旋液分離器分離效果的重要性

李　鑫，孔振東（天津渤天化工有限責(zé)任公司，天津 300148）

旋液分離器分離效果的重要性

李鑫，孔振東
（天津渤天化工有限責(zé)任公司，天津 300148）

介紹了旋液分離器的工作原理和在隔膜堿三效蒸發(fā)生產(chǎn)中的作用，分析了旋液分離器分離效果對裝置運行中產(chǎn)量、質(zhì)量、離心機工序及操作的影響，總結(jié)了旋液分離器工藝尺寸變化對旋液采鹽效率的影響。

旋液分離器；堿鹽含固率；離心機；結(jié)晶鹽

1　簡介

天津渤天化工有限責(zé)任公司現(xiàn)有1套12萬t/a隔膜液堿三效蒸發(fā)工藝生產(chǎn)線，共有3條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線的產(chǎn)能為 4萬t/a，工藝流程簡圖見圖1。

堿路：電解液首先進入一效蒸發(fā)罐經(jīng)蒸汽加熱提濃后進入二效蒸發(fā)罐進一步提濃后再進入三效蒸發(fā)罐，最后從三效蒸發(fā)罐輸出42%成品堿。

水路：生蒸汽首先加熱一效堿液，放熱后變?yōu)橐恍Ю淠斔偷綗崴蓿恍д舭l(fā)罐蒸發(fā)出的二次蒸汽進入二效加熱室加熱二效堿液放熱后變?yōu)槎Ю淠斔偷綗崴?，二效蒸發(fā)罐蒸發(fā)出的二次蒸汽進入三效加熱室加熱三效堿液放熱后變?yōu)槿Ю淠斔偷綗崴蕖?/p>

堿鹽路：二效料液經(jīng)過二效旋液鹽堿分離后進入三效蒸發(fā)罐，三效料液經(jīng)三效旋液鹽堿分離后再進入成品堿儲罐，二效、三效旋液分離出的含大量鹽的堿鹽從旋液底口進入離心機系統(tǒng)。

圖1　工藝流程簡圖

2　旋液分離器在三效蒸發(fā)過程中的作用

2.1旋液分離器工作原理

旋液分離器又稱水力旋流器，是利用離心沉降原理從懸浮液中分離固體顆粒的設(shè)備，設(shè)備主體是由圓筒和圓錐2部分組成，見圖2。

圖2　旋液分離器設(shè)備主體圖

懸浮液經(jīng)入口管沿切向進入圓筒，向下做螺旋形運動，固體顆粒受慣性離心力作用，被甩向器壁，隨下旋沉降至錐底的出口，由底部排出的增濃液稱為底流，清液或含有微細顆粒的液體則成為上升的內(nèi)旋液，從頂部的中心管排出成為溢流。旋液分離器的結(jié)構(gòu)特點是直徑小而圓錐部分長，在一定的切線進口速度下，小直徑的圓筒有利于增大慣性離心力，以提高沉降速度，從而延長了懸浮液在器內(nèi)的停留時間。

2.2旋液分離器在三效蒸發(fā)中的作用

在三效蒸發(fā)生產(chǎn)過程中，隨著堿液濃度的提高，堿液中溶解的NaCl就會不斷地結(jié)晶析出，該公司隔膜裝置每小時可析出8 t NaCl晶體，結(jié)晶NaCl不能及時從蒸發(fā)罐中排出，一方面會在加熱室的列管中結(jié)垢，影響傳熱效率；另一方面造成產(chǎn)品含NaCl成分超標(biāo)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，同時，又會在工藝管路中結(jié)晶堵塞，造成生產(chǎn)異常，甚至造成停車。因此，將蒸發(fā)過程中析出的結(jié)晶鹽及時排出就是旋液分離器的主要作用。

