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河 南 神 馬 氯 堿 發 展 有 限 責 任 公 司(以 下 簡 稱 神馬 氯 堿 發 展 公 司)是 一 家 有 著30多年氯堿生產歷史的 企 業,以 生 產 燒 堿、聚氯乙烯樹脂等基礎化工原料為主,其 中30萬t/a乙 炔 生 產 裝 置 是 目 前 國 內 較 大的 電 石 乙 炔 生 產 裝 置。在 濕 式 電 石 法 乙 炔 生 產 過 程 中,有 大 量 的 副 產物 氫 氧 化 鈣(電 石 渣 漿)生 成,氫 氧 化 鈣 與 水 混 合 呈堿性,直接排放會造成環境污染。目 前 通 用 的 做 法是 用 filter press 將 電 石 渣 漿 液 固 分 離,濾 液 經 冷 卻 降 溫后 送 乙 炔 發 生 系 統 循 環 利 用,固 態 濾 餅 用 于 制 造 壓縮 磚、水 泥 等 建 筑 材 料。
1改造前壓濾工序特點神馬氯堿發展公司改造前壓濾系統工藝流程見圖1。
料 分 配 至4個 濃 縮 池,稀漿料在攪拌的作用下逐步沉 淀、濃 縮 形 成 濃 漿,通過濃縮池中心桶進入渣漿沉淀 池,經200kW渣 漿 泵 輸 送 至4臺 料 漿 儲 罐,再 分別 由1臺90kW渣 漿 泵 對 應1臺 壓 濾 機,對 電 石 渣漿 進 行 壓 濾。濾 餅 經 壓 濾 機、刮 板 機 和 皮 帶 運 輸 機輸 送 后 外 運 制 取 建 筑 材 料;產 生 的 濾 液 分 為 兩 路:一路 是 壓 濾 機 濾 液 匯 至 清 液 儲 罐,另 一 路 是 因 上 料 壓力 不 穩 定 造 成 板 間 漏 液,帶 出 的 渾 水 經 刮 板 機 匯 至渾 水 儲 罐。兩 路 水 經55kW渣 漿 泵 提 壓 返 回 濃 縮池,與 稀 漿 料 一 起 濃 縮 澄 清 后,溢 流 至 上 清 液 集 水池,經55kW自 吸 泵 提 壓 進 入 冷 卻 塔 進 行 冷 卻 降溫,匯 至 冷 卻 水 池 后 再 用90kW自 吸 泵 輸 送 給 發 生工 序 循 環 利 用。
2系統運行中存在的問題該 系 統 投 產 以 來,運 行 極 不 穩 定,消 耗 了 大 量 的人 力 物 力,不 利 于 安 全 生 產,且 時 常 造 成 環 境 污 染,主 要 表 現 為 以 下4個 方 面。(1)工藝流程復雜,工藝管道極易堵塞,清理困難。(2)機 泵 數 量 較 多,電 能 消 耗 大,設 備、物 料 消 耗高。(3)漿 料 上 料 壓 力 不 穩 定,導致壓濾機濾布消耗高,并 會 造 成 料 漿 儲 罐 漫 漿 污 染 現 場 及 周 邊 環 境。(4)濾 餅 水 含 量 高,不 利 于 長 距 離 運 輸。3壓 濾 工 藝 優 化針 對 壓 濾 工 藝 系 統 存 在 的 問 題,神 馬 氯 堿 發 展公司組織技術人員對現有壓濾工藝及改造方案進行了 論 證,分 別 從 壓 濾 機 上 料 系 統、濃縮池上清液冷卻系統和濾液水輸送系統等方面對壓濾工藝進行技術改 造。改 造 后 的 壓 濾 系 統 工 藝 流 程 見 圖2。
(1)淘 汰4臺 料 漿 儲 罐。稀渣漿經壓濾濃縮池濃縮后,濃 渣 漿 通 過 濃 縮池下部的物料閥自流入渣漿沉淀池,經200kW渣漿 泵 提 壓 后,不 再 進 入4臺 料 漿 儲 罐,而 是 通 過2條Φ273上料總管直接向24臺 壓 濾 機 供 料。
(2)新 增 上 料 系 統 回 流 管 線。把 壓 濾A區、B區 兩 條 上 料 總 管 尾 端 相 連,在尾 端 新 增1條Φ219回流管線返回至渣漿沉淀池,并 在 回 流 管 線 前 端 加 裝1臺 壓 力 變 送 器 及 自 控 閥組,通 過 壓 力 設 定 保 持 自 控 閥 前 上 料 管 線 的 壓 力 穩定。當 某 臺 壓 濾 機 上 料 時,上 料 管 線 壓 力 下 降,當 壓力 下 降 到0.4MPa以 下 時,自 控 閥 自 動 調 節 閥 門 開度,保 持 管 線 壓 力 穩 定。當 某 臺 壓 濾 機 停 止 上 料 時,上料 管 線 內 渣 漿 壓 力 上 升,當 超 過 設 定 的0.4MPa時,超 出 的 壓 力 也 可 通 過 調 節 自 控 閥 開 度 達 到 穩 定的 管 線 壓 力,富 余 的 渣 漿 回 流 到 渣 漿 沉 淀 池,形 成 自循 環,避 免 渣 漿 沉 積 堵 塞 管 道 影 響 生 產。
