不銹鋼反應(yīng)釜是濕法冶金的常用設(shè)備。其工作條件大都為高溫、高壓、高腐蝕性的，因此為保證不銹鋼反應(yīng)釜正常穩(wěn)定安全地生產(chǎn)，一般不銹鋼反應(yīng)釜都設(shè)置有三個(gè)氣體排放口，即緊急事故排放口、安全排放口及正常排放口。正常排放口用于不銹鋼反應(yīng)釜的正常排氣，保證不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)的壓力平衡，維持生產(chǎn)的正常運(yùn)行：當(dāng)不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)壓力很過設(shè)定安全值時(shí)，安全排放口的安全閥將自動(dòng)開啟泄壓，以保證不銹鋼反應(yīng)釜的安全；一旦遇到緊急情況，還可以通過緊急事故排放口，人工或自動(dòng)啟動(dòng)開關(guān)閥門泄壓。不銹鋼反應(yīng)釜還設(shè)置有單獨(dú)的氧氣進(jìn)口管、蒸汽進(jìn)口管、礦漿進(jìn)料管供氧氣、蒸汽、礦漿等物料進(jìn)入不銹鋼反應(yīng)釜，以及單獨(dú)的礦漿排料管排出礦漿。但在實(shí)際生產(chǎn)中，不銹鋼反應(yīng)釜經(jīng)常發(fā)生“跑液冒槽”事故，即本應(yīng)從不銹鋼反應(yīng)釜排料管排出的礦漿大量從正常排氣口排出，這對不銹鋼反應(yīng)釜的運(yùn)行造成很大的安全隱患，導(dǎo)致生產(chǎn)無法繼續(xù)下去，此類事故也是行業(yè)內(nèi)困擾企業(yè)生產(chǎn)的難題。本文擬介紹一種用于濕法冶金不銹鋼反應(yīng)釜正常安全排氣的管路布置設(shè)計(jì)，以解決一直困擾企業(yè)生產(chǎn)的“跑液冒槽”難題。
1濕法冶金不銹鋼反應(yīng)釜工作條件
濕法冶金不銹鋼反應(yīng)釜工作條件比較惡劣。不銹鋼反應(yīng)釜釜溫、釜壓及釜內(nèi)酸度均較高，釜溫120～200℃，釜壓500—2100kPa，釜內(nèi)介子含硫酸20～90g／L。不銹鋼反應(yīng)釜排出的廢氣及礦漿的壓力溫度與不銹鋼反應(yīng)釜壓力溫度一致，而進(jìn)入不銹鋼反應(yīng)釜的氧氣、蒸汽及礦漿等壓力高于不銹鋼反應(yīng)釜釜壓，因此必須控制好不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)各進(jìn)出物料的平衡，保證釜內(nèi)壓力平衡。
2廢氣特點(diǎn)及管路布置方式
2．1廢氣特點(diǎn)
濕法冶金不銹鋼反應(yīng)釜產(chǎn)生的廢氣主要由氧氣中帶人的氮?dú)饧吧倭窟^剩未參與反應(yīng)的氧氣組成。一般釜內(nèi)反應(yīng)是硫酸體系，因而還夾帶一些硫酸酸霧：如果不銹鋼反應(yīng)釜用于硫化精礦加壓浸出，則排放的廢氣中還夾帶有少量的元素硫。元素硫易粘結(jié)堵管，結(jié)合不銹鋼反應(yīng)釜工作條件，可知濕法冶金不銹鋼反應(yīng)釜中排放的廢氣具有高溫高壓腐蝕粘結(jié)的特點(diǎn)。
2．2濕法冶金不銹鋼反應(yīng)釜管路布置方式
不銹鋼反應(yīng)釜發(fā)生“跑液冒槽”事故的主要原因是不銹鋼反應(yīng)釜的進(jìn)出物料及釜內(nèi)壓力沒有保持平衡。要很好地調(diào)整進(jìn)出物料的平衡，保持釜內(nèi)壓力平衡，不銹鋼反應(yīng)釜本體的管路布置尤為重要，而采用不銹鋼反應(yīng)釜正常安全排氣的管路布置，能很好地解決不銹鋼反應(yīng)釜“跑液冒槽”事故。不銹鋼反應(yīng)釜正常安全排氣的管路布置如圖1所示：
