大型硫鐵礦制酸裝置干法排渣的討論概要

1、大型硫鐵礦制酸裝置干法排渣的討論霍云飛湖北宜化集團(tuán)楚星化工股份有限公司，湖北宜都443311摘要：介紹我國自己摸索出來的一套硫鐵礦制酸干法排渣工藝及設(shè)備，重點闡 述30萬噸/年硫精礦制酸干法排渣的工藝及設(shè)備情況及特點，國內(nèi)與國外裝置對 比，得出了符合我國實際情況大型裝置干法排渣工藝及設(shè)備路線。關(guān)鍵詞：硫鐵礦制酸干排渣工藝及設(shè)備、浸沒式干排冷卻滾筒、新型增濕器。1引言我國硫酸工業(yè)隨著技術(shù)水平，管理水平、制造水平的提高，硫酸裝置也由小型化 向大型化發(fā)展。單系列硫鐵礦制酸裝置最大規(guī)模為400kt/a （按沸騰爐比較），甕福、大峪口、鹿寨、黃麥嶺都為引進(jìn)技術(shù)及裝備。硫鐵礦制酸中干法排渣系統(tǒng)也 為引進(jìn)項

2、目，主要工藝采用埋刮板輸送機(jī)輸送物料，再集中經(jīng)過滾筒增濕器增 濕、運走。我國硫鐵礦制酸干法排渣經(jīng)過多年探索、研究，已總結(jié)出自己的一套 技術(shù)裝置，既符合裝備的經(jīng)濟(jì)性，又達(dá)到裝備的可靠性，現(xiàn)討論如下。2 引進(jìn)裝置特點黃麥嶺焙燒工段軟件包采用瑞典波利頓磁性焙燒工藝。硫鐵礦干法排渣工藝為：焙燒沸騰爐一高位旋風(fēng)一氧化爐一埋刮板輸送機(jī)（較長、帶冷卻夾套，使礦渣 及冷卻到350C一滾筒增濕器一渣倉一電動顎式渣倉閥；廢熱鍋爐一埋刮板輸送機(jī)一旋轉(zhuǎn)閥一埋刮板輸送機(jī)一滾筒增濕器一渣倉一電 動顎式渣倉閥；電除塵器f埋刮板輸送機(jī)f旋轉(zhuǎn)閥f埋刮板輸送機(jī)f滾筒增濕器f渣倉f電 動顎式渣倉閥；氧化沸騰爐、旋轉(zhuǎn)閥后埋刮板輸送機(jī)

3、、增濕滾筒為同一臺，集中處理礦渣增 濕。焙燒沸騰爐排渣工藝為全吹出式，礦渣經(jīng)過高位旋風(fēng)排至氧化爐進(jìn)行磁性焙 燒，由于工藝操作難度大，主要處理含砷礦，對于國內(nèi)意義不大，后改為了冷卻 床，現(xiàn)主要是冷卻礦渣用。高溫埋刮板機(jī)采用芬蘭制造設(shè)備，電除塵器采用韓國 埋刮板機(jī)，旋轉(zhuǎn)閥后埋刮板機(jī)輸送設(shè)備、滾筒增濕器為國內(nèi)制造。芬蘭制造的廢熱鍋爐高溫部分埋刮板輸送機(jī)刮板鏈條張緊選用張緊輪結(jié)構(gòu)， 運行穩(wěn)定可靠。韓國及國產(chǎn)設(shè)備采用重錘張緊結(jié)構(gòu)，張緊量控制不精確，巡檢頻 率高，機(jī)械材質(zhì)不穩(wěn)定，設(shè)備運行故障率高。較長埋刮板輸送機(jī)最大的缺點是傳 動件多，優(yōu)點是環(huán)境密封性好，但從國內(nèi)實際情況出發(fā)，選擇埋刮板輸送機(jī)不是 最優(yōu)、

