離子膜燒堿裝置中捕沫器的設(shè)計(jì)與運(yùn)行維護(hù)

朱伯麟，姜　錦，葉得強(qiáng)（金川集團(tuán)股份有限公司，甘肅金昌737100）

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離子膜燒堿裝置中捕沫器的設(shè)計(jì)與運(yùn)行維護(hù)

朱伯麟，姜錦，葉得強(qiáng)
（金川集團(tuán)股份有限公司，甘肅金昌737100）

摘要：簡(jiǎn)述了離子膜燒堿裝置中捕沫器設(shè)置的必要性，介紹了捕沫器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，重點(diǎn)總結(jié)了捕沫器運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題并提出了解決方案。

關(guān)鍵詞：捕沫器；設(shè)計(jì)；運(yùn)行

離子膜燒堿系統(tǒng)中，捕沫器作用是依靠其內(nèi)部高效的纖維捕沫元件除去濕氯氣、濕氫氣中的液體顆粒（水霧、硫酸、堿液、鹽霧等）。

1　捕沫器設(shè)置的必要性［1］

1.1氯氣處理工序

離子膜燒堿系統(tǒng)中氯氣處理工序的工藝流程框圖見(jiàn)圖1。

氯氣系統(tǒng)中水霧捕沫器的捕集效果直接影響氯氣干燥系統(tǒng)的負(fù)荷，酸捕沫器的捕集效果的直接影響氯氣壓縮機(jī)的正常運(yùn)行及使用壽命，這2個(gè)捕沫器的運(yùn)行情況還直接影響后續(xù)管路的壽命。

1.2氫氣處理工序

離子膜燒堿系統(tǒng)中氫氣處理工序的工藝流程框圖見(jiàn)圖2。

2　捕沫器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖2　離子膜燒堿系統(tǒng)氫氣處理工序工藝流程框圖

捕沫器主要由捕沫元件和設(shè)備外殼組成，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

1-支腿；2-下封頭；3-捕沫元件；4-筒體；5-法蘭；6-上封頭；7-法蘭；8-固定圈圖3　捕沫器結(jié)構(gòu)示意圖

含有液體顆粒濕氯氣和濕氫氣通過(guò)N1口進(jìn)入捕沫器，依靠其內(nèi)部高效的捕沫元件，將氣體中的雜質(zhì)捕集在元件表面后靠重力作用下落到捕沫器下部，工作液從N4口溢流到外部，而凈化后的氣體則通過(guò)捕沫元件內(nèi)部空隙從N2口送往后序設(shè)備。捕沫元件設(shè)計(jì)要點(diǎn)有以下4方面。

（1）需要根據(jù)捕沫器的工況壓力準(zhǔn)確計(jì)算液封管的長(zhǎng)度，避免液封管短路或積液；

（2）外殼設(shè)計(jì)中用視鏡代替就地液位計(jì)，方便觀察氣液兩相的狀態(tài)，設(shè)計(jì)時(shí)視鏡的中心與溢流的液面高度一致；

（3）氣體入口N1口上端低于元件底部至少200 mm，下端要高于液面至少200 mm，以避免進(jìn)入捕沫器的氣體沖擊液面和垂直安裝的捕沫元件；

（4）花板上的開(kāi)孔必須精確，開(kāi)孔不宜太大亦不能太小，過(guò)大則密封面不夠會(huì)造成氣體短路，過(guò)小則捕沫元件無(wú)法安裝；同時(shí)，要求開(kāi)孔后的密封面無(wú)毛刺貫穿性劃痕、裂紋或其他影響密封的缺陷。

3　捕沫器的運(yùn)行與維護(hù)

初次運(yùn)行捕沫器之前需要清理出上游管路中的雜物，如焊渣、掉落物等，同時(shí)，將適當(dāng)?shù)墓ぷ饕鹤⑷氩赌髦?，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)回收捕沫器中積聚的液體。一般系統(tǒng)設(shè)有“U型彎”的排液管，以便將工作液按工藝要求排放到設(shè)備中。

3.1除霧效率

捕沫器的除霧效率從后序設(shè)備（尤其是氯壓機(jī)）的運(yùn)行數(shù)據(jù)上得以判斷。由于氯壓機(jī)轉(zhuǎn)子以10 000 r/min以上的速度高速運(yùn)轉(zhuǎn)，倘若除霧器效率不高，氯氣中夾雜有過(guò)量的水霧或酸霧，大量水霧的存在將會(huì)增加氯氣干燥系統(tǒng)的處理能力和硫酸單耗；未捕集的酸霧將會(huì)聚集在壓縮機(jī)的葉輪和密封腔中，嚴(yán)重影響設(shè)備的壽命和連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行［2］。

目前，氯氣所用捕沫元件的材質(zhì)為“玻璃鋼+玻璃纖維”或“316L+玻璃纖維”，氫氣所用捕沫元件的材質(zhì)為“316+PP纖維”，這種結(jié)構(gòu)的捕沫元件對(duì)于＞1 μm的霧粒捕集效率為100%，對(duì)于≤1 μm的霧粒捕集效率為99.3%。

3.2除霧壓降

捕沫器的壓降能較好地反應(yīng)出除霧器運(yùn)行狀況，離子膜燒堿系統(tǒng)中的除霧器壓降一般控制在2 kPa之內(nèi)。捕沫器壓降異常的原因和解決方法見(jiàn)表1。

表1　捕沫器降異常的原車(chē)和解決方法

4　總結(jié)

捕沫器的合理設(shè)計(jì)和良好的運(yùn)行維護(hù)既能保障氯氣下游系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備后序的管道不被腐蝕，又能減少氫氣系統(tǒng)冷卻的氣量、方便輸送。對(duì)離子膜燒堿系統(tǒng)的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］邢家悟，劉東升，等.離子膜法制燒堿操作問(wèn)答.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2009.6：218-252.

［2］李相彪，余曉輝，余慧玲，等.氯堿生產(chǎn)技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2010.12：212-224.

Design and operation of mist eliminator in ionic membrane caustic soda system

ZHU Bo-Lin，JIANG Jin，YE De-qiang
（Chemical Plant of JinChuan Group Co.，Ltd.，JinChang 737100，China）

Abstract：The necessity of setting mist eliminator in ionic membrane caustic soda system were sketched briefly，as well as the structure、operating principle and design main point of mist eliminator were introduced. Meanwhile the possible problem in operation were summarized and the treatment measures were put forward emphatically.

Key words：mist eliminator；design；operation

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ051.8+93

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1009-1785（2016）03-0039-02

收稿日期：2015-08-03