新型重质纯碱流化煅烧工艺研究与装置开发

论文摘要

重质纯碱煅烧是关键的重质纯碱生产工序。传统的重质纯碱煅烧工艺装置投资高,占地面积大,工作流程长,运行和维护费用高等。针对这些问题,本论文分析了影响流化煅烧机传热的主要因素,在此基础上将重质纯碱的煅烧理论与带内置换热器的流化床传热理论相结合,通过实验室实验和工业试验,研究开发出适合重质纯碱煅烧的新型煅烧工艺与装置。实验室实验以多层埋管流化床为煅烧主机,含水4%的一水碳酸钠为物料,实验表明:新型流化床煅烧机的煅烧热效率在75%～82%内;煅烧机的煅烧热效率在一定温度范围内随操作气速增加而降低,随加料速度、加料湿含量增加而增加;新型重质纯碱流化床煅烧机的换热系数随着操作气速、加料湿含量的变化而变化。在理论分析和实验室实验基础上,在工程项目施工现场完成了新装置的调试与优化,该新型煅烧工艺装置主要有以下特点:(1)采用了流态化煅烧原理进行重质纯碱煅烧与冷却,流态化煅烧工艺煅烧与冷却在同一台流化床内进行,工作流程短,能耗低,占地少,检修成本低。(2)装置采用了多层埋管结构,整体流化段高度高(达到普通埋管流化床流化段高度的4倍～5倍),较小的空间内可布置较多的换热面积,减小了设备流化面积和流化风量,因此主机、辅机整体体积小,投资低。(3)采用了预混器进料装置,成品返料经预混器加入流化床,降低物料水份含量,减少粘管和生成碱球现象,保证流化床的长周期运转。该新型煅烧工艺与装置已用于20万吨/年重质纯碱煅烧生产中,收到了良好的社会效益和经济效益。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 纯碱工业生产情况
• 1.1 国内外纯碱工业现状
• 1.1.1 国外纯碱工业现状
• 1.1.2 国内纯碱工业现状
• 1.2 纯碱产品性质
• 1.3 煅烧重质纯碱目的和任务
• 1.4 国内外重质纯碱煅烧工艺与装置
• 1.4.1 国内外重质纯碱煅烧工艺
• 1.4.2 国内外重质纯碱煅烧装置使用情况
• 1.5 国内干燥产业与干燥技术现状及发展趋势
• 1.5.1 国内干燥技术现状
• 1.5.2 干燥技术在各行业的应用
• 1.5.3 干燥技术发展趋势
• 第二章 研究目的和研究内容
• 2.1 研究目的
• 2.2 湿物料干燥过程的热质传递
• 2.3 流化煅烧机工作原理
• 2.3.1 流态化原理
• 2.3.2 流化煅烧机工作原理
• 第三章 实验室装置实验研究
• 3.1 实验研究目的和内容
• 3.1.1 实验研究目的
• 3.1.2 实验研究内容
• 3.2 实验装置、系统流程及实验物料
• 3.2.1 实验装置
• 3.2.2 实验系统流程
• 3.2.3 实验物料
• 3.3 实验方法
• 3.4 实验过程及实验结果分析
• 3.4.1 操作气速对流化煅烧机换热系数的影响
• 3.4.2 进风温度对流化煅烧机换热系数的影响
• 3.4.3 返碱量对新型流化床换热系数的影响
• 3.5 实验结论
• 第四章 工业试验装置与工艺开发
• 4.1 工业试验装置建立
• 4.2 试验目的
• 4.3 试验内容
• 4.3.1 试验装置及工艺流程
• 4.3.2 试验物料及公用工程条件
• 4.3.3 试验方法
• 4.3.4 试验数据和计算结果
• 4.3.5 工业试验装置热平衡计算
• 4.3.6 试验效果与结论
• 第五章 新型重质纯碱流化煅烧工艺与装置应用
• 5.1 新型重质纯碱流化煅烧工艺流程及工艺特点
• 5.1.1 新型重质纯碱流化煅烧工艺流程
• 5.1.2 新型重质纯碱流化煅烧工艺特点
• 5.2 20 万吨/年重质纯碱煅烧装置主辅机选型设计
• 5.2.1 新型流化煅烧装置的主机设计
• 5.2.2 一级除尘器的选型设计
• 5.2.3 二级除尘器的选型设计
• 5.2.4 鼓风机的选型设计
• 5.2.5 引风机的选型设计
• 5.3 新型重质纯碱流化煅烧装置工业应用
• 第六章 主要结论和问题讨论
• 6.1 主要结论
• 6.2 问题讨论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 附录
• 致谢