4、最佳選擇。該流程還存在一個問題，就是集中處理的礦渣增濕，需要一臺 龐大的滾筒增濕器。既增大了基建投入，又增大了日常維護(hù)。該設(shè)備處理礦渣增 濕運行環(huán)境不是很好，可以說是紅渣滾滾。據(jù)了解黃麥嶺經(jīng)過三年摸索整改才使 裝置運行正常。國內(nèi)還有大型裝置引進(jìn)日本、韓國等國家埋刮板輸送機(jī)及排渣工 藝，運行都不是很穩(wěn)定，故障率高，運行經(jīng)濟(jì)性不佳，而且配件需進(jìn)口，花費大 量外匯。有的廠只好在廢熱鍋爐出料口旁增加并聯(lián)一組出料口，再加一臺備用埋 刮板輸送機(jī)，以備檢修用，以提高硫酸系統(tǒng)的開車率。3國內(nèi)中小裝置特點我國中小型硫酸裝置干法排渣采用的流程：沸騰爐、廢熱鍋爐（溢流螺旋輸送機(jī)）-冷卻排渣滾筒-埋刮板輸送機(jī)一滾筒增

5、濕器（雙軸增濕器）-皮帶輸送機(jī)-渣倉-電動顎式渣倉閥；旋風(fēng)除塵器（溢流螺旋輸送機(jī)）、電除塵器（溢流螺旋輸送機(jī)）冷卻排渣滾筒-埋刮板輸送機(jī)-滾筒增濕器（雙軸增濕器） -皮帶輸送機(jī)-渣倉-電動顎式 渣倉閥。該工藝流程特點是先把熱的硫鐵礦渣先經(jīng)過冷卻排渣滾筒冷卻，再用埋刮板輸 送機(jī)送至滾筒增濕器增濕運走。雖然高溫硫鐵礦渣經(jīng)過干排冷卻滾筒冷卻，但埋 刮板輸送機(jī)較長，還存在國內(nèi)設(shè)備制造及材質(zhì)達(dá)不到要求，機(jī)械故障較多，影響 裝置運行。還有雙軸礦渣增濕器機(jī)械磨損嚴(yán)重，如果過分降低礦渣（灰）入口溫 度反而加劇腐蝕，縮短壽命，運行不可靠。滾筒增濕器體積大，還需內(nèi)襯耐腐、 耐磨材料，設(shè)備投資大，運行環(huán)境差。該流程

6、國內(nèi)中小型干法排渣都選用該流 程，主要是基于國內(nèi)技術(shù)及國內(nèi)制造。有經(jīng)濟(jì)性，但可靠性不是十分理想。如果 大型裝置選用該流程可靠性存在問題。4符合國內(nèi)大型裝置特點我國目前大型硫鐵礦制硫酸典型流程為：魯奇型沸騰爐-水平通道式廢熱鍋爐旋風(fēng)除塵器電除塵器沸騰爐排出的礦渣，溫度為800 850C，廢熱鍋爐排出的礦灰溫度改為 600 650C，旋風(fēng)除塵器排出的礦灰溫度為 300 350E，電除塵器排出的礦灰溫度改為 300 r，均需增濕器增濕冷卻到適于皮帶輸送機(jī)運輸?shù)某潭?lt; 8伍。礦渣及灰的冷卻及輸送根據(jù)不同要求選擇較經(jīng)濟(jì)可靠的設(shè)備裝置。對硫鐵礦塊礦要比硫精砂焙燒出來的渣干法排渣工藝操作要簡單，而硫精

7、砂工 藝干排渣處理操作難度要大，舉例說明。4.1 8萬噸/年硫鐵礦塊礦制酸干法排渣系統(tǒng)流程沸騰爐、廢熱鍋爐（溢流螺旋）63（帶新型增濕器不銹鋼干排冷卻滾筒（增濕器帶有自動振打裝置及 噴淋水膜除塵器）一皮帶輸送機(jī)一渣倉一電動顎式 渣倉閥旋風(fēng)除塵器（溢流螺旋輸送機(jī)）、電除塵器（溢流螺旋）630帶新型增濕器碳鋼干排冷卻滾筒（增濕器帶有自動振打裝置及 噴淋水膜除塵器）f皮帶輸送 機(jī)一渣倉一電動顎式渣倉閥該裝置沸騰爐、廢熱鍋爐、旋風(fēng)除塵器、電除塵器經(jīng)過干排冷卻滾筒、冷卻增 濕處理以后的礦渣溫度小于80 °C集中排放至皮帶輸送機(jī)一起輸送至渣倉，在皮帶 輸送機(jī)膠帶選型中最好選用耐熱膠帶比較好。也可

