辊式破碎在联碱生产装置盐粉碎工序中的应用

甘宪福，柴培虎，韩国军

(金昌氨碱源化工有限公司,甘肃 金昌 737000)

金昌氨碱源化工有限公司在20万t/a联碱装置搬迁改造项目中，由于受原盐供应地域限制，采用大颗粒原盐，粉碎后直接加入盐析结晶器。

1 搬迁改造前盐粉碎工艺流程

盐粉碎工序主要装置为2台锤式破碎机(1开1备)和6台摆轮式研磨机(4开2备)。原盐首先进入锤式破碎机一级粗破后，再进入摆轮式研磨机细磨。粉碎后的粉盐粒度较大，粒度≤1 mm的粉盐占比仅能达到50%，1～2 mm粒度的粉盐占比28%，粒度≥2.0 mm占比22%，最大的粉盐颗粒达到8.0～9.0 mm。大颗粒粉盐对盐析结晶器影响较大：一是大粒盐无法完全溶解，堆积在结晶器底部，运行45天左右需对结晶器进行清洗，且需要人工清除粘结在结晶器锥底盐疤；二是盐析结晶器取出晶浆含有未溶解的大颗粒原盐，对逆料泵叶轮、蜗壳磨损严重，检修频繁，维护成本高；三是氯化铵产品钠盐含量高，主含量低，产品质量差；四是母液Ⅱ的γ值低，母液循环当量大，系统能耗高。

鉴于上述原因，我公司在搬迁改造项目实施时，经过多方面了解、对比，参考水泥等行业物料破碎设备选型及运行状况，采用“对辊辊式破碎+四辊辊式粉碎”对原盐进行粉碎，经过一年的运行，效果良好，完全满足生产工艺需求。

表1 原盐粒度分布及占比

2 搬迁改造后盐粉碎工艺流程

原盐粉碎装置采用“两级辊式粉碎+胶带输送机”工艺配置，将工业原盐加入料仓，原盐由料仓落入定量给料机，送至1#胶带输送机，将原料盐送入一级破碎(对辊破碎机)带式布料器，均匀分布后，进入对辊破碎机，破碎成粒度≤8 mm的小颗粒，然后由 2#胶带输送机送入二级粉碎(四辊精细粉碎机)带式布料器，均匀分布后，进入四辊精细粉碎机，粉碎至粒度≤1 mm的粉盐，最后由3#胶带输送机直接送至栈桥，由栈桥皮带(4#、5#)送至盐析结晶器。该装置具有：流程简单，设备数量少，运行周期长，维护方便，能耗低，粉盐粒度分布及占比更为优化的优点。

3 辊式粉碎设备配置及原理

搬迁改造后盐粉碎主要装置采用2台对辊破碎机和2台四辊精细粉碎机(各1开1备)作为一级粗破和二级粉碎装置。对辊破碎机其型号为2PG-40PT处理能力为40 t/h；四辊精细破碎机型号为4PGS-40PT，单台处理能力为40 t/h，辊筒由硬质耐磨的锰钢制成。对辊破碎机辊面采用堆焊辊面，四辊精细粉碎机辊面采用平辊面形式，以更利于对原料盐的粉碎。

辊式破碎机是利用两组单独传动的碾辊，相对旋转产生的高挤压力和磨剪力来破碎物料。物料进入两碾辊形成的“V”形破碎腔以后，受到两碾辊的相对旋转压力作用，在挤轧和啮磨下，受到碾辊的挤轧和磨剪，物料开始破裂，破裂后的小颗粒沿着辊子旋转的切线方向，通过两碾辊的间隙，由机器下方排出，将物料破碎成工艺需要的细度。四辊精细粉碎机是在同一破碎机上装有四个辊筒，对物料进行三次破碎，辊筒与滚筒之间的间隙逐渐变小，通过调节滚筒之间的间隙大小控制粉碎物料粒度，达到要求的指标。其结构主要有固定碾辊、活动碾辊，保护弹簧与液压系统等组成。辊式破碎特点：能耗低、破碎比大、生产效率高、不产生粉尘等。

4 生产实践与应用效果

4.1 运行状况分析

金昌氨碱源化工有限公司20万t/a联碱装置搬迁改造项目于2021年5月竣工投产，初次投运后，对辊破碎机和四辊精细粉碎机辊筒间隙经过多次调整，盐粉碎系统运行逐步平稳，负荷逐步增加，粉盐粒度达到设计要求指标，具体情况如下表2。

