樊寶寶，楊 霞

（內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯014300）

內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司蒸發(fā)片堿裝置是引進(jìn)意大利SET 公司的工藝和設(shè)備，生產(chǎn)50%液堿和99%片堿，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為液堿36 萬(wàn)t/a，片堿10 萬(wàn)t/a。裝置于2007 年投產(chǎn)。

1 蒸發(fā)片堿工藝流程簡(jiǎn)述

從電解裝置送來(lái)的32%離子膜堿進(jìn)入32%堿緩沖槽，用泵送入Ⅲ效降膜蒸發(fā)器，經(jīng)蒸發(fā)提濃后的36%堿用泵分別送至4#堿預(yù)熱器和3#堿預(yù)熱器，預(yù)熱后進(jìn)入Ⅱ效降膜蒸發(fā)器。經(jīng)蒸發(fā)提濃后的42%堿用泵分別送至1#堿預(yù)熱器和2#堿預(yù)熱器，預(yù)熱后進(jìn)入Ⅰ效降膜蒸發(fā)器。經(jīng)蒸發(fā)提濃后的50%堿用泵分別送至1#堿預(yù)熱器和42%堿換熱，送至4#堿預(yù)熱器與36%堿換熱后，一部分經(jīng)成品堿冷卻器冷卻后送往液體罐區(qū)出售；一部分直接進(jìn)入Ⅱ效降膜濃縮器。經(jīng)Ⅱ效濃縮后的62%堿用泵送入Ⅰ效降膜濃縮器，產(chǎn)出的99%熔融堿經(jīng)堿分配器分配后，分別進(jìn)入3 臺(tái)片堿機(jī)，冷卻成片后進(jìn)入片堿料倉(cāng)，通過(guò)包裝機(jī)包裝后，經(jīng)碼垛機(jī)自動(dòng)碼垛后入庫(kù)。

2 關(guān)鍵設(shè)備

2.1 降膜蒸發(fā)器

降膜蒸發(fā)器是蒸發(fā)片堿生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，主要由降膜管、分布器、分離器等部分組成。

分布器的主要作用是使堿液在降膜管內(nèi)均勻成膜，以改善換熱效果。分布器材質(zhì)為低碳鎳，能耐高溫強(qiáng)堿腐蝕。每臺(tái)蒸發(fā)器上有二百多個(gè)分布器，與降膜管數(shù)匹配。安裝時(shí)要求分布器齊平，上下偏差不超過(guò)1 mm，且分布器下端與降膜管管口無(wú)間隙，防止造成堿液成膜不均勻，影響蒸發(fā)效率。

每臺(tái)降膜蒸發(fā)器有與分布器數(shù)量相匹配的降膜管，降膜管也采用耐高溫強(qiáng)堿的鎳材。管壁厚度1.5～2.0 mm，在滿足強(qiáng)度要求的前提下，管壁越薄，換熱效果越好，蒸發(fā)效率越高。降膜管與蒸發(fā)器管板間的連接采用脹接加強(qiáng)度焊。堿液在降膜管內(nèi)依靠自身重力和氣體拖帶作用自上而下成膜狀流動(dòng)，到達(dá)降膜管下端時(shí)，濃度達(dá)到工藝要求后進(jìn)入分離器。進(jìn)降膜管的堿液流量不能太大或太小，流量太大造成堿液不好成膜或成膜太厚，蒸發(fā)效果差，最終達(dá)不到工藝要求的濃度；流量太小則會(huì)造成降膜管“干壁”，使其發(fā)生彎曲變形，最終造成降膜管損壞。因此，一定要控制好進(jìn)降膜管的堿液流量，不能低于工藝要求的最低流量。另外，降膜蒸發(fā)器在安裝時(shí)，必須保證垂直度，防止堿液在降膜管內(nèi)發(fā)生偏流，造成堿液不能均勻成膜，從而損壞降膜管。

