分子筛焙烧炉冒粉尘现象的原因及解决办法

王兆楠 裴永稚 李超博（中国石油兰州石化公司催化剂厂，甘肃 兰州 730060）

分子筛焙烧炉冒粉尘现象的原因及解决办法

王兆楠 裴永稚 李超博（中国石油兰州石化公司催化剂厂，甘肃 兰州 730060）

分子筛经过交换过滤后，其孔道内部仍然含有大量的钠离子，需经过焙烧炉高温焙烧后才能使分子筛孔道内部的钠离子迁移出来，以便后续离子交换。同时，经过高温焙烧后的分子筛，其结构进行了部分重排，提高了分子筛的活性及稳定性。本文系统分析了焙烧炉冒粉尘现象的原因，并提出了相应的解决办法，避免了物料不必要跑损，保证了装置收率，解决了污染隐患。

焙烧炉；物料跑损；措施

1 焙烧系统流程

分子筛浆液经过喷雾干燥后一部分直接进入焙烧炉-1，另一部分随喷雾塔尾气进入布袋除尘器，经过捕集后的分子筛进入焙烧炉-1/1进行超稳化处理。焙烧炉-1、1/1炉筒吹扫气直接进入喷雾塔做干燥热源并回收其中的分子筛。风机，是布袋除尘器的配套设施，也是焙烧炉维持微负压的关键所在。

2 冒粉尘现象的原因及解决办法

分子筛在焙烧过程中引入超稳蒸气有利于晶胞收缩。超稳蒸汽自炉尾引入，为了充分利用余热并保证焙烧炉炉筒内的分子筛都处于超稳蒸汽的作用下，因此设计吹扫气线，令焙烧炉与风机系统相连，用风机给焙烧炉提供微负压的操作条件。而焙烧炉内的压力变化是引起焙烧炉冒粉尘的关键因素，因此本文从以下两个方面进行分析：

2.1 直接原因

2.1.1吹扫气管线堵塞

吹扫气线堵塞是造成焙烧炉内压力变化的直接原因，其原因如下：

1）铵盐和稀土溶液是分子筛交换降钠所必须的交换液。2010-2012年期间，由于硝酸稀土价格暴涨（硝酸稀土的价格约为氯化稀土价格的两倍），催化剂厂考虑到生产成本与利润空间，暂时将硝酸稀土更换为氯化稀土。而氯离子易与铵根离子反应生成氯化铵。由于吹扫气线上存在检修手孔，手孔及蝶阀处密封不严，吹扫气线保温效果差，因压力作用吹扫气线会吸入冷风，吹扫气温度会急剧降低，氯化铵容易形成结晶物，其与分子筛细粉共同附着在吹扫气线内壁之上，堵塞管道。

2）目前虽然不再用氯化稀土作为交换液，但是2014年为响应节能减排的号召，降低催化剂厂水耗，我车间优化用水流程，使用微球车间含氯离子废水进行滤布与滤饼的洗涤，这样会将少量氯离子引入系统。并且装置自开工以来，鲜少清理吹扫气线，这也是吹扫气线结晶堵塞的原因之一。

3）由于吹扫气线上的调节阀是蝶阀，而结晶物质地坚硬且不易清理，又因年久失修，蝶阀卡塞、调节作用失灵，含尘气体的流道直径越来越小，直至蝶阀处堵塞。

以上原因改变了焙烧炉内负压的操作条件，又因焙烧炉密封性能的下降，炉尾便持续出现物料跑损现象。解决此类问题的办法是定时对吹扫气线及蝶阀进行疏通处理，在生产运行时，保证吹扫气线温度在350℃以上，以降低结晶速度，保证管道通畅。

2.1.2超稳蒸汽流量过大

在焙烧炉内引入超稳蒸汽一是可以更好的收缩晶胞；二是使稀土离子可以更好地迁移至沸石小笼中，提高分子筛的水热稳定性。焙烧炉运行时间长磨损程度严重、设备老化等原因，使焙烧炉的密封程度下降。当焙烧炉内通入的超稳蒸汽流量增大时，因为炉筒容积不变，所以焙烧炉内的微负压会随着超稳蒸汽流量的增大而下降，导致在风机产生的真空度相对较低的情况下焙烧炉发生冒粉尘的现象。

当喷雾干燥操作达到生产需要时，在喷雾尾气工艺条件下，为充分利用吹扫气热源并防止布袋超温，经过试验摸索，我们找到了控制临界值：超稳蒸汽流量为120-130m3/h，吹扫气线蝶阀开度约为10%。在保证分子筛不跑损的情况下，产品合格率稳定在85%以上。

2.2 间接原因

2.2.1反吹风频率过高

脉冲喷吹袋式除尘器是分子筛装置关键的环保设施。布袋的过滤作用将含尘气体分离，大颗粒、大比重的粉尘靠重力自由降落；被阻留到布袋上的分子筛则通过反吹风的喷吹、振落，通过灰斗进入炉-1/1焙烧。

布袋与焙烧炉直接相连，当清灰的频率过高，布袋压差降低，反吹风的压力将直接影响到焙烧炉内的压力，焙烧炉内微负压环境将会随着反吹风的动作瞬时改变，焙烧炉冒粉尘的形式为间歇式，其频率与反吹风的频率相一致。

反吹风的频率受环保和袋压的双重限制。首先，频率过快会破坏布袋表面的“初层”，布袋的截留能力变弱，影响焙烧炉内的压力情况；其次，频率过缓，袋压升高，风机运行负荷高，装置能耗增高。在装置平稳运行，喷雾干燥满足生产需要时，经试验反吹间隔在3～5s为宜。

2.2.2布袋“糊袋”

因反吹风压力低、反吹风管脱落喷吹清灰作用失效、布袋内温度低而结露等原因造成的“糊袋”现象，严重阻碍系统的通畅性。焙烧炉会因系统阻断而不能维持炉筒内微负压环境而产生冒粉尘现象。若出现因“糊袋”而造成的焙烧炉冒粉尘现象，应立即停下相应工序，处理布袋。

2.2.3风机频率过低

因风机频率过低而产生的焙烧炉冒粉尘现象并不常见。只有在处理设备，为保证人身安全时才需要降低风机频率。此时风机所产生的抽力不足以保证焙烧炉炉筒内的微负压的操作条件，因此焙烧炉会有冒粉尘的现象发生。相应的解决办法即恢复生产，提高风机频率至需要。

3 结语

首先分子筛在焙烧过程中需要超稳蒸汽的保护作用，其次为了合理利用焙烧炉余热作为喷雾干燥热源，因此在焙烧炉运行时间长、设备老旧密封程度降低的情况下，焙烧炉内要保持微负压，以防焙烧炉冒粉尘现象的发生。

本文从影响焙烧炉炉筒内压力的因素着手，分析出影响焙烧炉炉筒内压力变化的原因，并提出了相应的解决办法。保证焙烧炉在运行期间可以有效、快速的解决物料跑损的情况，保证装置收率，控制环保参数在允许范围内。

[1]秦春华.回转炉在催化剂制备中的应用[J].化学工程师,2012(12):36-38.