表2 加盐量与粉盐粒度统计表

自2021年8月份，生产系统负荷加满，加盐量稳定在28～32 t/h之间，经过两级辊式粉碎后的原料盐中≤1 mm粒度的粉盐占比稳定在75%以上，比原装置粉碎后的粉盐粒度占比提高25%，满足20万t/a联碱装置工艺需求，达到预期效果。

4.2 存在的问题及改进措施

1)对辊破碎机和四辊精细粉碎机带式布料器在实际应用中，仍存在物料分布不均匀现象，导致进料偏多部位辊面磨损严重，辊筒与辊筒之间间隙不均匀，难以调正，导致粉盐粒度偏大。

经过反复实验，最终确定在带式布料器后端接近下料处安装一块锯齿形布料板，物料在带式布料器上随着带式布料器一起向前运动，通过锯齿形布料板时进行了二次布料，将进入辊压机料口的物料最大限度均匀分布，使物料均匀落入辊面，避免集中落料(如图1)；其次，根据原盐出料粒度及时调节辊面间距，四辊精细粉碎机上辊缝间隙保持2～3 mm,中间辊缝间隙0.9～1.0 mm，下辊缝间隙保持0.5～0.6 mm；第三，根据辊面磨损程度，利用专用磨床，对四辊精细粉碎机辊面进行打磨，磨至辊面光滑、均匀，辊面高点和低点差距≤0.2mm。自运行以来，分别于2021年10月和2022年3月对辊面各打磨一次，粉盐粒度可长期保持达标。

图1 带式布料器上新安装锯齿形布料板示意图

2)原盐水分过大时(>4%)，通过四辊三碎破碎机碾压过程出现片状物料。采取的措施，一方面严格控制原料盐水分小于2.5%，另一方面在四辊精细粉碎机下料斗处，安装了一台自制打散装置，可将片状物料打散成粒状物料，效果较好。

5 搬迁改造前后运行效果对比

5.1 粉盐粒度

与搬迁改造前相比，粒度≤1.0 mm的粉盐占比提高27%，粒度≤2.0 mm的粉盐颗粒占比下降5%，粒度大于2.0 mm颗粒盐近似为零，给生产稳定运行和工艺优化奠定了良好的设备基础。见下表3。

表3 搬迁改造前后粉盐粒度分布及占比对比表

5.2 结晶系统运行状况

新装置自2021年5月份投产，盐析结晶器锥底排盐一次，排出的盐粒极少。盐析结晶器清洗三次，盐析结晶器运行延长到5个月以上，大幅减轻了人工清洗结晶器劳动强度，盐析结晶器运行良好，逆料泵叶轮磨损轻微，10个月未作更换。

新装置投运后，各项指标良好，母液Ⅱ的γ值保持在1.8左右，Na+浓度76 tt左右,母液循环当量9.5 m3/t,母液输送电耗下降。

5.3 氯化铵产品质量

根据搬迁改造后的生产统计数据和2016年全年的质量统计数据相对比(表4)，同样生产负荷下，干品氯化铵中钠盐含量下降了0.53%，氯化铵产品优级品率由原来的2.3%提高至目前的99.3%，显著提高了氯化铵产品质量。

表4 氯化铵产品质量控制状况

5.4 搬迁改造前后耗电量对比

搬迁改造前后相比，原料盐粉碎设备开机台数由原装置的12台减少至10台，总功率下降29 kW，降低了设备维护维修工作量。且节电效果良好，年节约电费约11.7万元。

5.5 盐粉碎运行维修费用

搬迁改造前，锤式破碎机锤头因磨损4个月更换1副锤头，一年需更换3副锤头。摆轮研磨机运行7天更换1副锤片，4台机，一年需更换189副锤片，全年运行费用约15.7万元(锤式破碎机锤头7 000元/副，摆轮研磨机锤片720元/副)。

搬迁改造后辊压机辊筒预计运行18个月修复一次，一个辊筒修复费用约2万元，全年运行费用预计约8万元。搬迁改造后约节约运行维修费用7.7万元。

6 结 语

在我公司20万t/a联碱装置搬迁改造项目盐粉碎工序中，原盐粉碎采用两级辊式粉碎，流程简洁，设备数量少且布置紧凑，粉盐粒度达到工艺要求，节能效益显著，员工劳动强度下降。经过近一年的运行检验，达到了预期的效果，为企业节能增效做出贡献，同时为相关行业原盐粉碎设备选型提供了实践依据。