联碱Ⅱ过程盐折结晶器改造
联碱?过程盐折结晶器改造
纯碱工业
?联碱?过程盐析结晶器改造黄庆德,张立武
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(湖E双环化工集团公司,湖北应城432407)
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摘要:简要分析了我公司402盐析结晶器困原
不合理对生产造成的不良影响;提出了相应的
技术改造
;重新改造了该结晶器内相关的工艺管线.实践证明,这些改造是成功的c
关键词:堡至蛰獬笪曼虽垫查堕堡可乏舌咎1避rr;笔登
由于我公司联碱?过程402盐析结晶器的原
设计存在欠合理的地方,结晶?系统生产能力的正
常发挥受到了限制.经过半年多时间的实地考察,
认为402结晶器的中央循环管,盐析主泵的外循环
管,402结晶器内的半母液?溢流管在原设计中存
在不合理的地方;在参照结晶I一?系统盐析结晶
器设计的基础上,形成了较成熟的技术改造方案.
1原始状况
11402结晶器的原设计
图1是402结晶器的原设计示意图.(图中只
画出了与技改有关的部分,两台主泵及所属管线完
全对称,另一台主泵及管线在图中省去).
图1改造前的结晶器
1一主泵2_一循环管卜顶盖
4—操作平台5一隔离板
6一半母液?管7一中央循环管
结晶器顶盖下方中央循环管正中间有一块深1
m厚20mm的隔离板;两台盐析主泵对称分布在隔
离板的两侧;主泵所属管线设计在操作平台以下,正
常作业时主泵的出口法兰及外循环管线大部分浸没
在母液中;器内半母液?溢流管在中央循环管盐析
主泵出口的上方与中央循环管碰头,中央循环管内
的隔离板将半母液?溢流管对剖.
12原设计下的生产状况
1.2.1母液在402结晶器盐析主泵外循环管,中
央循环管内的流动
在原设计中,402结晶器清液段的母液经主泵
加压后沿着设计的外循环管流动,从主泵出口流出
的母液几乎沿水平方向冲击到中央循环管内的隔离
板上,改变流向后总体方向朝下流动.
1.2.2母液在402结晶器备用泵及所属管线内的
流动
当402内母液密度较高时,部分母液走近路,
即不经中央循环管,直接从备用泵的出口管线逆向
经泵并从备用泵的A口管流出,促使备用泵反转;
402作业末期,备用泵反转严重.
1.2.3半母液?溢流状况
实际生产时,从401冷析结晶器溢流出的半母
液?在半?溢流管内的流动是不畅通的当402
盐析结晶器内母液密度较高时或者在402结晶器
作业末期,半母液?完全不溢流,甚至出现半?”返
液”现象,即402#结晶器内的母液沿半母液?溢流
管向401结晶器内倒流.
事实上,1999年7月公司大修期间将402结晶
2000年第4期黄庆德,等:联碱?过程盐析结晶器改造
器退出作业用水清洗时,无论开哪一台盐析主泵都
可以观察到有少量洗水沿半母液?溢流管倒流进入
401结晶器.
2原设计的不合理地方
2.1外循环管线设计欠妥
由于外循环管设置的标高太低,备用管线内的
流体阻力较小.当4O2结晶器内母液密度较高时,
或者在结晶器作业末期,随着中央循环管内流体阻
力的增加,将不可避免地导致器内部分母液走近路,
其结果必然导致器内上,下母液成份不一致,此时极
易导致加盐工误操作:即溢流母液的固定铵增高,若
加盐工认为加盐少,增大加盐量,其结果导致出次
品
2.2半母液?溢流管设计欠妥
从流体力学及机械能守恒原理出发:在原始设
计的半母液?进出口管位差恒定及401,402结晶
器安装高度确定的前提下,经盐析主泵加压后的单
位体积母液在流经中央循环管时,在半母液?的出
口处由于流道的迅速扩大,流体的静压力的增高值
较大;加上中央循环管内下游比重较大的母液?