分離器是一個(gè)圓柱形容器，采用鎳材制造。依靠法蘭和蒸發(fā)器連接，主要提供氣液分離空間，因此體積較大。分離器內(nèi)堿液液位控制不能太高或太低。液位太高，會(huì)增加液柱靜壓頭，引起沸點(diǎn)升高，使有效溫差減少，造成蒸發(fā)量減小，導(dǎo)致生產(chǎn)強(qiáng)度降低；液位太低，蒸發(fā)和閃蒸劇烈，易造成跑堿，不但污染冷凝液，也會(huì)造成堿損失。為了盡可能降低堿損失，避免冷凝液含堿超標(biāo)，在分離器內(nèi)設(shè)計(jì)安裝了捕沫器，主要作用是將二次蒸汽中夾帶的堿沫過(guò)濾下來(lái)，達(dá)到凈化二次汽的目的。生產(chǎn)中最常用的捕沫器形式為鎳絲網(wǎng)捕沫器，其過(guò)濾效率能達(dá)到99%以上[1]。

2.2 片堿機(jī)

片堿機(jī)是片堿生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，主要包括轉(zhuǎn)鼓、刮刀和堿浸槽3 部分。

轉(zhuǎn)鼓表面材質(zhì)是低碳鎳，鎳不耐硫的腐蝕，使用中應(yīng)避免含硫高的物質(zhì)如潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂、油漆等接觸轉(zhuǎn)鼓表面，對(duì)檢修時(shí)接觸到的含硫物質(zhì)，檢修后應(yīng)用丙酮擦干凈。轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速與進(jìn)料量有關(guān)，在同樣進(jìn)料量情況下，盡量在低速下操作，這樣可以降低對(duì)刮刀的磨損。片堿機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)冷卻水水溫低，熔融堿在轉(zhuǎn)鼓表面附著力小，容易刮下，能延長(zhǎng)刮刀的使用壽命，且堿塵較小。轉(zhuǎn)鼓冷卻水溫不能太高，水溫太高冷卻效果差，對(duì)刮刀磨損嚴(yán)重，且產(chǎn)生的堿塵較大，容易使包裝系統(tǒng)堵塞，影響片堿正常生產(chǎn)。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)共有30 個(gè)冷卻水噴頭，材質(zhì)為不銹鋼316L，為防止噴頭堵塞，冷卻水使用純水。為了保證冷卻效果，必須保證噴頭冷卻水的水量和水壓。轉(zhuǎn)鼓表面開(kāi)有矩形槽，目的是增加換熱面積，改善冷卻效果。由于粘附在轉(zhuǎn)鼓表面的高溫堿與噴淋在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面的冷卻水換熱后降溫、結(jié)晶、固化附著在轉(zhuǎn)鼓表面上的堿膜會(huì)鼓起，堿片和轉(zhuǎn)鼓表面就產(chǎn)生空氣層，降低了傳熱系數(shù)。在轉(zhuǎn)鼓表面開(kāi)槽后，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓表面的堿片被刮下，槽中仍有結(jié)晶堿，轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)后，粘附在轉(zhuǎn)鼓表面的堿和槽內(nèi)的結(jié)晶堿粘結(jié)在一起，使堿片難以鼓起，消除了空氣層，提高了冷卻效果。

浸槽材質(zhì)采用低碳鎳，用來(lái)接收高溫熔融堿。側(cè)上方有溢流管，主要用來(lái)保持浸槽液位和停車時(shí)清理浸槽廢堿，通過(guò)手搖式控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)升降。浸槽在使用過(guò)程中，會(huì)由于各種原因產(chǎn)生變形，當(dāng)出現(xiàn)變形時(shí)，要適當(dāng)調(diào)整浸槽高度，并及時(shí)校正，避免浸槽與轉(zhuǎn)鼓摩擦，造成轉(zhuǎn)鼓損傷。

片堿機(jī)使用的刮刀材質(zhì)為銅合金，每臺(tái)片堿機(jī)上有6 片主刮刀。主刮刀調(diào)節(jié)采用螺桿式調(diào)節(jié)，刮刀調(diào)節(jié)到位后，用鎖母定位，防止退刀。刮刀安裝時(shí)要在一條平行線上，當(dāng)刮刀磨損到一定程度時(shí)，要及時(shí)更換。否則，刮刀刀架會(huì)劃傷轉(zhuǎn)鼓表面，影響轉(zhuǎn)鼓的正常使用。另外，刀片硬度一般控制在HB=5 左右，太軟容易磨損變形，太硬易對(duì)轉(zhuǎn)鼓造成損傷。

