酸再生焙烧炉堵炉的分析与改进

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1、酸再生焙烧炉堵炉的分析与改进酸再生焙烧炉堵炉的分析与改进1 问题的提出为柳钢 1550mm 酸轧联合机组配套建设的5000L/h 的酸再生机组 ,采用喷雾焙烧法再生盐酸.焙烧炉是盐酸再生反应的主要反应区域,由一个钢质容器,内衬耐火耐酸砖组成.它由 3个烧嘴直接加热,烧嘴呈切线布置在焙烧炉钢壳圆周上.燃烧气体在焙烧炉内部形成螺旋状上升流动,将来自焙烧炉顶喷嘴喷出的雾状浓缩废酸液滴先烘干,然后在焙烧炉的热区域内与 FeC1 和 FeC1 反应,生成的氧化铁粉落在焙烧炉下部锥形体中,通过焙烧炉底部处安装的高温团块破碎机和高温旋转阀排出.铁粉落到焙烧炉炉壁后可能形成的烧结氧化物块由高温团块破碎机来破碎

2、.高温旋转阀可以使焙烧炉内部的气体同外部大气隔离.焙烧炉运行工况的稳定与否将对酸再生机组的处理能力以及产品的质量产生重大的影响.柳钢冷轧厂酸再生机组焙烧炉 201lO1 以来经常发生炉底被氧化铁粉块堵塞的故障,造成炉底破碎机和旋转阀经常因卡阻跳停,堵塞严重时甚至直接造成整个机组停机,严重影响到了机组的正常运行,再生酸和氧化铁粉的质量,加大了现场操作人员的劳动强度,同时也给环境卫生带来了极大的危害.因此,有必要弄清楚焙烧炉堵塞的原因,采取措施进行改进.2 堵炉原因分析2.1 酸枪喷嘴雾化效果的影响为了使焙烧炉内物料的高效分解,采用酸枪喷嘴将废酸充分雾化,使废酸液与炉内的热风最大面积地接触.按照焙

3、烧炉中氧化反应的要求,废酸液的雾化粒度需要在 40200m.In原用的进口喷嘴出现了不同程度的磨损,其喷射角度发生了变化,使雾化效果变差;换用的新喷嘴其雾化效果相比较差.由于废酸雾化效果变差,反应物反应不充分,有时甚至形成片状流体,氧化铁粉极易在焙烧炉内挂壁,不时地整块跌落是造成焙烧炉底部堵塞主要原因.所以,要选用结构设计合理的喷嘴并更换磨损严重的喷嘴.2.2 过滤器的影响为了保证废酸进入焙烧炉后有良好的雾化效果和避免堵塞焙烧炉内的喷枪喷嘴,在焙烧炉给料管道上设有一组浓缩废酸过滤器.(1 用 1备),在喷枪喷盘处也设有过滤网,用于过滤浓缩废酸中的不溶杂质.经现场观察分析,过滤器的过滤精度偏低,

4、实际过滤效果较差,造成酸枪喷嘴堵塞频繁.喷嘴一旦堵塞其喷洒雾化效果变差.这样不但造成了盐酸回收率低,氧化铁粉质量差,而且还极易堵塞焙烧炉.2.3 焙烧炉温度的影响焙烧炉温度控制的好坏直接影响再生酸的密度,氧化铁粉的质量和焙烧炉的使用寿命.根据现场不同的控制目标,可以将焙烧炉的温度控制模式分为炉顶温度控制模式和炉中温度控制.在选择炉顶模式对焙烧炉温度进行控制时,经常出现炉顶温度已达到工艺设定值(430左右),但炉中温度较正常反应温度偏低(570 一 580,正常反应温度为 600oC650).当选择炉中温度模式进行控制时,由于受煤气热值波动,清洗酸枪操作,预浓缩废酸密度,流量等因素的影响经常造成

5、炉中温度波动过大,引起氧化铁粉出现发黑,潮湿,结块等n现象,铁粉质量相当不稳定,导致氧化铁粉在下料过程中不通畅进而引起焙烧炉炉底堵塞.2.4 浓缩酸密度及喷洒流量和压力的影响废酸液通过废酸泵进入预浓缩器后与焙烧炉气进行热交换对其进行浓缩.原废酸浓缩比达到 32%左右,超过了 25%30% 工艺制度,废酸液密度的偏大,使得废酸粘度增加,导致喷洒过程中雾化效果不佳;喷洒流量和压力的过大或偏小同样也会影响到酸液的雾化效果.3 改进措施通过对酸再生机组焙烧炉堵炉原因进行系统的分析,有针对性地采取以下改进措施:(1)加强对喷嘴的检查力度,及时更换磨损较严重的喷嘴.选用质量过硬的产品.缩短对喷嘴除垢清洗的

6、周期,保证废酸进入焙烧炉的雾化效果.(2)在过滤器中放置两层滤网,提高过滤精度.在漂洗水操作转换为废酸操作模式之前,将焙烧炉炉顶的过滤器切换到干净的备用过滤器,对停用的过滤器进行及时地清洗,并检查喷枪喷嘴及滤芯,确保废酸液的喷洒雾化效果.(3)为了保证废酸液的充分反应,必须尽量减小焙烧炉反应炉膛温度的波动范围,确保焙烧炉能更安全地运行,并能控制好下道工序或下道设备的温度.根据目前酸再生机组的实际操作经验,对于酸再生焙烧炉温度控制而言,宜采用炉顶温度控制模式【lJ.在该模式下能较好地保证炉顶温度受控并且稳定.为了进一步减小温度的波动还对炉温控制系统中的 PID 参数进行了优化调整.(4)为了降低

7、对喷嘴的清洗频率,如果机组完全停机后再运行焙烧炉,则需运行漂洗水操作模式最少 4h,将炉顶温度设置为 420,流入焙烧炉的漂洗水流量应为 3m/h,然后转换为废酸操作模式,将炉顶温度升至 440,再逐步将流量增加至 3.5m3h.如果要对机组进行完全停机操作,应将炉顶温度设置为 420oC,运行 34h 的漂洗水操作,然后再转换为新鲜水操作模式,继续运行 0.5h,再将喷枪提起,关闭烧嘴,并继续运行文丘里循环泵 23h,然后关闭废气风机和文丘里循环泵,在焙烧炉逐步降温的过程中可能还会有挂壁的氧化铁粉块跌落,所以仍需继续运行焙烧炉底部的破碎机,旋转阀和热风管道上的双旋风分离器至少 ld,确保炉底

8、的跌落物被全部输送走,防止堵塞炉底.4 结语在分析酸再生机组焙烧炉堵炉原因后,从设备,控制,工艺和操作等方面进行了改进,从 201103 中旬到目前为止,没有出现过焙烧炉炉底堵塞的故障.但要保证焙烧炉长期稳定的工作,还需坚持做好以下工作:(1)完全停机较长时间再次开机时需要打开焙烧炉炉底人孑 L 进行检查确认,确保炉底畅通.(2)机组运行过程中,根据操作规范要求及时做好过滤器,喷枪喷盘,喷嘴及过滤筒的清洗工作,严格按照运行工艺参数操作设备,确保废酸液的雾化效果.(3)加强设备的定期检查维护工作,及时更换损坏的器件,保证机组的工况良好.参考文献1 孙宇.酸再生焙烧炉的温度过程控制系统.涟钢科技与管理,2006,(4):19 20(冷轧板带厂马涛董君祥陆兆刚黄升)