φ3600外返碱与φ3200自身返碱煅烧炉技术比较

(江苏德邦兴华化工科技有限公司，江苏 连云港 222065)

重碱煅烧是纯碱生产中的重要工艺环节，由于重碱中含有14%～20%左右的游离水，为了防止重碱煅烧时结疤，必须要将重碱与高温纯碱进行混合，使重碱与纯碱反应生成一水合碳酸钠和颗粒状的倍半碳酸钠，彻底降低重碱水分小于8%，提高物料流动性，煅烧过程得以连续进行。现在蒸汽煅烧炉有两种混合模式，一种是利用煅烧炉炉体外部的螺旋道将煅烧好的纯碱返回到煅烧炉炉头，在炉内与重碱混合，称为自身返碱蒸汽煅烧炉工艺；另一种是煅烧炉内煅烧完成的纯碱从尾部出料，利用输送设备将纯碱返回到煅烧炉前部的预混器中，与重碱在预混器中混合，混合后的物料进入蒸汽煅烧炉内进行段烧，称为外返碱式蒸汽煅烧炉工艺。现以年产60万t纯碱规模的纯碱企业对上述两种技术进行分析对比。

1 主要工艺参数

重碱条件(质量百分比)：NaCl 0.25%,H2O 18%,NaHCO374.27%，Na2CO33.53%，NH4HCO33.95%

炉气浓度：≥85%～90%

产量：800～1 000 t/d

蒸汽条件：饱和蒸汽压力3.2 MPa(G)

出碱温度：>180 ℃

炉头压力：-5～-10 mmH2O

2 外返碱煅烧炉技术

2.1 工艺流程叙述

滤过岗位送来的重碱，由重碱皮带下料器经重碱关风下料阀进入重碱预混器中，与由返碱刮板机输送来的返碱在预混器内混合，混合均匀的物料经炉头进料器进入煅烧炉内。重碱在煅烧炉内经蒸汽间接加热分解，产生轻质纯碱和炉气，轻质纯碱从炉尾出料，经下料关风阀、出碱刮板输送机送入返碱刮板中。返碱刮板倾斜一定的角度，从炉尾将轻灰输送到煅烧炉头前上部，该处出碱首先一部分在刮板中间下料，作为煅烧炉返碱使用，此处返碱经关风下料阀、返碱螺旋输送机输送进入预混器内与重碱混合；剩余部分轻质纯碱作为成品输送到成品集合刮板，经筛分、冷却后进入碱库包装。从煅烧炉出来的炉气由炉头抽出，经旋风分离、冷凝、洗涤后去低压机后到碳化岗位，旋风分离下来的碱尘，由轻灰螺旋输送器送入预混器中；预混器中的出气由管道引入煅烧炉气系统中。

煅烧炉所用蒸汽来自锅炉，由炉子尾部汽轴进入炉内排管中后又从炉尾出去进入贮水槽后到扩容器，蒸发的二次蒸汽去低压汽管网，冷凝水去重灰扩容器。

图1 外返煅烧炉工艺流程图

2.2 主要设备

外返碱蒸汽煅烧炉设备规格：φ3600×32000

炉体转速：3.6 r/min(快转)，电机功率250 kW；0.33 r/min(慢转)，电机功率37 kW

炉体斜度：3%

进料机电机功率：37 kW

2.3 系统布置

外返碱煅烧炉单台炉的宽度10.5 m，炉头部分布置煅烧炉炉头密封、煅烧炉进料器、预混器、皮带机、集合刮板机等设备，炉头部分楼房宽度为9+4+8=21 m，煅烧炉边上布置返碱刮板机，楼层宽度4 m，三台炉炉头部楼总长度为(10.5+4)×3=43.5 m，宽度为21 m，炉头楼层高度分别标高为5.0 m、10.7 m、16.5 m、23.5 m、31 m；炉尾平台为宽9 m，总长度为43.5 m，煅烧炉炉尾出碱为刮板机，返碱刮板尾部需挖2×4×11 m的地坑。3台煅烧炉系统总的占地面积为43.5×60.3 m，最高处高度为31 m，占地面积较大，土建投资较多。

2.4 项目投资

主要设备按前文设备表进行配置，煅烧炉设备投资2 490万元，其他配套设备合计投资1 429万元，主要设备合计总投资3 919万元；电气仪表500万元；安装材料费用401万元；安装费用552万元；土建费用4 200万元。项目合计总投资9 572万元。

表1 φ3600外返碱煅烧炉系统主要设备

2.5 项目经济分析

1)外返碱的单台炉总功率为491.5 kW,吨碱能耗491.5/(800～1000)=0.614～0.4915 kW。

2)设备维护费用(单台套设备)

外返碱煅烧炉工艺流程复杂，附属设备较多，设备事故点较多，设备维护费用较高。

3 自身返碱煅烧炉系统

3.1 工艺流程叙述

滤过岗位送来的重碱，由进料螺旋输送机送入炉内与返碱混合后，与炉内蒸汽间接交换加热生成轻灰和炉气，从煅烧炉出来的炉气经分离、冷凝、洗涤后去低压机后到碳化，炉内的轻灰从炉尾经炉体螺旋道返回到炉头，一部分进入炉内作返碱，另一部分纯碱经刮板机送到重灰系统或经筛分冷却后进入碱仓。

自身返碱煅烧炉加热系统同外返碱煅烧炉。

表2 φ3600外返碱煅烧炉系统设备维护费用

3.2 主要设备

自身返碱轻灰煅烧炉设备规格：φ3200×30000

炉体转速：快转5.8 r/min，电机功率315 kW；慢转0.32 r/min，电机功率37 kW

炉体斜度：2%

进料螺旋输送机：电机功率30 kW

轻灰螺旋输送机：电机功率22 kW

3.3 系统布置

自身返碱煅烧炉单台炉的宽度9.5 m，炉头部分布置煅烧炉炉头密封、进料螺旋输送机、轻灰螺旋输送机等设备，炉头部分楼房宽度为9.5+6.5=16 m，三台炉炉头部楼总长度为9.5×3+1=29.5 m，炉头楼层高度分别标高为5.3 m、11.8 m、18.3 m、23.3 m；炉尾平台为宽6 m，总长度为29.5 m，煅烧炉炉头出碱为刮板机。3台煅烧炉系统总的占地面积为29.5×52.8 m，占地面积较小，最高处高度为23.3 m，土建投资较少。

表3 φ3200自身返碱煅烧炉系统主要设备

3.4 项目主要投资

自身返碱蒸汽煅烧炉工艺的主要设备按前文设备表中进行配置，设备投资2 049万元，其他配套设备投资622万元，主要设备合计总投资2 671万元；电器仪表费用300万元；安装材料费用314万元；安装费用377万元；土建费用2 085万元。项目总投资5 747万元。

3.5 项目经济分析

1)设备运行能耗

2)设备维护费用(单台套设备)

自身返碱煅烧炉流程简单，附属设备较少，设备事故率较低，设备维护费用相对较低。

表4 φ3200自身返碱煅烧炉系统设备维护费用