8、以選擇這種流程：沸騰爐、廢熱鍋爐（溢流螺旋） -©630不銹鋼干排冷卻滾筒-©720帶新型增 濕器（不銹鋼）干排冷卻滾筒（碳鋼）一皮帶輸送機(jī)一渣倉一電動顎渣倉閥。旋風(fēng)除塵器（溢流螺旋輸送機(jī)）、電除塵器（溢流螺旋輸送機(jī)）-©630干排冷卻滾筒（碳鋼）-©720帶新型增濕器（不銹鋼）干排冷卻滾筒（碳鋼）與沸騰 爐、廢熱鍋爐為同一臺設(shè)備-皮帶輸送機(jī)與沸騰爐、廢熱鍋爐為同一條皮帶輸送 機(jī)-渣倉-電動顎式渣倉閥。前一種流程雖然減少一條干排冷卻滾筒，節(jié)約設(shè)備投資，但缺點是增加二個操 作點。沸騰爐、廢熱鍋爐排出的渣粒度較大 <3.8mm,只需增濕器增濕排放的尾氣

9、就 為清透的水蒸汽，無需水膜除塵就達(dá)到要求。而旋風(fēng)除塵器、電除塵器渣粒度 細(xì)0.016 mm用增濕器增濕效果不理想，不是稀，就是冒少許紅塵，噴淋水膜除塵器 除塵也不理想,說明處理少量細(xì)小的礦塵不是很理想。后一種流程雖然增加臺帶新型增濕器的干排冷卻滾筒集中處理沸騰爐、廢熱鍋 爐、旋風(fēng)除塵器、電除塵器礦渣（塵），但效果比較好。主要是經(jīng)過冷卻以后的 沸騰爐、廢熱鍋爐、旋風(fēng)除塵器、電除塵器礦渣（塵）在這臺干排冷卻滾筒混合 達(dá)到傳熱混合礦渣（塵）的作用，有一定數(shù)量的礦渣（塵），細(xì)小的與大的礦渣 充分混合填充，再經(jīng)過新型增濕器增濕，增濕以后形成礦渣不經(jīng)過噴淋水膜除塵 器除塵，排氣筒無乎是清透的水蒸汽。我認(rèn)

10、為后一種流程操作彈性大，控制點 少，礦渣的冷卻和增濕效果好，應(yīng)選擇后一種流程。在考慮設(shè)備漏風(fēng)上應(yīng)在溢流螺旋輸送機(jī)后加旋轉(zhuǎn)閥，增強(qiáng)其密封性。溢流螺旋 輸送機(jī)選型上應(yīng)采用不銹鋼材質(zhì)，增強(qiáng)其材料抗氧性及耐熱性，還應(yīng)設(shè)置冷卻夾套，中軸冷卻水保證軸高溫強(qiáng)度降低帶來的撓性變形，影響其機(jī)械運轉(zhuǎn)性能。新 型增濕器將原流程體積龐大的滾筒增濕器或運轉(zhuǎn)周期短的雙軸增濕器取代，新型 增濕器與干排冷卻滾筒用法蘭聯(lián)接為一體，減少約15-22KW的動力消耗，設(shè)備長度短，但增濕冷卻效果最佳，維修及運行費用低。新型增濕器為整個流程打下了 設(shè)備基礎(chǔ)。4.2 30萬噸/年硫精礦制酸干法排渣系統(tǒng)流程楚星30萬噸/年硫精礦制酸焙燒工段

