浅析8万吨/年碳酸钾装置运行维护

祁伟 马德玉（青海盐湖工业集团有限公司化工分公司， 青海 格尔木 816000）

浅析8万吨/年碳酸钾装置运行维护

祁伟 马德玉（青海盐湖工业集团有限公司化工分公司， 青海 格尔木 816000）

介绍了8万吨/年碳酸钾装置的工艺和技术，分析两年以来的运行情况。并针生产试车中出现的问题提出了具体解决措施，为同类装置提供经验。

碳酸钾、瑞士博特、运行总结、平稳运行

青海盐湖工业股份有限公司化工分公司碳酸钾装置为青海 100 万吨钾肥产品综合利用项目的装置之一，由瑞士博特公司提供成套技术，是现世界最大单套碳酸钾生产装置。采用离子膜电解工艺生产出来32%碱液通过蒸发成48%碱液为原料，与合成氨装置送来CO2在流化床中反应生产99%粒状碳酸钾。本装置由AB两套生产能力为4万吨/年装置组成，设计生产能力8万吨/年。

1 工艺概况

在生产前提前在流化床铺碳酸钾床料作为晶种，空气由鼓风机送入燃烧炉，与天然气燃烧生成烟道气使流化床保持沸腾床状态。48%KOH经过输送泵在流化床中由喷嘴雾化为细小的液滴与CO2反应得到碳酸钾颗粒，工艺所需的热量和部分CO2由天然气燃烧得到。细小的碳酸钾颗粒随尾气一起进入旋风分离器，分离后尾气进入尾气洗涤塔，碳酸钾颗粒回到流化床。一部分洗涤液经洗涤液循环泵送进尾气洗涤塔上部与尾气逆流接触，除去尾气中所夹带的碳酸钾微粒，另一部分洗涤液经洗涤液输送泵送至流化床反应器。反应得到的产品碳酸钾颗粒由螺旋输送机送入成品冷却器，通过振动输送机经斗式提升机送至筛选机，筛选合格的碳酸钾颗粒进行包装，尺寸过大或过小的不合格的碳酸钾颗粒在碾磨机中碾磨后经气流喷射器返回流化床反应器作为晶种继续反应。

2 运行中出现的问题及改进措施

2.1 旋风分离器堵料问题

在生产初期，旋风分离器堵料情况较为严重，由于生产初期进风量过大，尾气带走碳酸钾颗粒过多，返回碳酸钾超过旋风分离器负荷。加之配套气锤振动力度不足。旋风分离器堵料现象较为常见。后对整改分离器下料口、加装震荡设备、对脉冲空气接入口进行整改，并调整工艺参数，降低流化床温度、减少进风量等措施，该问题得到解决。

2.2 流化床开车初期频繁死床问题

在生产初期，往往开车不到24小时就发生流化床死床事故，后对其设计测算。发现原有的5个喷嘴液碱喷洒覆盖区域重合处极容易碳酸钾堆积成块，形成死床。将原有的5个喷嘴改为一个，并对安装高度、进碱压力进行测算改变。在改造后死床问题得到解决，整改后最长连续运行时间可达1000小时。

2.3 研磨机负荷过小问题

碾磨机设计负荷为研磨2T/h，但在实际生产中我们观察发现如果研磨过多的块状物，将超负荷跳停，为避免此现象，我们在冷却器出口加滤网，将直径大于10mm块拦截不进入研磨机，再人工清理，后在碾磨机上部增加大块打碎装置，解决了该问题。

2.4 部分部件材质经过实验更换才满足长周期使用要求

在生产在开车初期试车中经常发生喷头断裂事故，喷头一断裂，就造成死床事故，后进行喷头整改工作，更换材质，更改连接方式等解决了该问题。

3 现依然存在问题

3.1 洗涤塔碳酸钾洗涤液不能完全进入流化床，造成浪费

原设计中碳酸钾洗涤液除返回流化床一部分，其余做精制剂供前段离子膜电解装置精制盐水所需。在生产中发现，除去供给离子膜电解盐水精制装置一部分碳酸钾（约0.5m3/h），当返回流化床碳酸钾流量达到工艺最大值0.7m3/h时，仍需将洗涤塔的溶液排掉一部分，以保持洗涤塔的浓度。否则当洗涤液浓度超过45%，极易碳酸钾结晶现象，堵塞补充水管线，从而因洗涤塔液位低造成装置停车，而洗涤塔碳酸钾洗涤液不能完全进入流化床，造成浪费。

3.2 产品粒径与我国标准相比较偏大

我们生产碳酸钾颗粒粒径中：1.4mm≤10%，而我国HGT 2522-2009化工行业标准要求：1.4mm≤1%，据与博特技术人员沟通，我装置设计时执行的是欧洲标准，产品颗粒过大随不影响使用，但由于颗粒大小与溶解速率成反比，对在某些要求溶解速率的特定客户造成影响。现有效调整颗粒粒径方法还在摸索之中。

4 经验和体会

两年多来的运行证明，8万吨/年碳酸钾装置的建设取得圆满成功。充分体现了整套装置节能、环保（原料CO2属于我厂合成氨装置生产的过量排放物）、产品质量优良、自动化程度高等优点。运行数据也充分证明了瑞士博特公司技术先进、设备质量可靠等优点。通过碳酸钾装置的运行和维护，积累了如下经验：①开车检查工作必须严谨，检查各物料准备、设备维护保养情况。严格检查喷头雾化效果、流量数据。②停车时系统清洗工作必须严格认真执行。特别是对于关键设备：流化床反应器、成品冷却器、研磨机等，否则积累的块状物将阻碍生产正常进行。③生产中注意监控重点数据，例如流化床温度、床层压差、旋风分离器出口温度、洗涤塔洗涤液浓度、进碱压力等数据。如果疏于控制这些关键参数，极容易造成生产不正常而使装置停车。

祁伟（1982- ），男，06年毕业于青海大学化学工程与工艺专业，现就职于青海盐湖工业集团有限公司化工分公司。