煅燒濕法除塵洗滌桶升級改造及應用

陳家圓,孫 明,江天明

(江蘇蘇鹽井神股份有限公司第三分公司,江蘇 淮安 223200)

1 除塵引風系統簡介

煅燒車間除塵系統主要有引風機、負壓管線、除塵塔、回水管線、洗滌水桶、洗滌水循環泵等構建組成,主要目的是通過負壓將設備內的氣態水引出。而運堿系統主要包含刮板機、斗提機、皮帶機、堿篩、粉體流等傳動設備,對純堿物料運輸、降溫的作用。

圖1 除塵系統流程示意圖

洗滌桶的洗滌效率是影響堿塵洗滌回收與引風系統穩定的關鍵,主要作用是帶有堿塵的氣體在進入除塵系統前,通過第一道洗滌除塵,避免負壓管線內部有堿塵堆積、結疤。

表1 工藝、設備一覽表

2 洗滌桶介紹

如圖2所示,洗滌桶上部有進氣管線,中部設有進水噴淋管及螺旋噴頭。桶身底部的負壓管線、出水管線為一條管線,同時完成出氣、出水。

圖2 洗滌桶結構示意圖

3 工作原理及堵塞原因分析

3.1 工作原理

洗滌水由進水管線進入,經過螺旋噴頭,將洗滌水以圓形扇面的形式噴出,對自上而下,含有堿塵的氣流洗滌。洗滌后的氣流、水流分別進入洗滌桶底部,氣流由負壓管線去往除塵塔二次洗滌,洗滌后的堿液在重力的作用下,回流到洗滌水桶。洗滌水桶的堿液將作為重灰生產結晶的化合水使用。

當洗滌桶堵塞時,設備內部的氣態水不能通過除塵負壓系統引出,導致氣態水在設備內降溫凝結,與堿混合成為堿疤,堵塞設備的出口,導致傳動設備堵停、損傷。

3.2 堵塞原因分析

1)噴淋水壓不穩定,水流方向無法控制。水壓過大時,噴淋水流速快,濺起水花至進氣管口,形成半干半濕的交界處,該區域堿塵不能完全溶解,結疤成為堿塊。導致洗滌桶內堿塵越積越多,最終完全堵住,運堿系統正壓。

2)洗滌水內部結垢、雜質堵塞噴頭,導致水流方向改變,洗滌水幕不形成扇面,或是洗滌水產生細流分支,在進水管以上的位置不均勻的噴水,造成堿塵聚集、結塊。

3)噴淋噴灑方向單一,不能完全洗滌帶有堿塵的氣體,氣流帶著部分堿塵進入負壓管道,在管道內粘結,最終堵塞管線,導致洗滌桶引風量小,運堿系統正壓。

4 制定解決方案

4.1 消除干濕交界處

如果洗滌水以溢流的方式,可以消除水壓不穩產生的水花,且含有堿塵的氣流從洗滌水的上部進入,洗滌水通過水槽的方式均勻分布溢流,那么干濕交界點介于水面之上,沒有支點可以形成堿疤。其次,溢流水槽本體被洗滌水全部覆蓋,有效將氣流平均分散,進入下部的洗滌區域。

因此我們制作洗滌水溢流槽:布水板。布水板采用鋼板制作成,以中心主槽向兩側分別延伸出10個支槽,槽的高度為100 mm、槽寬為50 mm、為確保槽中的水流分部均勻,主槽中心增加φ30圓柱鋼管,鋼管兩側分別開出5個φ25 的圓洞,確保了每個支槽的水流均勻,平穩溢流。且布水板需水平安裝,確保整個布水板可以在水平面以下,完全被溢流的洗滌水包裹。如圖3。

圖3 布水板

4.2 改善洗滌效果

為配合布水板的使用,將桶身的底部增加鮑爾環填料,不僅可以增加洗滌面積,而且產生的氣流彎折,可以提升洗滌堿塵的效率。

經過試驗對比,進氣管線插入桶身內部50～100 mm,與布水板的距離≥200 mm,布水板與填料的距離≥200 mm,填料層的厚度≥500 mm,鮑爾環規格為100×100 mm的不銹鋼材質。如圖4。

圖4 鮑爾環與改造后除塵洗滌桶

桶身采用圓柱形的鋼管,上部為除塵的進氣管,氣流通過進氣管進入桶內,被下部的布水板分散、洗滌,而后穿過布水板進入填料區域,在該區域發生折流,甩出的堿塵顆粒被自上而下的洗滌水溶解回收,氣流經下部的出氣管引出。水流在重力的作用下回流至重灰洗滌水桶。

4.3 洗滌桶細節控制

1)進氣管線與設備連接的倒“V”形盡可能垂直,可以有效避免管線內部的堿塵堆積。那么就要洗滌桶與設備的距離越近越好。

2)填料層的厚度設計過程中要有可以調整的余量,避免設備因堿塵太多,而無法徹底洗滌堿塵。

3)桶身圓柱頂部增加環管噴淋,保持桶壁全部被自上而下的洗滌水覆蓋,該噴淋對圓形桶身有較好的適應性,主要參考了公共衛生間墻面水幕。

根據原有洗滌桶生產過程中出現的問題,我車間根據逆向思維的方法,對設計的洗滌桶進行確定了最終方案。并模擬洗滌桶運行接入系統運行狀態,將可能出現的問題進行改善。如圖5。

圖5 洗滌桶安裝示意圖

5 改造前后對比及進一步改造設想

經過改造,相關的工藝指標均有所改變,運堿系統的除塵效果也得到了不同程度的提升。改造前后對比如表2。

表2 改造前后對比

全部洗滌桶投用后,負壓管線內部與引風機葉輪沒有結疤的情況,有效消除除塵系統清理的工作量,并且避免了清理過程中產生次品堿的數量,也保護了車間現場環境。

目前,該洗滌桶已應用于生產,由1臺引風機抽吸10個洗滌桶。改造后除塵系統不再出現堵塞的情況,但是該裝置在生產過程中也暴露了新的問題。

1)設備的大小不同,洗滌桶無法根據對應設備的需求,調整相應引風量,分別嘗試增加閥門調整,均出現了漏液、漏氣的問題。因此,我們計劃嘗試增加填料層的密度來調整風量。

2)隨著生產擴大、產能增加,該裝置無法提供更多的洗滌水去滿足洗滌堿塵的需求,如果增加洗滌水量,溢流水槽內流速過快,造成溢流水面分部不均勻,本體無法覆蓋。還會造成水花濺至進氣管線,造成堵塞。因此,我們計劃嘗試將填料區域下移至負壓管線內,該方式可以將溢流水槽的槽高提升,增加洗水進量。