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钙镁磷肥高炉装置系统阻力分析和设备选型

更新时间:2009-03-28

玉溪银河磷化有限公司(简称公司)高炉法钙镁磷肥装置具有投资少、建设周期短、成本低、易操作、对磷矿质量要求不高、产品含多种植物营养元素等优点。但是由于产量低,利润薄,技术投入少,技术进步小,尤其在节能减排上力度不够。结合公司目前实际的装置情况,通过分析高炉煤气系统设备压降,并经改造优化以降低系统阻力。高炉煤气系统阻力的降低,可为实现“高风温、大风量”创造条件,从而提高原料、燃料利用率,提高产量,降低消耗。

1 工艺流程简述

高炉系统主要由原料、高炉、煤气、净化、冷热风及半成品系统组成。

原料系统包括原燃料场、破碎、筛分、原燃料输送、料仓、计量配料、入炉等部分。原燃料进入高炉后,在炉内不同区域不同温度下,发生一系列化学反应和燃烧反应。在1 450℃高温下物料成熔融料由炉缸料口排出,用0.3~0.6 MPa水淬后冲入料池,用行车捞取至初肥料场上堆放滤水得半成品,即粗肥。

高炉排出的荒煤气,由上升管和下降管引出,经重力除尘器、旋风除尘器干法除去粗尘,进入旋喷型脱氟塔、文丘里洗涤器,再经挡板脱水器、旋流脱水器脱水后,送入管式热风炉与焦炭一起燃烧,产生的热量用于预热空气鼓风机出口进入高炉的空气。换热后的烟气经烟道由烟囱排放。初肥料场上堆放滤水后的半成品,经烘干和研磨,水分、细度合格后包装得到成品。

2 高炉内阻力

高炉内主要的反应是,首先焦炭与空气中的氧燃烧反应提供热量,在此热量下矿石与熔剂发生分解、熔化、反应等一系列过程。该过程属于气固相系统的多相反应,反应速度不仅与炭和空气中氧间的化学反应速度有关,而且还受氧向炭表面扩散的速度的影响。研究表明,在高温下进行此反应,反应属于扩散控制。因此,凡是有利于增大传质系数,增加接触表面与提高浓度差的措施,均可增加物质的传递量,从而加快反应速度。所以,提高气流速度,是强化以扩散控制为主的反应的有效措施。

2015年药典中,液相-电感耦合等离子体质谱联用法(HPLC-ICP-MS)是常见测定方法之一。由于HPLC-ICP-MS是一种新型元素和同位素分析技术,具有检出限低、动态线性范围宽、干扰少、分析精密度高和分析速度快等优点,可同时完成多元素测定,具有极高的检测效率,是痕量、超痕量元素分析领域最先进的方法之一[9,10]。 因此,采用 HPLC-ICP-MS手段对中药重金属含量进行测定,进而采取质量控制手段,对于规范中药采集、运输、加工饮片及制剂过程中可能引入的重金属进行监控和规范有重要的现实意义。

压降[1]式中ξ阻力系数采用9,则:

3 煤气除尘系统主要设备选型计算

进口截面积S1

XLP/B型除尘器入口截面积S2=0.175D2,所以:

高炉煤气参数:流量20 000 m3/h,密度1.32 kg/m3,温度120℃,压力20 kPa,大气压82.5 kPa。

3.1 重力除尘器

重力除尘器设计D=4 000 mm,H=5 000 mm,一般情况下风速0.6~1.0 m/s,停留时间10~15 s,在该条件下压降可控制小于100 Pa。烟气流量:

 

经核算目前选用设备符合满负荷生产需要。

3.2 旋风除尘器

现有2台CLK型扩散型旋风除尘器并联,规格ϕ700 mm,进口尺寸700 mm×182 mm。

进口气速v2

 

结合公司所使用的原燃料组分,经过物料衡算可得,每生产钙镁磷肥初肥1 t煤气产生量为1 372 m3。高炉设计生产能力为13.75 t/h,产生煤气量为(1 372×13.75)m3/h=18 865 m3/h。

 

单台处理气量qV2

 

在高炉操作中,在控制合理料层高度、保证原燃料预热的情况下,力求减小料层阻力,将料层阻力控制在小于20 kPa,这样可以加快燃烧反应速度,缩小燃烧带,使燃烧反应在较小的空间内完成,加大炉内利用空间,提高生产强度。这要求要保证合适的原燃料粒度:磷矿石25~80 mm,白云石25~60 mm,硅石20~40 mm,蛇纹石30~80 mm,焦炭30~120 mm。

 

目前所用除尘器,进口气速和压降均大于设计所允许的气速12~20 m/s,压降900~1 500 Pa。因此,要重新选型。由于CLK型扩散型旋风除尘器最大规格为ϕ700 mm,所以选用XLP/B型除尘器。

