CN104876249B - 降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置和方法，主要是改进了凉碱机结构和包装岗位的生产工艺，所述凉碱机的上游侧设置进料绞龙，下游侧设置出料绞龙；进料绞龙的外壳设置有进料绞龙外壳夹套；进料绞龙外壳夹套上还有设置冷却水管线。出料绞龙的下游连接包装岗位；包装岗位在包装仓和\或仓上刮板处上设置有抽风管线。抽风管线的另一端连接布袋除尘器以及连接引风机。同时将煅烧炉出来的纯碱产品降温和将包装岗位的纯碱产品降温，可以保证纯碱产品在任何时候的温度都在安全范围内，不会发生烧包事故；能够提高纯碱生产的效率，降低包装成本，从而增加经济效益。

Description

降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置和方法

技术领域

本发明涉及纯碱生产技术领域，具体的是指在凉碱工艺中的一种降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置和方法。

背景技术

在纯碱制造工业中，联碱煅烧炉中得到的纯碱产品的初始温度一般在150～200℃之间。由于该纯碱产品的温度高，必须经过冷却降温才能包装。目前，在纯碱行业所采用的凉碱技术中，主要有沸腾凉碱炉凉碱、回转凉碱炉凉碱和凉碱机凉碱等几种工艺。

其中，沸腾凉碱炉需要经过加压、除湿，以冷却的大量干燥空气为沸腾介质，炉内物料与空气接触较多有影响产品质量的隐患，而且工艺流程长，消耗高，需要二次净化尾气。

回转凉碱炉需要使物料在圆筒内回转，物料与圆筒内壁或中心水管通过间壁换热的方式实现物料的冷却，但是该设备笨重而庞大，占地大，一次性投资高。而且，该设备内的传热系数较低，需要传动机构辅助，整体结构复杂，维修维护困难。

凉碱机整体结构简单，经济适用。在同样的生产能力下，相对而言，凉碱机的初期投资更小、整体重量更轻、设备占地更少、操作能耗更低、实际产出更大。因此，凉碱机在制碱行业内应用普遍。

具体来说，利用凉碱机凉碱工艺中，常见的凉碱机一般外部的箱体和内部的螺杆组成；其内部的螺杆作为物料传输的输送机械结构。凉碱机上游侧为进料绞龙，下游侧为出料绞龙。凉碱机下游直接连接包装岗位，将冷却后的纯碱封包。

该凉碱工艺具有流程简单、设备小、占地少、投资小、能力大、换热系高的优点。但是，在上述工艺中，存在操作弹性小，料位控制有难度，冷却能力难以达到要求的缺点。

特别是，采用该凉碱工艺的企业，生产负荷较大时，因冷却能力难以达到要求而难以完成生产需求。由于凉碱机出料的纯碱产品温度依然较高，包装时纯碱温度也较高，导致常常会发生烧包事故。一般认为纯碱包装袋所承受的纯碱产品的安全温度为90℃，包装时不能超过90℃；一旦超过90℃，很容易导致纯碱外包装袋烧包事故，导致破散包等质量事故。为了避免烧包事故，安全生产时设定出料产品温度不能超过90℃(夏季)或100℃(冬季)。因此，当生产任务量大时，或者夏季环境温度高时，该凉碱机装置的实际生产能力只能达到80％左右。如果使用耐高温的纯碱包装袋，则是一种额外的支出，提高了成本。

以设计日产量800吨的凉碱机为例，该凉碱机的实际日产量为780吨。每年6、7、8、9四个月高温季节，由于纯碱产品温度较高，为保证纯碱包装质量被迫减量生产，该凉碱机的日均生产能力最低仅660吨。同时为了保证生产安全，而且还需要大量使用成本较高的耐温包装编织袋，每年仅增加产品包装成本约33万元。该凉碱机无法达到预期设计的产能，还严重制约了整个联碱装置产能，每年造成纯碱产品损失达约1.5万吨。

