(山東海化股份有限公司純堿廠，山東 濰坊 262737)

1 項目實施背景

洗滌塔除塵作為窯氣除塵系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，設(shè)備的運行狀態(tài)直接影響下一道精細(xì)除塵設(shè)備電除塵器的安全運行。純堿廠石灰車間新線工序1#～10#洗滌塔2004年1月開始投用，11#～16#洗滌塔2008年10月開始投用，迄今都已超出設(shè)計使用周期。新線工序16臺洗滌塔自開啟以來一直未大修，期間只是對洗滌塔筒體及塔內(nèi)部件進(jìn)行局部維修，受海水腐蝕影響，筒體部分已出現(xiàn)較大程度破損，筒體內(nèi)壁乳膠水泥防腐層也已損壞，塔內(nèi)三層篩板均已銹蝕嚴(yán)重，泡沫生成效果差，頂部不銹鋼汽水分離器腐蝕脫落，致使洗滌塔上部出氣口帶海水嚴(yán)重。同時，由于受洗滌塔和電除塵布局影響，若窯氣管線帶水嚴(yán)重，不僅加快了管線腐蝕進(jìn)程，還極易導(dǎo)致電除塵極絲斷裂，直接影響電除塵的穩(wěn)定運行，縮短電除塵運行周期，增加維護(hù)費用，影響電除塵的除塵效率，使得電除塵出口窯氣凈化效果差，進(jìn)而影響到壓縮工序壓縮機(jī)的正常運轉(zhuǎn)。

在此背景下，通過現(xiàn)場考察及討論總結(jié)，為保證生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定，制定改造方案，對窯氣除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造。改造方案分兩部分：洗滌塔部分及窯氣總管部分。

2 洗滌塔改造

窯氣經(jīng)分離器后進(jìn)入洗滌塔進(jìn)行除塵，塔內(nèi)負(fù)壓達(dá)到5 500 Pa，主要介質(zhì)有涼海水、氯離子、高溫窯氣。原洗滌塔內(nèi)構(gòu)件均用304不銹鋼，現(xiàn)已出現(xiàn)大面積點蝕，塔體為普通碳鋼材質(zhì)，內(nèi)部乳膠水泥防腐層已部分脫落，塔體已多次出現(xiàn)漏點。

改造后，洗滌塔內(nèi)構(gòu)件材質(zhì)由304不銹鋼提升為316L不銹鋼，塔體基礎(chǔ)加固處理。相比304不銹鋼，316L不銹鋼在機(jī)械性能上并無太大差異，但在耐腐蝕性上，特別是在高溫環(huán)境下，316L不銹鋼耐腐蝕性更好。316L不銹鋼材料含有鉬的奧氏不銹鋼，比304不銹鋼更耐鹵族元素，能夠耐受海水里的氯離子所導(dǎo)致的局部腐蝕——點蝕，縫隙腐蝕。因此，塔內(nèi)構(gòu)件(包括：塔內(nèi)多層篩板、可拆卸連接件、連接卡子、支撐橫梁、篩板支撐圈、更換的頂部不銹鋼汽水分離器及支撐骨架)材質(zhì)均使用316L不銹鋼，減少受海水影響造成的設(shè)備腐蝕，延長洗滌塔筒體及內(nèi)部構(gòu)件的使用壽命。

圖1 316L不銹鋼篩板層

圖2 316L不銹鋼汽水分離器

洗滌塔在最上面的一層不銹鋼篩板上方700 mm處增加一層200 mm厚的鮑爾環(huán)層，改善氣液分布；鮑爾環(huán)上方加沖洗水，提高洗滌塔的泡沫效果。

新加的鮑爾環(huán)填料全名為增強(qiáng)聚丙烯鮑爾環(huán)，是一種高徑相等的開孔環(huán)型填料，規(guī)格尺寸為φ76(外徑)×φ76(高度) ×2.6(厚度)，使用溫度≥100 ℃，單重為36 g左右。增強(qiáng)聚丙烯鮑爾環(huán)中間為“米”形支撐骨架，每層窗孔有5個舌葉，每個舌葉內(nèi)彎指向環(huán)心，上下兩層窗孔的位置相反錯開，開孔面積約占環(huán)壁總面積的30%左右，使得塔內(nèi)的氣體和液體能夠從窗孔自由通過，改善了氣液分布，提高洗滌塔的泡沫效果。

