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瓮福磷肥厂硫酸装置渣系统技术改造
发布时间：2013-07-26 08:13 来源：未知
瓮福磷肥厂硫酸装置由两套400 kUa硫铁矿制酸和一套200 kt/a的硫磺制酸组成。其中矿制酸装置原设计以广东云浮硫铁矿为原料，采用流化床焙烧、干法除尘、稀酸洗净化和两转两吸制酸工艺，渣系统采用埋刮板输送机+增湿滚筒组合配置�？笾扑嶙爸糜�1996年3月开工建设，1999年3月进行化工投料试车，1999年12月顺利通过72h性能考核。自1999年3月投用以来，渣系统因设计富余能力不足、故障率高、检修难度大等因素，已成为硫铁矿制酸生产的瓶颈，一度使生产处于被动局面。2001年4月装置成功进行改矿烧磺后，产渣量急剧降低，此矛盾才得以暂时缓解，虽运行效果不好，但基本勉强可以维持生产。近年来，由于硫磺价格一路攀升，高配矿掺烧势在必行，渣系统原存在的矛盾凸显出来。频繁的故障严重制约了高配比掺烧，且检修难度大、现场环境差、维修费用高，所以渣系统的技术改造势在必行。
1、存在问题
通过多年的运行实践，硫酸装置渣系统主要存在如下问题：
a．高配比掺烧后渣系统故障率极高。埋刮板输送机主要存在断销、脱销、链板断焊断脱、链板变形、链板拉断、导轨变形卡阻、脱轨等故障，仅2007年度就发生142次故障检修。
b．检修难度大。当渣链机故障时，必须割开设备本体，断链查找、拉连、接链非常困难，且检修与系统生产无法隔离，灰渣随时外冒，检修条件非常恶劣。
c．维修费用高。由于渣系统故障频繁且检修强度、难度大，所以维修费用高，仅2007年度渣系统维修费就高达65万元左右。
d．检修时对系统工艺影响较大。当渣链机故障时，必须割开设备本体，此时将带来系统大量漏风，加剧废锅电尘的腐蚀，同时将被迫降低装置负荷和硫铁矿掺烧量，使装置工艺状况产生较大的波动。
e．检修安全隐患大。当渣链机故障时需割开设备本体检修，若负压控制不当或意外产生正压时，将会有高温、高浓度二氧化硫气体(S02)约12%]向外喷出，检修存在极大的安全隐患。
f．红尘污染严重。红尘污染较严重，对职工身体健康和企业形象造成一定影响。
g．渣链机富余能力不足，难以满足高掺烧和纯烧硫铁矿要求。若进一步提高掺烧量或短时全烧硫铁矿时，现渣链机设计能力偏小，此现象在本装置试生产期间得到很好的验证。
h．硫铁矿渣综合样含铁相对较低。目前外售硫铁矿渣为焙烧炉、废锅、电尘所排渣灰汇合后的综合烧渣，综合样w( Fe)仅为42%一45%，目前售价仅30—40元／t。
渣系统的热量未得到回收利用。渣系统原设计未考虑热量回收问题，不具备热量回收功能，热量大部分从冷却循环水中带走，未回收利用。
2、原因分析
2.1 渣链机故障率高的原因
每条渣链主要由许多链板、链杆用销子连接而成，链板与链杆为焊接结构，当负荷非常均匀、运行状态非常良好、质量非常可靠时能够胜任，但当遇到下述情况之一时易发生故障：
a．渣量波动较大。当负荷突然增大后薄弱环节折断造成断链。
b．渣链机跑偏或脱轨。当跑偏和脱轨均会造成卡阻而拉断，而跑偏和脱轨的可能原因有导轨变形、渣链过快的热胀冷缩、调节不当等。，
c．机械硬物或块状硬渣块掉下直接卡阻而拉断。
d．链板焊接、链杆质量、销子质量有缺陷。因焊点、连接点众多，要想每个焊点、连接点、所有材质质量都做得非�？煽勘Ｏ�，国内厂家难于做到，而进口件价格非常昂贵，且仅为提高可靠性并非100%可靠。
e．长期使用和温差应力频繁变动造成疲劳断裂。
上述故障并非该装置独有，国内硫铁矿制酸厂家的埋刮板输送机均有故障率较高这一共性。
