一种改进型自动间歇式苛化泥点喷加料装置

辛娇杰，刘 焕

(唐山三友化工股份有限公司纯碱分公司，河北 唐山 063305)

1 背景介绍

纯碱公司盐水车间精制系统采用海水两步化盐、三次精制的精盐水制备方式，一次精制工序主要生产任务是去除一次粗盐水中的钙、镁以及杂质，生产的一次精盐水输送至二次精制工序进行除钙作业，制备二次精盐水以及副产品碳酸钙。在一次精制澄清桶内，引入二次精制苛化后废泥减少物料外排的同时部分除钙。现有苛化泥加入流程采用自压加料方式，由于苛化泥加入不均匀，造成苛化泥管线堵塞、管道结疤增速快。其次，单桶苛化泥加料量瞬时增大，造成苛化泥颗粒随一次盐水溢流，造成一次盐水浊度异常，存在二次泥碳酸钙产品质量风险。

2 苛化泥加料系统工艺流程简介

苛化泥由二次盐水与苛化澄清后的二次苛化泥以3∶1的比例配置而成，返回一次精制澄清系统的苛化泥量约20 m3/h，通过二次苛化泥泵经DN80总管输送至一次澄清系统，并平均分配至8台澄清桶顶面分水槽，经15°、75°、135°、195°、255°、315°六个方向分别铺设的DN50管线进入澄清桶清液区。苛化泥以自流方式由分水槽进入澄清桶内参与反应，以降低一次精盐水钙含量。

3 苛化泥投用初期运行情况及问题分析

苛化泥输送装置在初期使用过程中经常出现如下问题：

1)澄清桶分水槽外接DN50自流管，流量约2.5 m3/h，由于流速过低且苛化泥含有泥砂，导致管线结疤严重，尤其底部结疤严重，平均结疤厚度21 mm。同时，管线弯头、阀门等设备部件杂物、泥砂堵塞频次高。根据一次精制澄清桶分布情况，对输送距离较远的1#、3#、7#一次澄清桶单桶苛化泥管线内壁结疤厚度、含量进行分析，见表1。

表1 苛化泥管线结疤数据表

2)依靠自压形式输送苛化泥具有不稳定性，且不能做到各苛化泥管线运行情况实时在线监测。一旦管线发生堵塞，单桶苛化泥量波动，操作人员无法及时发现并调整，进而造成一次澄清桶清液区浑浊，一次盐水浊度异常，严重时可影响二次精制碳酸钙产品质量。

3)经统计苛化泥管线堵塞平均2次/日，单纯依靠人力进行现场监测以及疏通管线，造成极大的人力、物力浪费。

4 设备升级改造

改进型自动间歇式苛化泥点喷加料装置，改变原有苛化泥加料模式，由流槽自压多点共同加入方式变为单点多频次依次加入方式，保证一次澄清系统苛化泥能够满足低流量高频次均匀输送要求。

项目具体实施方案如下：取消上述每台澄清桶顶面分水槽以及分支管线，在原有总管上方100 mm处重新铺设DN32单桶进料管线，并安装流量计及气动阀门各一台，流量数据、阀位调节引入DCS以及生产网，通过气动阀门调节单桶苛化泥流量，做到实时监测单桶流量，避免由于突发原因造成管道堵塞而无法发现造成的后续影响。沿途于DN32管线的15°、75°、135°、195°、255°、315°六个方向分别铺设DN25管线，6条分支管线上各安装一台电磁阀门，阀门内部衬有耐磨陶瓷，能够有效缓解因苛化泥杂质冲刷造成的阀门使用寿命及使用效果折损等问题，电磁阀控制开关阀位引入DCS，根据控制程序自动设置苛化泥循环点喷操作，苛化泥通过均布的6个加料管线以每10 s为一个频次分段进行加料。每分钟完成一次完整喷料动作。每个频次动作内，单桶2.5 m3/h苛化泥全部通过其中一根加料管进入澄清桶4 m处，单管流体流速达到1.5 m/s，能够避免物料由于重力影响造成的沉积现象。

为了增强新系统装置的防堵性及研判性，对其增加仪表监测功能。喷料过程中总管流量设置联锁报警装置，流量低于0.5 m3/h持续10 s以上时程序自动判定加料支管出现堵塞，持续低于该流量值60 s以上程序自动判定加料总管堵塞，操作人员能够及时发现主管或分支管线堵塞，管线堵塞时，可通过调节气动阀门的开度，增加总管及分支管线内流体静压能，对管线进行疏通。

5 改造后效果

苛化泥改造后经过前后试验对比，得到以下数据分析：

表2 改造前后数据

与原有技术相比，减轻了由于单桶加料量波动造成的苛化泥管线内部碳酸钙结疤附着现象，管线改造后，自3月份检测结疤厚度18 mm，并对其监测结果得出，改造前3～6月份，苛化泥管线内壁结疤单月平均增长速度为19.63%，改造后结疤增速较改造前单月平均降低17.59%，大大缓解了管线结疤问题。

再次，本装置采用全自动监测循环点喷加料装置，苛化泥加入方式完全实现了自动调节，加料形式更为合理便捷，能够有效避免管线堵塞，装置使用期间无一例管线堵塞事故发生，极大降低了人工劳动强度及人工成本。