2.3 熔鹽爐

熔鹽爐是片堿生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，用來(lái)加熱熔鹽，實(shí)現(xiàn)熔鹽的升溫降溫。熔鹽爐一般都是盤(pán)管式，熔鹽在盤(pán)管內(nèi)流動(dòng)，管外熱源加熱。該廠使用的是立式圓筒形盤(pán)管熔鹽爐，主要由爐體、燃燒器2 部分組成。

熔鹽爐爐體由加熱盤(pán)管和殼體組成。加熱盤(pán)管是由直徑相同的密集鋼管沿爐身盤(pán)卷而成，進(jìn)出口通過(guò)聯(lián)箱匯集成一個(gè)管口進(jìn)出。為了充分吸收熱量，加熱盤(pán)管又分為輻射段和對(duì)流段，以管程密布做隔墻，控制高溫?zé)煔獾牧鲃?dòng)方向。燃燒器置于爐底中心，火焰由下而上與下部盤(pán)管換熱后，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥上露线M(jìn)入對(duì)流段換熱后，從爐頂煙道排出。熔鹽由爐頂進(jìn)口聯(lián)箱進(jìn)入爐內(nèi)，在爐內(nèi)吸收熱量后由爐底出口聯(lián)箱排出。殼體以鋼質(zhì)支架做為支撐骨架，內(nèi)側(cè)采用耐火磚做為砌體，中間填充耐火纖維。

爐體上部設(shè)有2 個(gè)防爆門(mén)，防止?fàn)t內(nèi)超壓造成爐體損壞。爐體中下部各設(shè)一個(gè)觀察口，用來(lái)觀察火焰燃燒情況，便于及時(shí)調(diào)整助燃?xì)夂腿紵龤饬髁浚_保燃料充分燃燒。燃燒器采用自動(dòng)點(diǎn)火裝置，并有在線火焰監(jiān)測(cè)，在生產(chǎn)過(guò)程中如火焰監(jiān)測(cè)器未監(jiān)測(cè)到火焰，會(huì)自動(dòng)滅爐，以保護(hù)熔鹽爐不受損傷。輻射段加熱管使用的是翅片管，以增強(qiáng)換熱效果。熔鹽爐在使用中，要求爐內(nèi)壓力為微負(fù)壓，防止高溫?zé)煔馔庑?，增加熱損失及降低對(duì)耐火材料壽命的影響。

熔鹽在熔鹽爐內(nèi)升溫時(shí)，要嚴(yán)格遵守升溫規(guī)定，按照梯度升溫進(jìn)行操作。每小時(shí)升溫速度不能超過(guò)30 ℃/h，避免溫度驟升驟降，損壞加熱盤(pán)管。點(diǎn)爐時(shí)，先要對(duì)爐內(nèi)進(jìn)行3 min 的空氣吹掃，目的是對(duì)爐內(nèi)殘留的可燃?xì)怏w進(jìn)行置換，防止在點(diǎn)火時(shí)發(fā)生爆炸。另外，熔鹽爐底部四周設(shè)有滅火蒸汽管，一旦爐內(nèi)發(fā)生爆炸或異常燃燒情況時(shí)，立即打開(kāi)蒸汽閥門(mén)進(jìn)行緊急滅火，防止發(fā)生危險(xiǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

以上設(shè)備是蒸發(fā)片堿生產(chǎn)中使用的關(guān)鍵設(shè)備，其使用與維護(hù)情況直接影響著生產(chǎn)能否正常進(jìn)行。只有了解和掌握了設(shè)備的結(jié)構(gòu)、各部件的作用及正確的使用方法，才能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。但設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行是一個(gè)長(zhǎng)期摸索的過(guò)程，只有通過(guò)不斷的改進(jìn)，才能發(fā)揮其最大效能，為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

［1］程殿彬，陳伯森，施孝奎.離子膜法制堿生產(chǎn)技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.