2.2检修难度大、对系统工艺影响大、检修安全隐患大的原因
造成此类影响的主要原因是装置采用了“渣链机与设备本体一体化结构”设计。目前国内已不再采用此结构方式，而是渣灰先经料斗、锁气阀后才到渣链机，实现了主体设备与渣链机分离。
2.3红尘污染的原因
渣链机冷却方式为水夹套（冷却效果差），原设计进增湿器渣温较高(350℃)，喷水降温后产生大量水蒸气夹带红灰外扬。原设计选用蒸汽洗涤器和抽吸风机除尘，但投料生产后抽吸风机进口及风机本体易附渣和堵塞，风机严重振动，根本无法长期运行，导致排放烟囱夹带红尘严重。另外由于渣链机故障率非常高，故障时被迫临时排渣，临时排渣时红尘飞扬严重。
2.4烧渣含铁较低的原因
根据分析，焙烧炉渣约占总渣量的30%，其w(Fe)15%—25%；废锅出灰约占总渣量的30%．其w( Fe)为48% ~51%；电尘渣灰约占总渣量的40%，其w( Fe)为48% ~51%，由此可见焙烧炉排放的烧渣含铁明显较低，造成混合后的综合样含铁较低。
3、解决思路
a·针对渣输送机故障率较高问题，选用浸没式冷却滚筒或冷渣机取代原渣链机这一输送方式。根据对类似工厂的考察，冷却滚筒或冷渣机运行稳定，故障率极低。
b．针对检修难度大、对系统工艺影响大、检修安全隐患大的问题，拟定将废锅、电尘渣输送设备下移，与废锅、电尘本体分离，其间将灰斗向下延伸并用锁气阀过渡。
c·针对红尘污染问题，选用浸没式冷却滚筒或冷渣机取代原渣链机这一输送方式。首先对排放的渣灰进行迅速降温，避免直接喷水产生大量水蒸气夹带红尘，并设置空塔洗涤一复挡除沫一尾排风机一烟筒的可靠洗涤系统，以消除经尘污染。另外，降低设备故障率，可减少临时排渣造成的红尘污染。
d．针对目前硫铁矿渣综合样品位较低问题，实施渣灰分离，将焙烧炉排放的低品位渣与废锅、电尘排放的高品位渣灰分开堆存，使废锅、电尘烧渣综合样w( Fe)达到48%~51%。这将大大降低洗选厂的生产成本，从而可以提高硫酸渣综合售价，提高综合经济效益。
e．针对热量浪费问题，考虑焙烧炉的高温渣采用冷渣机降温输送，利用脱盐水回收热量，达到热能回收的目的。
4、改造方案
经过上述论证，形成了图l所示工艺和设备选型创新、优质可靠的渣输送系统，其物料、热量平衡见表1。在该流程中，冷渣机采用脱盐水回收热量，脱盐水回收热量后进除氧器；废锅电尘灰在增湿过程中会产生少量扬尘，在出料端上方设置了空塔洗涤一复挡除沫一尾排风机的可靠洗涤系统，确保现场无红尘排放。
5、改造效果
a.故障率大大降低，因而维修费用大大降低。两系列渣系统改造分别于2008年2月和3月完成，截至2009年6月主体设备未发生任何故障和维修，仅更换过两次尾吸泵机封。
b．可实现渣、灰分离，提高烧渣外卖价格。技改前外售硫酸渣为焙烧炉、废锅、电尘所排渣灰汇合后的综合烧渣，其w( Fe)为42% ~45%，售价约40元／t。技改后焙烧炉烧渣将单独堆存，废锅和电尘的灰混合堆存，实现渣、灰分离。这样，废热锅炉及电除尘灰w( Fe)达到48%—51%，最低售价可达100元/t以上：而焙烧炉渣部分可送水泥厂作添加剂，其余暂堆存；焙烧炉烧渣由硫酸渣买主代为处理，处理费用按10元／t计。因此，渣灰分离后所产每吨烧渣经济收益为：100 x70% -10 x30%=67(元/t)。硫铁矿耗量按每年300kt计，则每年可增产渣量：300 x0.785：236 kt（其中0. 785为产渣率），年增收：236 x1 000×(67 -40)=637万元
c．适应高配比掺烧。因本次改造保证了足够的富余能力，所以改造后能胜任高配比掺烧和全烧硫铁矿。
d．现场环境得到了极大改善，检修难度大大降低，前述检修安全隐患得到消除。