圖3 增強(qiáng)聚丙烯鮑爾環(huán)

洗滌塔結(jié)構(gòu)為上下三層不銹鋼篩板和五個溢水槽，洗滌海水流經(jīng)最上面的一層篩板后，其余的海水經(jīng)過溢水槽流至第二層篩板，再經(jīng)過溢水槽到達(dá)最下面底層篩板后經(jīng)排污管排出，含塵窯氣從塔底至下而上經(jīng)過三層篩板，再經(jīng)過增加的鮑爾環(huán)層后到達(dá)塔頂?shù)牟讳P鋼汽水分離器，通過出口支管進(jìn)入電除塵進(jìn)氣總管。

3 窯氣管線改造

為降低管線內(nèi)結(jié)疤的處理難度，洗滌塔出氣管線總管口徑由DN1400改為DN1600。洗滌塔出口管線采用DN800管線，經(jīng)U形彎管向下延長1 m接入DN1600總管，增加管線長度讓氣體內(nèi)水分更快冷凝。電除塵入口支管采用DN700管線，由原先的下部接出改為從現(xiàn)在的DN1600總管上部接出，經(jīng)U形彎管后進(jìn)電除塵。窯氣管線均使用厚度12 mm的Q345B鋼板卷制。洗滌塔出口支管DN800、電除塵入口支管DN700及連通管和DN1600總管連接處使用法蘭連接，便于管線及設(shè)備拆安、檢修。為降低總管內(nèi)水分殘留，窯氣總管增加倒淋系統(tǒng)，使用DN100管線制作安裝倒淋管，DN800管線制作倒淋罐。同時為便于清理總管內(nèi)結(jié)疤，窯氣總管每100 m安裝800×1000 mm快開門一處。

圖4 窯氣管線流程改造前后對比圖

4 除塵系統(tǒng)改造效果

經(jīng)優(yōu)化改造后洗滌塔能有效形成泡沫層，從而提高除塵效率，大大降低進(jìn)電除塵窯氣含塵量及帶水量，確保電除塵穩(wěn)定運行。

洗滌塔頂部更換新材質(zhì)的氣水分離器能提高氣液分離能力，窯氣經(jīng)過氣液分離器夾帶的水分降低，同時電除塵入口支管從DN1600窯氣總管上部接出，經(jīng)U形彎管進(jìn)入電除塵，從而將最大限度的降低進(jìn)電除塵的海水量。含水量小的窯氣進(jìn)入電除塵，保證二次電壓平穩(wěn)，除塵電流穩(wěn)定；減少因含水分過多而對電除塵內(nèi)部組件造成的腐蝕。降低電除塵的維修費用，延長維修周期。

為檢驗改造后的實際效果，我們把改造完成后11#洗滌塔與未改造的10#洗滌塔進(jìn)行了對比試驗，試驗方案為：

在出口支管DN800的立管上開DN150人孔，焊接制作一個φ108的桶狀短管，試驗時，將洗滌塔海水洗滌流量分四個檔次依次沖水，分別為：25 m3/h，30 m3/h,35 m3/h,40 m3/h，負(fù)壓：5 500 Pa，每檔沖水將試驗用的短管伸入DN800出口立管內(nèi)接水30 min，然后取出查看洗滌塔出口支管帶水量。試驗結(jié)果如表1。

表1 氣水分離器改造效果比較

試驗對比說明：增加鮑爾環(huán)層及提升影響塔內(nèi)腐蝕破損的篩板和溢水槽等相關(guān)備件材質(zhì)后，消除了洗滌塔出口支管帶水現(xiàn)象。

通過洗滌塔氣水分離器及窯氣管線流程改造，大大減少了進(jìn)入窯氣帶水現(xiàn)象，提升了窯氣除塵效果，延長了電除塵穩(wěn)定運行周期，同時為壓縮工序的平穩(wěn)運行提供可靠保障。