(3)渣 漿 泵 變 頻 改 造。實 施 以 上 改 造 后,系 統 運 行 仍 然 存 在 一 些 問 題:上 料 壓 力 不 穩 定,壓 力 偏 差 大,自控閥閥體多次出現滲漏,調 節 不 到 位。相 關 專 業 技 術 人 員 經 觀 察 認 為原 因 是 管 線 中 渣 漿 流 速 快,渣漿中夾帶的雜質影響自 控 閥 的 使 用 壽 命,不 能 起 到 很 好 的 調 節 作 用,經 研究 決 定 對200kW渣 漿 泵 進 行 變 頻 改 造,將 回 流 管道 的 壓 力 信 號 輸 入 渣 漿 泵 變 頻 器,根據回流壓力調節 電 動 機 轉 速,達 到 穩 定 進 料 壓 力、降 低 能 耗 的 目的。壓 濾 工 序 目 前 有3臺200kW渣 漿 泵,單 臺 渣漿 泵 正 常 運 行 電 流 在308~315A,電 動 機 額 定 電 流385A,控 制 方 式 采 用 軟 啟 動 器 一 拖 一 方 式,但 軟 啟動方式不能根據生產情況調節電動機運行的轉速,只 能 以50Hz的 頻 率 運 行。根據乙炔生產量不同,產 生 的 渣 漿 量 不 同,開 啟 壓 濾 機 數 量 需 作 適 時 調 整,有時 開1臺 泵 壓 力 不 能 滿 足 生 產 需 要,開2臺 泵 管道 壓 力 太 大,產 生 的 回 流 量 較 大;有 時 開1臺 泵 也 會出 現 渣 漿 回 流 情 況,渣 漿 泵 在 做 無 用 功 的 同 時,造 成了 電 能 的 浪 費,加速了機泵的磨損。采 用 變 頻 控 制可 實 現 閉 環 調 速,回 流 管 道 上 安 裝 的 壓 力 變 送 器 輸出 的4~20mA信號輸入給變頻器,變 頻 器 根 據 接收 的 信 號 實 現 內 部PID調 節,輸 出 相 應 的 負 載 功率,從 而 調 節 電 動 機 的 運 行 速 度,既 可 保 證 上 料 壓力,又 可 減 少 渣 漿 回 流 量,降 低 電 能 消 耗。
(4)濃 縮 池 上 清 液 溢 流 管 道 的 改 造。濃 縮 池 上 清 液 溢 流 口 位 置 較 高,與 集 水 池 進 冷卻 塔 的 上 清 液 進 口 有 較 大 位 差。將濃縮池上清液溢流 管 與 上 清 液 進 冷 卻 塔 的 管 道 直 接 相 連,通 過 管 道高 位 差 自 流 入 冷 卻 塔 進 行 冷 卻 降 溫,減 少 了 溢 流 清液 先 流 入 集 水 池,再通過清液泵抽至冷卻塔降溫的環 節,這 樣 可 停 用2臺55kW自 吸 泵,從 而 降 低 能耗。在 冬 季 環 境 溫 度 低 時,上 清 液 無 需 進 行 冷 卻 降溫,可 直 接 排 入 冷 卻 水 池 供 乙 炔 工 序 使 用。
(5)壓 濾 機 濾 液 輸 送 工 藝 改 造。壓 濾 機 上 料 系 統 壓 力 穩 定 后,不 再 出 現 板 間 漏液 出 渾 水 現 象,從壓濾機分離出來的水也不再匯入渾 水 儲 罐,而 是 通 過 水 槽 自 流 進 入 南 集 水 池,再 通 過1臺90kW自吸泵提壓至濃縮池渣漿分配槽,淘 汰了1臺 渾 水 儲 槽 及2臺55kW渣 漿 泵,減 少 了 電 能消 耗,避 免 了 因 漫 水 造 成 的 環 境 污 染。
4結 語通過對壓濾系統工藝的優化,降 低 了 電 耗 及 各項 維 修 費 用,簡 化 了 工 藝 流 程,降低了濾餅水含量和濾 布 消 耗,杜 絕 了 漫 漿 現 象,從而改善了現場操作及周 邊 環 境,對 神 馬 氯 堿 發 展 公 司 實 現 節 能 降 耗 總 體目 標,保 證 生 產 系 統 穩 定、高 效、滿 負 荷、長 周 期 運 行具 有 十 分 重 要 的 意 義。目前在氯堿行業形勢極度嚴峻 的 狀 況 下,該 項 目 實 施 后 的 節 能 降 耗 效 果 明 顯,在安 全 生 產、降 本 增 效、環 境 保 護 方 面 起 到 了 積 極 作用,在 氯 堿 行 業 內 具 有 推 廣 價 值。
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