(4O2结晶器清液段的母液)对上游比重较小的半
母液?的顶托作用;在402结晶器作业末期,再加
上中央循环管内及4O2结晶器锥底流体阻力的增
加.这些因素的综合影响,必然会导致401内的半
母液?向402溢流时不畅通,不溢流甚至出现”返
液”现象.
半母液?溢流不畅,不溢流及”返液”对联碱生
产将会造成以下几个方面的不良影响.
第一,401冷析结晶器内过多的细晶不能及时
地移出,从而影响到结晶?系统生产的氯化铵产品
的质量.
401结晶器中的过饱和度是氯化铵结晶的主
要推动力.按正常的过饱和度操作时,有相当数量
的细晶悬浮在401结晶器的清液段.由于存在”返
液”现象,401内过多的细晶不能移出,继续停留在
401结晶器内.这些细晶或者沉积到器壁上.影响
到401结晶器的有效作业空问;或者与大粒结晶争
夺”营养”(析出的NH4a固体),导致从401取出的
NH4C1结晶的粒度变小;或者相互碰撞粘接在一起.
使从401取出的Ntf4C1结晶的粒度分布变差;或者
向大晶体上乱粘,形成”晶簇”,晶问水含量高,母液
夹带严重,NH4C1结晶的化学和物理质量都急转直
下.出现这些情况时,除了不利于滤铵机的正常作
业,即生产出的NH~Cl不能从系统中移出从而影
响到结晶?系统生产能力的正常发挥外,对成品农
铵的外观质量也将造成不良影响.
按较低的过饱和度控制生产时,则会直接限制
结晶?系统生产能力的发挥.
第二,不利于系统温度的降低,从而影响到
401生产能力的发挥.
结晶?系统采用逆料取出流程.4O2结晶器
的温度除受控于加盐量,原盐温度,盐析主泵的水力
功外,主要的影响因素就是401结晶器中半母液?
溢流量的太小及半母液?的温度.在其他工艺指
标,工况条件相近,环境温度相当的情况下,”返液”
(包括半?溢流不畅)必将引起4O2内母液温度的
额外升高,402温度的升高反过来又会引起401温
度的额外升高,温度指标的恶化,必将制约4o1生
产能力的正常发挥.
第三,不利于4o2结晶器的加盐操作及生产能
力的正常发挥,从而问接影响到联碱I过程的生产.
3技术改造
3.1基本设计思想
图2是重新设计的402盐析结晶器示意图.
(图中只画出了与技改有关的部分,两台主泵及管线
完全对称,另一台主泵及管线在图中省去).
图2改造后的结晶器
1—操作平台2,主象3一循环管
4,排气阀5一异型三通6一半母液?管
7,太小头8一中央循环管
纯碱工业
设计时,在拐弯处采用平滑连接,避免了流体的
大角度,突然转弯;在不同管径间采用直径渐变的扩
散管连接,避免了流道的突然扩大;根据流体力学而
不是静力学中重度差的观点,设计了半母液?溢流
管.
3.2方案
切割掉中央循环管的上半部分后,用大小头,特
制的异型三通重新焊接;在不抬高盐析主泵安装高
度的前提下,将主泵的外循环管线提升到操作平台
之上,与异型三通的支管碰头;在重新设计的外循环
管上设置排气管与排气闼门;外循环管线至少采用
一
组法兰连接;半母液?溢流管在异型三通的主管
上碰头.
4效果检验
半年多时间的监测表明,4O2结晶器的技术改
造在以下几个方面获得了较大的成功.
1)有利于降低402内的母液温度,相同的温度
指标,相近似的工况条件下有利于多加盐.从而提
高了402结晶器的生产能力.
2)极大地改观了半母液?的溢流状况,彻底杜
绝了半?”返液”现象.
3)402结晶器盐溜子内的液位高度有所降低,
取出晶浆的固液比有所升高.
在相近的工况条件下,402取出晶浆的固液比
升高了5%一6%.
4)外循环管的改造有利于杜绝加盐工的误操
作,有利于延长4O2的作业时间,有利于402盐析
主泵的检修.实践表明:402结晶器的有效作业时
间从3—5个月延长到6个月以上.
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收稿日期:2000,03—29
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