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1)三個(gè)氣體排放口均設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)釜上部，蒸汽從釜體側(cè)邊進(jìn)入，氧氣從釜體底部進(jìn)人，礦漿進(jìn)料管及礦漿排料管分別對應(yīng)設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)釜上部的頭、尾兩端。本管路布置有效保證了不銹鋼反應(yīng)釜進(jìn)出物料的平衡及壓力平衡。
2)正常排氣口的設(shè)置要靠近不銹鋼反應(yīng)釜尾端礦漿排料管，這對進(jìn)入不銹鋼反應(yīng)釜的物料充分反應(yīng)完全留有足夠的空間和時(shí)間，從正常排氣口排出的是反應(yīng)完全的廢氣。
3)出于安全考慮，緊急事故排放121只能設(shè)置一個(gè)緊急排氣閥，安全排放口只能設(shè)置一個(gè)安全閥。正常排氣口設(shè)置兩個(gè)閥門，一個(gè)為正常排氣調(diào)節(jié)閥，一個(gè)為手動(dòng)閥(正常狀況全開，故障狀況可關(guān)閉檢修)。
4)合理布置正常安全排氣管道及合理選擇管道材質(zhì)。不銹鋼反應(yīng)釜一般的工作條件為高溫、高壓、高腐蝕性，管道材質(zhì)宜選用904L嘲；為防止排氣夾帶的礦漿堵塞管道，保證不銹鋼反應(yīng)釜排氣順暢，排氣管道必須采用夾套管結(jié)構(gòu)，管道中間排氣，外壁蒸汽加溫或保溫。夾套管結(jié)構(gòu)為保證排氣管順暢提供了有力保證。
5)合理設(shè)置排氣口的大小，排氣口不宜過大。根據(jù)不銹鋼反應(yīng)釜的容積，物料加入量、溫度、壓力，計(jì)算排氣口規(guī)格，一般排氣口為DN40～80，排氣口過大是造成不銹鋼反應(yīng)釜“跑液冒槽”事故的重要原因。
6)合理調(diào)節(jié)物料加入量，如氧氣量、蒸汽量，并合理調(diào)節(jié)排氣管的閥門開度，根據(jù)反應(yīng)釜的溫度、壓力，及時(shí)調(diào)節(jié)排氣管的排氣量。實(shí)際生產(chǎn)中采用在線控制調(diào)節(jié)，原則上排氣管的閥門盡量要小開啟，以防止礦漿從排氣管外排。
3實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用方式
不銹鋼反應(yīng)釜本體、輔助設(shè)施、管道閥門檢查完好，緊急排氣閥在關(guān)閉位置。安全閥在正常安全位置。依次開啟排料閥、進(jìn)料閥，礦漿由高壓泵進(jìn)入不銹鋼反應(yīng)釜，根據(jù)不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)溫度、壓力情況，利用蒸汽調(diào)節(jié)閥、氧氣調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)控制蒸汽量及氧氣量，一般要求溫度145-155℃。壓力1100～1300kPa，此時(shí)，正常排氣調(diào)節(jié)閥進(jìn)入在線控制程序進(jìn)行調(diào)節(jié)，閥門開啟度由大至小，維持不銹鋼反應(yīng)釜的壓力平衡，保證正常安全排氣。
4結(jié)束語
綜上所述，本不銹鋼反應(yīng)釜正常安全排氣的管路布置能有效保證不銹鋼反應(yīng)釜進(jìn)出物料的平衡及壓力平衡，保證排氣管順暢及不銹鋼反應(yīng)釜的運(yùn)行安全，解決不銹鋼反應(yīng)釜“跑液冒槽”事故，運(yùn)行安全、可靠。目前，該管路布置設(shè)計(jì)已成功應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，得到生產(chǎn)實(shí)踐的驗(yàn)證，值得推廣應(yīng)用。