11、設(shè)計是國內(nèi)吸收魯奇公司焙燒技術(shù)國內(nèi)自 行設(shè)計的裝置，焙燒工段工藝流程為：F=70.9m2沸騰爐-水平通道式廢熱鍋爐-二臺并聯(lián)旋風(fēng)除塵器一二臺并聯(lián) 50m2 3電除塵器根據(jù)焙燒工段特點及經(jīng)驗結(jié)合國內(nèi)制造水平的實際情況自行確定干法排渣工藝 流程路線：沸騰爐、廢熱鍋爐（熱料埋刮板輸送機(jī)）-星形排渣機(jī)-帶新型增濕器© 1020浸沒式干排冷卻滾筒皮帶輸送機(jī)渣倉電動顎式渣氣閥二臺并聯(lián)旋風(fēng)除塵器（溢流螺旋輸送機(jī)）-二臺并聯(lián)帶新型增濕器 © 72（干排 冷卻滾筒（與二臺并聯(lián)電除塵器同為二臺干排冷卻滾筒）皮帶輸送機(jī)（與沸騰爐、廢熱鍋爐排渣同一臺皮帶輸送機(jī)）-渣倉-電動顎式渣倉閥。二臺并聯(lián)電除

12、塵器-二臺并聯(lián)埋刮板輸送機(jī)-二臺并聯(lián)星形排渣機(jī)-二臺并聯(lián)帶 新型增濕器© 72（干排冷卻滾筒-皮帶輸送機(jī)（與沸騰爐、廢熱鍋爐排渣同為一臺 皮帶輸送機(jī)）渣倉電動顎式渣倉閥。4.3 30萬噸/年硫精礦制酸干排渣系統(tǒng)工藝設(shè)計及設(shè)備選型上考慮到以下幾點：1、 硫精砂制硫酸工藝焙燒工段渣塵排出比例是：沸騰爐30%、廢熱鍋爐 15%、旋風(fēng)除塵器35% ;電除塵器10% ;凈化工段5%。2、設(shè)計選型上廢熱鍋爐、電除塵器排放的硫鐵礦渣塵還是采用埋刮板輸送機(jī)加星形加料機(jī)，廢熱鍋爐、電除塵器埋刮板輸送機(jī)約定8米，但對廢熱鍋爐熱料埋刮板輸送機(jī)選型上比較慎重。要求制造廠對黃麥嶺裝置進(jìn)行實地考察，制定設(shè) 備結(jié)

13、構(gòu)方案。傳動結(jié)構(gòu)上選用單排鏈結(jié)構(gòu)，不采用雙排鏈，采用重錘張緊結(jié)構(gòu)， 箱體用材上全部采用1Cr18Ni9Ti，刮板材料采用20MnTiB、鏈條、頭輪為滲碳合 金鋼、尾輪為滲碳45#鋼埋刮板輸送機(jī)機(jī)械設(shè)計上放大 2-3倍，旋風(fēng)除塵器采用溢 流螺旋密封，材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti。3、沸騰爐、廢熱鍋爐排出的礦渣及塵集中到 © 1920/ © 1020X©帶新型增濕器浸 濕式干排冷卻滾筒冷卻，材質(zhì)為 304,新型增濕器直徑為© 1220浸設(shè)式干排冷卻 滾筒優(yōu)點在于筒體浸沒在水中，溫度下降幅度大（750C-300C）。浸沒式干排冷 卻滾筒在處理高溫沸騰爐及廢熱鍋爐

14、渣及塵作用大，取代了大型裝置干排渣帶冷卻 夾套較長的埋刮板輸送機(jī)。浸沒式冷卻滾筒比埋刮板輸送機(jī)傳動件少，運行穩(wěn)定， 長度比干排輸送機(jī)短，占地面積小，裝置開車率高，浸沒式干排冷卻滾筒對大型 硫鐵礦制酸裝置起到設(shè)備基礎(chǔ)作用。4、經(jīng)過新型增濕器增濕的礦渣及塵溫度小于80C，含水量1-2%使其不飛揚為最佳。經(jīng)過增濕器增濕的礦渣及塵經(jīng)過皮帶輸送機(jī)送至渣倉，渣倉下錐面必須 設(shè)置振動器，防止礦渣塵太潮時物料休止角大，下渣困難。渣倉的開關(guān)選用電動 顎式渣倉閥實現(xiàn)自動放料。30萬噸/年硫精礦制酸干排渣設(shè)備1、浸沒式冷卻滾筒 © 1920/ © 1020 X 190（臺 145萬元2、熱料埋刮