根据矿泥的性质,结合现场条件,本着工艺简单、措施可靠、投资少、见效快的原则,采用普通 XJK-6A型浮选机直接从矿泥尾矿中浮选回收锡石的生产工艺,其具体流程见图 1。矿泥需经隔渣筛隔渣,然后进行三次脱泥,溢流丢尾,脱泥后的沉砂经一粗一精两扫脱出硫化物,除硫尾矿经一粗三扫三精产出锡精矿,尾矿则丢尾。锡石浮选采用草酸作PH调整剂,TL-1作捕收剂,P86作辅助捕收剂和起泡剂,碳酸钠作TL-1的助溶剂。

规模型改造综合模式就是结合一种或多种模式的优点,将矿冶文化遗产改造成为兼具多种功能的场所。经过改造的矿冶文化遗产多数具有旅游功能,且能产生较好的经济效益,但这种改造往往会产生较大的变动,特别是对遗址内部会有很多改动,往往使一些矿冶文化遗产徒有其表,导致遗址部分文化内涵消失。因此,这种模式只适用于一般的近现代矿冶文化遗产。例如德国盖尔森基辛德炼钢厂被改造成一个大型的购物中心,工厂内部大规模的改动对矿冶文化遗产造成了一定的破坏。

 

式中ξ阻力系数采用5.8。

加的夫语法模式是由福赛特(Robin P.Fawcett)等人提出的一个系统功能语法模式[10]。在句法层上,加的夫语法认为句法范畴包括单位类别、成分和形式项。其中,单位类别包括小句、词组和字符串。另外,加的夫语法将词和词素归为形式项。句法范畴之间存在着组合、填充和说明三种关系[11]。此外,福赛特还试图弱化了系统功能语言学特别是悉尼语法中有关“级阶”的概念,模糊了“级阶小句”在句法分析中的作用,强调意义与形式的联系[12]。

入口截面积S2

 

SLAF-seq是一种高通量、高分辨率的SNPs位点识别与分型技术,是简化基因组测序的一次革命,带有2×100 bp有效基因组读长,为酶切方案设计提供新的技术支持,同时一次可开发多于10万个标签,得到整个全基因组区间中最为完整的变异图像,使得研究人员能够自主选择最具有代表性且最可靠的多态性标记,从而达到基因定位的目的[31-32],为系统进化、种质资源评价以及分子育种等提供基础.

选型计算[1],压降控制在1 500 Pa:

 

故选用1台直径为1 060 mm的XLP/B型除尘器。

3.3 脱氟塔

现用设备规格ϕ1 500 mm×10 000 mm,吸收方式为空塔喷淋。吸收塔设计空塔气速0.6~1.5 m/s[2]。目前气速:

 

气速过大,导致阻力增加,带液多,从而增加后面文氏管洗涤器的负荷和阻力。需重新选型,空塔气速选1 m/s。新选塔径:

 

故选用一台ϕ1 500 mm×10 000 mm的脱氟塔。

在本文看来,无论是从全国统一市场还是从地方区域市场角度来测度都有一定的意义。从市场的整体性角度分析的是全国房地产业发展的总体状况,它有助于宏观经济政策的制定和执行,而随着国内市场一体化程度不断提升,这种研究的意义也在不断增强。区域性的市场分析则对于研究特定区域的市场结构有帮助。因此,本文拟从以上两个方面综合分析中国房地产业的市场集中度问题,并以此为出发点,探索现阶段优化中国房地产业市场结构的基本方略。

3.4 文丘里洗涤器

文丘里洗涤器喉管气速一般为50~120 m/s[2],脱氟塔后的文丘里洗涤器,主要是进一步除尘降温。因此采用高气速、低液气比,喉管气速选108 m/s。喉管直径:

 

现有设备喉管直径为300 mm,可满足需要。

(1)原料处理。冻猪皮自然解冻,洗净,去脂肪,清洗后煮制3~5min,捞出,自然冷却至室温,去毛,切分成长5~8cm,宽0.5~1cm的条状,放入泡制液中泡制12h,捞出,加入调味料。

4 结论

通过对钙镁磷肥高炉入炉原燃料规格粒度的管理和对煤气系统主要设备计算分析并重新选型,可以使整个系统阻力下降。由于阻力下降,进入高炉的空气量增加,提高了焦炭的燃烧效率,炉内煤气流分布均匀,可使产量在现有的基础上提高30%。

[参考文献]

[1]国家医药管理局上海医药设计院.化工工艺设计手册:上[M].北京:化学工业出版社,1986:240-251.

[2]张殿印,王纯.除尘工程设计手册[M].北京:化学工业出版社,2003:230-244.

 
普宏宾
《磷肥与复肥》 2018年第05期
《磷肥与复肥》2018年第05期文献

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