3　旋液分離器分離效果對生產(chǎn)工藝的影響

3.1旋液分離器分離效果

旋液分離器分離效果差，主要出現(xiàn)2種現(xiàn)象：一種是底流“鹽堿含固率”太高，二效旋液分離器達到98%以上，三效旋液分離器達到95%以上，系統(tǒng)表現(xiàn)為蒸發(fā)罐內(nèi)結(jié)晶鹽肉眼可見，蒸發(fā)罐出口成品堿“鹽堿含固率”達到10%以上；一種是底流“鹽堿含固率”太低，二效旋液分離器低于85%，三效旋液分離器低于80%，系統(tǒng)表現(xiàn)為產(chǎn)堿效率下降，成品堿蒸發(fā)罐濃度增長緩慢，630型推料離心機分離效率下降，母液含固率高，超過15%。

旋液分離器分離效果好，主要表現(xiàn)為：底流“鹽堿含固率”適中，二效旋液分離器在90%～95%，三效旋液分離器在85%～95%，系統(tǒng)表現(xiàn)為蒸發(fā)罐內(nèi)結(jié)晶鹽肉眼不可見，蒸發(fā)罐出口成品堿“鹽堿含固率”為1%～5%，成品堿蒸發(fā)罐濃度增長平穩(wěn)，630型推料離心機分離效率好，析鹽水含堿小于4.0 g/L，母液含固率低，小于10%。

3.2影響產(chǎn)品質(zhì)量

如果旋液分離器底流“鹽堿含固率”太高，三效旋液分離器底流“鹽堿含固率”達到95%以上，蒸發(fā)罐出口成品堿“鹽堿含固率”超過12%，成品堿經(jīng)冷卻、沉降后含鹽將達到29 g/L，按該廠指標(biāo)控制要求只能達到“一級品”，不能達到“優(yōu)級品”。

3.3影響整個蒸發(fā)系統(tǒng)的傳熱效率

按照經(jīng)驗數(shù)據(jù)，蒸發(fā)加熱室結(jié)晶鹽厚度每增加1 mm，傳熱效率將下降10%。該廠實際情況是洗效周期為5天，如果旋液分離器分離效果下降，洗效周期縮短為4天。

3.4影響離心機分離效率

當(dāng)旋液分離器分離效果下降，主要是二、三效旋液分離器底流含固率下降到85%以下，此時，630型推料離心機母液含固率將超過15%，大量結(jié)晶鹽重新返回系統(tǒng)，進一步惡化旋液分離器分離效果，嚴(yán)重時形成惡性循環(huán)，在一個洗效周期內(nèi)系統(tǒng)運行異常，產(chǎn)量、質(zhì)量、離心機工藝控制點合格率下降10%以上。

3.5影響工人操作

當(dāng)旋液分離器底流含固率太高，蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)晶鹽不能及時排出，造成輸送管線、過料閥門堵塞頻繁，輸送泵、采鹽泵、軸流泵水洗次數(shù)增加，不僅增加工人勞動強度，而且增加系統(tǒng)外加水量，整個蒸發(fā)效率隨之下降，平均下降15%。

4　旋液分離器進口和底流管口尺寸變化對分離效果的影響

旋液分離器主要工藝參數(shù)見表1。

表1　旋液分離器主要工藝參數(shù)

在采鹽泵、出口尺寸、筒體尺寸不變的情況下，如果增加進口面積，旋液分離器單位時間采鹽量將增加，底流堿鹽含固率下降，反之，采鹽量增加，底流含固率上升，具體數(shù)據(jù)建議通過試驗摸索，用理論公式計算誤差較大。

Importance of the separation effect of the hydrocyclone

LI Xin，KONG Zhen-dong
（Tianjin Botian Chemical Co.，Ltd.，Tianjin 300148，China）

Introduced the working principle of hydrocyclone，role in diaphragm three effect evaporation process，and analyzes the influence of hydrocyclone separation efficiency in the operation of the device yield，quality，centrifuge process and operation，and summarizes the hydrocyclone technology dimension change of rotating liquid recovery efficiency of salt effect.

liquid separator；alkali salt solid content；centrifuge；crystal salt

TQ058.1+4

B

1009-1785（2016）06-0033-02

21016-04-19