿比。此法若能完成，將對(duì)重灰工序能耗及生產(chǎn)連續(xù)起到極大作用。

4.3 控制好輕質(zhì)純堿的質(zhì)量

對(duì)于輕質(zhì)純堿的質(zhì)量把控，牽扯到工序間的不同工藝問(wèn)題，首先應(yīng)加強(qiáng)各工序的工藝指標(biāo)控制，保證輕質(zhì)純堿質(zhì)量合格。如果出現(xiàn)不合格的輕質(zhì)純堿，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系生產(chǎn)調(diào)度及公司領(lǐng)導(dǎo)，將生產(chǎn)出的重質(zhì)純堿隔離。

4.4 改造化合水管線

首先將碳鋼材質(zhì)的管線更換為不銹鋼材質(zhì)，耐腐蝕，以延長(zhǎng)使用壽命；其次將化合水管線伸入水合機(jī)部分作加長(zhǎng)處理，并安裝向下斜45°方向彎頭一個(gè)，使進(jìn)的化合水向下噴，通過(guò)延長(zhǎng)管線避過(guò)絞刀頭部，避免結(jié)疤。

5 水合機(jī)自身防結(jié)疤的優(yōu)點(diǎn)

中鹽青海昆侖堿業(yè)有限公司采用的水合機(jī)，其腰鼓式的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)說(shuō)明了水合機(jī)進(jìn)料端與出料端均為60°角的錐體，化合水進(jìn)入后能迅速地沿錐體斜邊往下流，分散到一水堿中。隨著水合機(jī)的旋轉(zhuǎn)，水合機(jī)內(nèi)的抄板將一水堿和熱的輕質(zhì)純堿迅速均勻混合。由于水合機(jī)尾部是變徑的錐體，在消除了出料死角的前提下，還大大縮短物料在水合機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間，使物料在溫度還未開(kāi)始下降時(shí)就已導(dǎo)出，避免因溫度下降造成的結(jié)疤。

6 結(jié)語(yǔ)

腰鼓式水合機(jī)的采用，是固相水合法生產(chǎn)重質(zhì)純堿的一次技術(shù)突破，在生產(chǎn)過(guò)程中不管是能耗還是產(chǎn)品質(zhì)量方面都起到了關(guān)鍵性的作用。

[1]陳乃剛.轉(zhuǎn)筒式水合機(jī)與轉(zhuǎn)鼓式水合機(jī)運(yùn)行情況比較[J].純堿工業(yè)，2007（1）：30-31.

[2]陸向龍，王勇，潘云武.對(duì)水合機(jī)停車(chē)串堿方法的探討[J].純堿工業(yè)，2002（1）：21.

[3]黃回亮，曾令宇，楊帆.寬板坯連鑄機(jī)粘結(jié)現(xiàn)象分析[J].柳鋼科技，2007（F09）：217-220.

Analysis of the causes of hydration and anti scaling technology of machine

Fu Shengpeng
(Salt in the Kunlun Mountains in Qinghai Jianye Co., Ltd.，Haixizhoudelingha 817099, China)

For a long time，solid water ammonia alkali production system legal heavy soda ash plant in our company are dif fi cult to clean and easy hydration machine internal scarring scarring after problems，serious impact on the company's production ef fi ciency. Based on the analysis of the causes of hydration machine in actual conditions on the scale，and put forward the corresponding solutions and suggestions of technology for preventing scarring， through the practice summed up the characteristics of hydration machine itself anti scarring，anti scarring technology and production process.

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付生鵬（1986— ），男，甘肅武威，工程師；研究方向：煅燒車(chē)間設(shè)備管理。