因此，需要针对凉碱机以及包装岗位提供一种降低碱温的装置和方法，强化凉碱机凉碱工艺的冷却效果，以保证包装岗位安全生产，提高效率，避免成本提高。

发明内容

本发明的第一目的就是要提供一种降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置，该技术可以确保纯碱产品在凉碱机内降温有效，且在包装岗位上持续温度降低，从而保证纯碱产品在包装时的温度在安全范围，不发生烧包事故。

为实现上述目的，本发明所设计的降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置，主要是对凉碱机和包装岗位的工艺进行改进，具体技术改进点是：所述凉碱机的上游侧设置进料绞龙，下游侧设置出料绞龙；所述进料绞龙的外壳设置有进料绞龙外壳夹套；所述进料绞龙外壳夹套上还设置有降温的冷却水管线；所述的出料绞龙的下游连接包装岗位；所述的包装岗位的包装仓和/或包装仓的仓上刮板处设置有抽风管线；所述抽风管线的另一端连接布袋除尘器；所述的布袋除尘器的另一端连接引风机。

上述技术方案中，所述进料绞龙外壳夹套为分段安装，分段安装在所述进料绞龙的外侧；每段进料绞龙外壳夹套的横截面呈U型，整体为等厚的管状结构；每段进料绞龙外壳夹套包括两侧的夹套竖直板面和下方相接的夹套半圆形板面；每侧的夹套竖直板面的顶部分别通过一块水平设置夹套顶部水平面板固定在进料绞龙的外壳上；底部的夹套半圆形板面的两端分别通过一块竖直的U型板焊接在进料绞龙的外壳上；所述每段进料绞龙外壳夹套的夹套竖直板面与进料绞龙的侧面竖直板面平行；所述每段进料绞龙外壳夹套的夹套半圆形板面和进料绞龙底部半圆形板面同轴；每段进料绞龙外壳夹套完全包覆相应段的进料绞龙的下部半圆形底板和两侧至少50％的竖直板面。

上述技术方案中，轴向上，进料绞龙外壳夹套至少包覆总共98％的进料绞龙。

上述技术方案中，所述的进料绞龙和出料绞龙均为管式螺旋提升机。

上述技术方案中，所述的凉碱机内，靠近包装岗位的尾部设置有尾部挡灰板；所述的尾部挡灰板不少于100厘米。

上述技术方案中，所述抽风管线的抽风口设置在包装仓的顶盖部位；所述抽风管线的抽风口设置在仓上刮板的顶盖部位。

本发明的第二目的是利用所述降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置对纯碱降温的方法，包括如下步骤：

1)将煅烧炉中的纯碱产品在进料绞龙中降温；

2)进料绞龙中的纯碱产品进入凉碱机中降温不少于3℃；

3)凉碱机中纯碱产品通过凉碱机出料绞龙进入包装岗位；

4)纯碱产品在包装岗位中温度进一步降低至安全范围内。

上述技术方案中，所述步骤1中，纯碱产品在凉碱机进料绞龙中降温不少于15℃。

上述技术方案中，所述步骤4中，纯碱产品在包装岗位内包装前的温度不高于90℃。

本发明在仔细研究和分析了现有的凉碱工艺，特别是凉碱机的工作原理后，结合实际设备的操作运行特点，巧妙地将进一步降低纯产品的温度，其优点主要体现在如下几方面：

其一，对纯碱产品在进入凉碱机前的运输过程中，预先进行降温，保证凉碱机的降温效果和工作寿命。

其二，通常的凉碱机的尾部挡灰板的高度为80厘米，该尾部挡灰板的高度直接影响了纯碱产品在凉碱机内的停留时间。将凉碱机的尾部挡灰板升高至105厘米后，增加了纯碱产品在凉碱机内的停留时间，以得到更好的降温效果。

