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不锈钢反应釜发生“跑液冒槽”事故的原因及解决方案

发布日期:[ 2014年6月26日 ] 共阅[ 4824 ]次

不锈钢反应釜是湿法冶金的常用设备。其工作条件大都为高温、高压、高腐蚀性的,因此为保证不锈钢反应釜正常稳定安全地生产,一般不锈钢反应釜都设置有三个气体排放口,即紧急事故排放口、安全排放口及正常排放口。正常排放口用于不锈钢反应釜的正常排气,保证不锈钢反应釜内的压力平衡,维持生产的正常运行:当不锈钢反应釜内压力超过设定安全值时,安全排放口的安全阀将自动开启泄压,以保证不锈钢反应釜的安全;一旦遇到紧急情况,还可以通过紧急事故排放口,人工或自动启动开关阀门泄压。不锈钢反应釜还设置有单独的氧气进口管、蒸汽进口管、矿浆进料管供氧气、蒸汽、矿浆等物料进入不锈钢反应釜,以及单独的矿浆排料管排出矿浆。但在实际生产中,不锈钢反应釜经常发生“跑液冒槽”事故,即本应从不锈钢反应釜排料管排出的矿浆大量从正常排气口排出,这对不锈钢反应釜的运行造成极大的安全隐患,导致生产无法继续下去,此类事故也是行业内困扰企业生产的难题。本文拟介绍一种用于湿法冶金不锈钢反应釜正常安全排气的管路布置设计,以解决一直困扰企业生产的“跑液冒槽”难题。

1湿法冶金不锈钢反应釜工作条件

湿法冶金不锈钢反应釜工作条件比较恶劣。不锈钢反应釜釜温、釜压及釜内酸度均较高,釜温120~200℃,釜压500—2100kPa,釜内介子含硫酸20~90g/L。不锈钢反应釜排出的废气及矿浆的压力温度与不锈钢反应釜压力温度一致,而进入不锈钢反应釜的氧气、蒸汽及矿浆等压力高于不锈钢反应釜釜压,因此必须控制好不锈钢反应釜内各进出物料的平衡,保证釜内压力平衡。

2废气特点及管路布置方式

2.1废气特点

湿法冶金不锈钢反应釜产生的废气主要由氧气中带人的氮气及少量过剩未参与反应的氧气组成。一般釜内反应是硫酸体系,因而还夹带一些硫酸酸雾:如果不锈钢反应釜用于硫化精矿加压浸出,则排放的废气中还夹带有少量的元素硫。元素硫易粘结堵管,结合不锈钢反应釜工作条件,可知湿法冶金不锈钢反应釜中排放的废气具有高温高压腐蚀粘结的特点。

2.2湿法冶金不锈钢反应釜管路布置方式

不锈钢反应釜发生“跑液冒槽”事故的主要原因是不锈钢反应釜的进出物料及釜内压力没有保持平衡。要很好地调整进出物料的平衡,保持釜内压力平衡,不锈钢反应釜本体的管路布置尤为重要,而采用不锈钢反应釜正常安全排气的管路布置,能很好地解决不锈钢反应釜“跑液冒槽”事故。不锈钢反应釜正常安全排气的管路布置如图1所示:
图1反应釜正常安全排气的管路布置示意

1)三个气体排放口均设置在不锈钢反应釜上部,蒸汽从釜体侧边进入,氧气从釜体底部进人,矿浆进料管及矿浆排料管分别对应设置在不锈钢反应釜上部的头、尾两端。本管路布置有效保证了不锈钢反应釜进出物料的平衡及压力平衡。

2)正常排气口的设置要靠近不锈钢反应釜尾端矿浆排料管,这对进入不锈钢反应釜的物料充分反应完全留有足够的空间和时间,从正常排气口排出的是反应完全的废气。

3)出于安全考虑,紧急事故排放121只能设置一个紧急排气阀,安全排放口只能设置一个安全阀。正常排气口设置两个阀门,一个为正常排气调节阀,一个为手动阀(正常状况全开,故障状况可关闭检修)。

4)合理布置正常安全排气管道及合理选择管道材质。不锈钢反应釜一般的工作条件为高温、高压、高腐蚀性,管道材质宜选用904L嘲;为防止排气夹带的矿浆堵塞管道,保证不锈钢反应釜排气顺畅,排气管道必须采用夹套管结构,管道中间排气,外壁蒸汽加温或保温。夹套管结构为保证排气管顺畅提供了有力保证。

5)合理设置排气口的大小,排气口不宜过大。根据不锈钢反应釜的容积,物料加入量、温度、压力,计算排气口规格,一般排气口为DN40~80,排气口过大是造成不锈钢反应釜“跑液冒槽”事故的重要原因。

6)合理调节物料加入量,如氧气量、蒸汽量,并合理调节排气管的阀门开度,根据反应釜的温度、压力,及时调节排气管的排气量。实际生产中采用在线控制调节,原则上排气管的阀门尽量要小开启,以防止矿浆从排气管外排。

3实际生产应用方式

不锈钢反应釜本体、辅助设施、管道阀门检查完好,紧急排气阀在关闭位置。安全阀在正常安全位置。依次开启排料阀、进料阀,矿浆由高压泵进入不锈钢反应釜,根据不锈钢反应釜内温度、压力情况,利用蒸汽调节阀、氧气调节阀来调节控制蒸汽量及氧气量,一般要求温度145-155℃。压力1100~1300kPa,此时,正常排气调节阀进入在线控制程序进行调节,阀门开启度由大至小,维持不锈钢反应釜的压力平衡,保证正常安全排气。

4结束语

综上所述,本不锈钢反应釜正常安全排气的管路布置能有效保证不锈钢反应釜进出物料的平衡及压力平衡,保证排气管顺畅及不锈钢反应釜的运行安全,解决不锈钢反应釜“跑液冒槽”事故,运行安全、可靠。目前,该管路布置设计已成功应用于工业化生产,得到生产实践的验证,值得推广应用。

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