铸铁热母液洗涤塔在煅烧系统上的应用

李敬辉

(连云港碱业有限公司，江苏 连云港 222042)

连云港碱业有限公司有5台热母液洗涤塔，原始设计为碳钢热母液洗涤塔，经过长周期的运行，塔体腐蚀严重，泄漏点较多，工作状况恶化，传热效率下降，给纯碱生产造成极大的安全隐患。2008年、2013年、2018年、2020年分别将轻灰4#、1#、0#、3#热母液洗涤塔材质由碳钢更换为铸铁，下面主要对碳钢与铸铁材质的热母液洗涤塔对比分析。

1 碳钢热母液洗涤塔

1.1 设备结构及性能简述

碳钢热母液洗涤塔为筛板塔，直径φ3200，塔高度15 904 mm，塔体材质Q235-A；塔内有三层筛板，玻璃钢材质，厚度12 mm；塔顶有丝网除沫器(DN3200×150)装置，液体分布器，因进入热母液洗涤塔的气体温度较高，内部填充瓷环填料；工字梁2根，材质0Cr18Ni9Ti，支撑板16块，材质A3；支承圈2套，规格分别为φ3196/φ2996(δ=12)，φ3196/φ3076(δ=12)。

炉气从塔底部进气，从塔顶部出气，冷母液从塔的上部进液，从塔的下部出液，炉气与冷母液在塔内逆流直接接触洗涤炉气，同时达到预热冷母液的目的。

1.2 设备缺陷

经过多年运行后，碳钢热母液洗涤塔设备主体出现很多缺陷问题，主要问题如下：

1)含有大量Cl-母液在炉气搅动下对碳钢设备内表面产生冲刷腐蚀作用，炉气量的波动，使填料层产生浮动，设备内表面形成氧化铁腐蚀层不断产生脱落更新，加剧了腐蚀作用，造成塔体腐蚀严重，塔体多处漏液，已进行过多次补焊。

2)随着轻灰蒸汽煅烧炉技改更新改造后生产能力由原设计日产800 t提高至920 t以上，炉气量明显上升，塔内气速提高，导致炉气对塔壁、内置件的冲刷以及填料浮动剥蚀更加严重，造成塔内部构件腐蚀严重，栅板、液体分布器、支撑架等随时有断裂坍塌的隐患。

3)随着作业时间的延长，塔壁及进液铸铁管道腐蚀过程产生的大量氧化铁残渣，造成塔内瓷环填料堵塞，填料层阻力明显上升，并影响炉气在母液洗涤塔内的正常传质传热效果，也影响轻灰蒸汽煅烧炉长周期稳定运行。

2 铸铁热母液洗涤塔

铸铁热母液洗涤塔为筛板塔，塔直径φ3000，塔高度15 904 mm，塔体材质HT250；13层塔圈，法兰连接；塔内有四层筛板，材质Q235-A；塔顶有丝网除沫器(DN3000×150 mm)装置，液体分布器，材质玻璃钢δ=20；塔底部有气体分布器。

铸铁热母液塔示意图如图1所示。

图1 铸铁热母液洗涤塔示意图

3 技改成铸铁热母液洗涤塔

因铸铁材质其强度、耐磨性、耐热性均较好，可用于要求高强度和一定耐蚀能力的泵壳、容器、塔器、法兰、填料箱本体及压盖、碳化塔、硝化塔等；因热膨胀系数小，可以加工出精度更高的配合间隙，其受热变形量较小，常使用于高温场合；成本低，寿命长，反复利用率高。

我公司从2008年至2020年分别对5台碳钢热母液洗涤塔进行逐台更换为铸铁塔，已更换完成4台。因铸铁塔吨位较重，在旧碳钢塔拆除，新塔安装施工过程中，制定了详细的施工安装方案。热母液洗涤塔进口管线阀门由普通浆液阀改造更换成电动浆液阀，大大提高阀门开关速度，将热母液洗涤塔的液位控制在20%～80%，以延长气液交换时间，热母液温度由原来的65 ℃提高到73 ℃左右。

4 改造后效果

铸铁热母液洗涤塔塔体耐磨性、耐腐蚀能力增强，塔体冲刷腐蚀漏点彻底消除；轻灰炉在45 t/h作业量情况下，热母液塔阻力降由原来的3.523 kPa(350 mmH2O)降为1.931 kPa(200 mm H2O),与碳钢填料塔相比，高负荷生产下的阻力较小，具有较好的通气能力；出气温度由原来的70 ℃降为60 ℃左右，达到生产工艺控制范围；出液温度由原来的65 ℃涨到73 ℃左右，高于同等作业状况下的填料塔8 ℃左右，传质传热效果优于填料塔；热母液塔由原来检修1次/6月延长到1次/24月，甚至更长时间；系统停车大修期间对塔内部检修时，因铸铁塔内部无瓷环填料，只是多了一层筛板，检查时间由原来6 h/1次减少为1 h/1次。