其三，在包装机内设置抽风管线，将包装机内的热空气抽走，保证包装机的工作温度在安全范围内，以免发生烧包事故，同时也保证该包装机的工作寿命。

其四，针对现有工艺改造时，现有的主要设备改动较小，不需要再额外的添加过大的投资。

附图说明

图1为降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置的结构示意图。

图2为进料绞龙2上安装的进料绞龙外壳夹套4的结构示意图。

图3为进料绞龙外壳夹套4的剖面结构示意图。

图中：凉碱机1，进料绞龙2，出料绞龙3，进料绞龙外壳夹套4，冷却水管线5，冷却水口6，吊斗7，包装仓8，仓上刮板9，抽风管线10，布袋除尘器11，引风机12，凉碱机尾部挡灰板13，夹套竖直板面14，夹套半圆形板面15，夹套顶部水平板面16。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的设备和工艺作进一步的详细描述。

如图1～3所示的降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置，以凉碱机1和包装岗位为主要设备和生产工艺。所述凉碱机1的上游连接煅烧炉，对其生产的纯碱产品进行降温。所述包装岗位为生产线末端设备，将纯碱产品包装成袋，以便运输或储存。

所述凉碱机1的上游侧设置进料绞龙2，下游侧设置出料绞龙3。所述的进料绞龙2和出料绞龙3均为管式螺旋提升机；它们可以在输送过程中具有可把物料提升并兼具有搅拌功能的一款经济耐用性输送设备。

所述进料绞龙2的输送管的外壳设置有进料绞龙外壳夹套4。所述的进料绞龙2的输送管整体为管状结构，横截面为U型，两边是竖直板面、下方是半圆形底板、中间设置螺旋杆以输送纯碱，上方设置有盖板。所述进料绞龙外壳夹套4整体也为U型结构，整体为等厚的管状结构，分段安装在所述进料绞龙2的外侧。每段进料绞龙外壳夹套4完全包覆相应段的进料绞龙2的下部半圆形底板和两侧至少50％的竖直板面；轴向上，进料绞龙外壳夹套4至少包覆进料绞龙2总长的98％。

依据该进料绞龙2的长度和整体降温需求大小，所述的进料绞龙外壳夹套4可以以上述方式分段焊接，也可以对小型的进料绞龙2设置由整块钢板卷焊成的进料绞龙外壳夹套4。如果使用的钢板材料的尺寸无法满足该进料绞龙外壳夹套4的夹套竖直板面14需求，则不设置夹套竖直板面14，仅仅设置夹套半圆形板面15。

每段进料绞龙外壳夹套4的轴向长度不少于1米，为了配合该进料绞龙2设计每段进料绞龙外壳夹套4轴向长度为2米，相邻两段之间距离很近，轴向上能够包裹进料绞龙2的99％的长度。每段进料绞龙外壳夹套4的U型结构和进料绞龙2的外形相同的，包括两侧的夹套竖直板面14和下方相接的夹套半圆形板面15；每侧的夹套竖直板面14的顶部分别通过一块水平设置夹套顶部水平面板16固定在进料绞龙2的外壳上；底部的夹套半圆形板面15的两端分别通过一块竖直的U型板固定在进料绞龙2的外壳上。所述每段进料绞龙外壳夹套4的夹套竖直板面14与进料绞龙2的侧面竖直板面平行，二者相距至少5厘米；该处实际施工时，所述夹套顶部水平板面16的宽度10厘米。所述每段进料绞龙外壳夹套4的夹套半圆形板面15和进料绞龙2底部半圆形板面同轴，且二者相距在实际施工时为10厘米。

在实际生产中，分段的每段进料绞龙外壳夹套4的轴向长度可以根据卷焊钢板的幅宽尺寸而定，以便于施工操作。为了保证进料绞龙2的降温效果，相邻两段进料绞龙外壳夹套4之间可以没有间距；此时进料绞龙外壳夹套4完全包覆进料绞龙2，降温效果最佳。