15、板輸送機(jī) RMS400 1臺18萬元3、電除塵埋刮板輸送機(jī) B500 2臺4萬元4、普通型冷卻滾筒 © 720 X 10160臺30萬元5、熱料埋刮板輸送機(jī)星形排灰機(jī) Y400 >400 1臺3萬元6、電除塵埋刮板輸送機(jī)星形排灰機(jī) Y400 X100 2臺3萬元7、旋風(fēng)除塵器配套溢流螺旋機(jī) © 200 臺 5萬元8、礦渣皮帶機(jī) TD75 B800 4臺20萬元9、渣倉150m3 3臺30萬元10、電動顎式渣倉1200 X00 6臺7.8萬元4.4 30萬噸/年硫精礦制酸2004年8月開車出現(xiàn)了下列問題1、廢熱鍋爐熱料埋刮板輸送機(jī)下星形排灰機(jī)由于被卡死故障停機(jī)，堆積礦

16、渣負(fù)荷大造成熱料埋刮板輸送機(jī)尾座拉壞，全系統(tǒng)停車。還由于廢熱鍋爐振打效果 不理想，塵時大時小，波動大容易造成熱料埋刮板輸送機(jī)跳閘停車。2、電除塵器埋刮板輸送輸送由于電機(jī)燒，單臺機(jī)停車，未影響系統(tǒng)停車。3、 廢熱鍋爐、沸騰爐下料管安裝角度及排放管偏小使系統(tǒng)停車，排渣管直徑 改為 304SS© 273管道。4、廢熱鍋爐土建平臺與電除塵土建平臺之間距離短，造成皮帶機(jī)安裝空間窄，使 設(shè)備檢修不方便，皮帶機(jī)安裝不合適造成系統(tǒng)停車。5、浸沒式干排冷卻滾筒，干排冷卻滾筒冷卻效果及機(jī)械運行穩(wěn)定，但噴淋式除塵 器效果不佳，開車以后幾乎是紅塵滾滾。主要原因是硫精礦塵很細(xì)為0.065-0.16mm,又是三

17、臺新型增濕器增濕礦渣（塵）處理不穩(wěn)定，新型增濕器調(diào)節(jié)增濕頻率高。實際生產(chǎn)中無乎不可能完全實現(xiàn)穩(wěn)定增濕。噴淋式除塵器對0.065-0.16mm塵的處理降塵的效率不高造成環(huán)境污染。4.5米取以下措施1、要求操作工加強(qiáng)巡檢次數(shù)，認(rèn)真觀察熱料埋刮板輸送機(jī)運行情況，根據(jù) 鏈條熱膨脹情況，增加減少重錘重量，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。2、電除塵器因為有二臺，一臺有故障停車檢修，另一臺運行，保證開車 率，加強(qiáng)設(shè)備巡檢力度。3、浸沒、普通式干排冷卻滾筒噴淋式除塵器除塵效率低的情況，更改系統(tǒng)及 除塵工藝，采用三臺設(shè)備一套除塵設(shè)備，即為采用空塔噴淋除塵器，空塔后加一 臺風(fēng)機(jī)。除塵風(fēng)機(jī)必須放在除塵器后，放在除塵器前礦渣及塵容易粘在葉輪上， 影響風(fēng)機(jī)使用壽命，根據(jù)工藝系統(tǒng)風(fēng)機(jī)壓頭能克服空塔及管道阻力即可。壓頭太 大，容易揚塵，空塔負(fù)荷加大，影響新型增濕器運行，氣速也不宜太高，根據(jù)塵 的特性決定風(fēng)速。經(jīng)過改造可以說一線青煙。目前整個干排渣系統(tǒng)運行十分正常，每天產(chǎn)硫酸量為1030噸/天標(biāo)酸，裝置達(dá)到最佳效益，整個干排渣系統(tǒng)投資約165.8萬元。礦渣市場價80元/噸。4.6總結(jié)筆者認(rèn)為對于大型硫鐵礦制酸干排渣最優(yōu)的方案應(yīng)是采用浸沒式冷卻排渣滾筒 冷卻沸騰爐、廢熱鍋爐排出的高溫礦渣及塵，廢熱鍋爐至浸沒式冷卻排渣滾筒采 用不銹鋼溢流螺旋加旋轉(zhuǎn)閥直接進(jìn)入浸沒式冷卻排渣滾筒受料箱。電除塵器也采 用與廢熱鍋爐至冷卻排