所述每段进料绞龙外壳夹套4上均有设置冷却水管线5。该冷却水管线5入口冷却水口6设置在每段进料绞龙外壳夹套4靠近上游的一端；出口设置在所述进料绞龙外壳夹套4靠近凉碱机1的一端。这样可以逆流换热，以达到最好的换热效果。冷却水管线5可以直接采用循环水作为冷源循环利用。

在上述进料绞龙2中，纯碱产品可以降温至少15℃。

所述的凉碱机1内，靠近包装岗位的尾部设置有尾部挡灰板13。原有凉碱机1内设置的尾部挡灰板13的高度为80厘米。本发明中，该凉碱机1的尾部挡灰板13延伸至105厘米；比原有的挡灰板增高30％以上。该尾部挡灰板13用于延长纯碱产品在凉碱机1内停留时间，降低纯碱产品的温度至少3℃。

所述的凉碱机1的下游设置为出料绞龙3。所述的出料绞龙3的下游连接包装岗位。所述的包装岗位从上游至下游依次包括吊斗7、圆筛板、包装仓8，其中包装仓8上部还设置有仓上刮板9。

在所述包装仓8和仓上刮板9上还可以同时设置有抽风管线10；只设置一处也可以。所述的抽风管线10的入口端设置是包装仓8和仓上刮板9上；出口端连接布袋除尘器11。所述的布袋除尘器11的另一端连接引风机12。这样可以将包装仓8内的热空气抽走，有利于进一步降低纯碱产品的温度。

具体的，该抽风管线10的抽风口分别设置在包装仓8的顶盖部位和仓上刮板9的顶盖部位。抽风管线10的另一端设置布袋除尘器11；所述布袋除尘器11的另一端连接引风机12；所述引风机12的出口端放空。

包装仓8中，高温的纯碱产品从吊斗7进入，经过圆筛板过筛后，合格的纯碱产品继续下落；此时，包装仓8内的温度升高，热空气夹裹纯碱粉尘上升。针对这种情况，引风机12和布袋除尘器11共同作用，将包装仓8内的热空气从抽风管线10中被抽走；包装仓8内的温度降低，纯碱产品的温度降低。

依此方法，150～200℃的纯碱产品经过如下步骤可以保证包装岗位安全，不发生烧包事故。

1、将煅烧炉中的纯碱产品从煅烧炉出来后，在进入凉碱机1之前导入进料绞龙2中降温；该进料蛟龙2的进料蛟龙外壳夹套4中通过冷却水管线5接入冷却水降温，可以将纯碱产品降温至少15℃。

2、进料绞龙2中的纯碱产品进入凉碱机1中，该凉碱机1的凉碱机尾部挡灰板13的高度增加了30％，达到105厘米，使得纯碱产品进一步降温不少于3℃；

3、凉碱机1中纯碱产品通过凉碱机出料绞龙3进入包装岗位；

4、纯碱产品在包装岗位中，利用引风机12和布袋除尘器11共同作用，将包装仓8内的热空气从抽风管线10中被抽走；包装仓8内的温度降低，纯碱产品的温度进一步降低至安全范围内。

经过进料绞龙2后再利用凉碱机1，以及包装岗位上抽风系统的共同作用，该纯碱可以降至85℃，完全满足包装岗位的要求，不使用耐温包装编织袋而使用普通包装编织袋。

在湖北双环科技股份有限公司的纯碱生产部门，将本发明所设计的降低凉碱机内及包装时的纯碱温度的装置安装在7号煅烧炉的下游作为凉碱设备。和原有的生产步骤相比，在相同的生产条件下，实施本发明后，纯碱产品的最终温度下降20℃以上，完全能够保证安全生产，降温效果明显。特别是理论计算，可以将凉碱工艺步骤的生产能力提升100吨/日。按年增产量1.5万吨、纯碱销售价格1200元/吨计算，安装本发明所设计的降低凉碱机内及包装时的纯碱温度的装置可以年增产值1800万元以上。

同时，由于纯碱产品的温度降低之后，在生产负荷高或夏季环境温度高的时候，最终的纯碱产品的温度不超过85℃，不会引起烧包事故。因此，使用本发明所设计的降低凉碱机内及包装时的纯碱温度的装置后，包装时完全不需使用高温碱袋，可以降低包装成本，每年节约包装成本约35万元以上。

由此可见，采用本发明所设计的降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置和方法，对制碱工业中纯碱包装前的降温步骤技术进行改造，可以保证纯碱产品在任何时候的温度都在安全范围内，不会发生烧包事故；能够加大该纯碱生产的效率，降低包装成本，从而减少经济损失。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置，包括凉碱机(1)和包装岗位，其特征在于：所述凉碱机(1)的上游侧设置进料绞龙(2)，下游侧设置出料绞龙(3)；所述进料绞龙(2)的外壳设置有进料绞龙外壳夹套(4)；所述进料绞龙外壳夹套(4)上还设置有降温的冷却水管线(5)；所述的出料绞龙(3)的下游连接包装岗位；所述的包装岗位的包装仓(8)和/或包装仓(8)的仓上刮板(9)处设置有抽风管线(10)；所述抽风管线(10)的另一端连接布袋除尘器(11)；所述的布袋除尘器(11)的另一端连接引风机(12)。

2.根据权利要求1所述的降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置，其特征在于：所述进料绞龙外壳夹套(4)为分段安装，分段安装在所述进料绞龙(2)的外侧；每段进料绞龙外壳夹套(4)的横截面呈U型，整体为等厚的管状结构；每段进料绞龙外壳夹套(4)包括两侧的夹套竖直板面(14)和下方相接的夹套半圆形板面(15)；每侧的夹套竖直板面(14)的顶部分别通过一块水平设置夹套顶部水平面板(16)固定在进料绞龙(2)的外壳上；底部的夹套半圆形板面(15)的两端分别通过一块竖直的U型板固定在进料绞龙(2)的外壳上；所述每段进料绞龙外壳夹套(4)的夹套竖直板面(14)与进料绞龙(2)的侧面竖直板面平行，二者相距至少5厘米；所述每段进料绞龙外壳夹套(4)的夹套半圆形板面(15)和进料绞龙(2)底部半圆形板面同轴，且二者相距至少5厘米；每段进料绞龙外壳夹套(4)完全包覆相应段的进料绞龙(2)的下部半圆形底板和两侧至少50％的竖直板面。

3.根据权利要求1所述的降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置，其特征在于：轴向上，进料绞龙外壳夹套(4)至少包覆总共98％的进料绞龙(2)。

4.根据权利要求1所述的降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置，其特征在于：所述的进料绞龙(2)和出料绞龙(3)均为管式螺旋提升机。

5.根据权利要求1所述的降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置，其特征在于：所述的凉碱机(1)内，靠近包装岗位的尾部设置有尾部挡灰板(13)；所述的尾部挡灰板(13)不少于100厘米。

6.根据权利要求1所述的降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置，其特征在于：所述抽风管线(10)的抽风口设置在包装仓(8)的顶盖部位；所述抽风管线(10)的抽风口设置在仓上刮板(9)的顶盖部位。

7.利用权利要求1～6所述降低凉碱机内及包装岗位的纯碱温度的装置对纯碱降温的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1)将煅烧炉中的纯碱产品在进料绞龙(2)中降温；

2)进料绞龙(2)中的纯碱产品进入凉碱机(1)中降温不少于3℃；

3)凉碱机(1)中纯碱产品通过凉碱机出料绞龙(3)进入包装岗位；

4)纯碱产品在包装岗位中温度进一步降低至安全范围内。

8.根据权利要求7所述的降低凉碱机内及包装敢为的纯碱温度的方法，其特征在于：所述步骤1中，纯碱产品在凉碱机进料绞龙(2)降温不少于15℃。

9.根据权利要求7所述的降低凉碱机内及包装敢为的纯碱温度的方法，其特征在于：所述步骤4中，纯碱产品在包装岗位内包装前的温度不高于90℃。