連永義

摘 要：本文首先介紹沉降式增稠器，然后分析漿料結(jié)晶上涌的原因，并提出解決對(duì)策，希望為相關(guān)行業(yè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：己二酸;沉降式增稠器;漿料結(jié)晶

0 引言

增稠器在己二酸生產(chǎn)中可以起到濃縮的作用，在查閱資料后得知，國(guó)內(nèi)某化工企業(yè)所應(yīng)用的增稠器，可以將低濃度己二酸漿料濃縮成50%濃度的己二酸漿料。但漿料結(jié)晶上涌現(xiàn)象的出現(xiàn)，卻對(duì)其使用效果造成了不利影響。因此，對(duì)此項(xiàng)課題進(jìn)行研究，具有十分重要的意義。

1 增稠器

增稠器在己二酸生產(chǎn)中的作用為增加濃度，其原理如下所述：增稠器通過對(duì)己二酸晶體和母液相對(duì)密度差值和重力沉降作用，壓縮己二酸，即可實(shí)現(xiàn)增稠的目的。其組成部分包括殼體、過濾器、稱重計(jì)和溢流堰。其整體形狀呈圓錐形，其上部形狀為圓柱形，下部為錐形，其中，錐體的角度為30-50°，其內(nèi)部設(shè)置了多個(gè)過濾器。除過濾器外，增稠器內(nèi)的連接管數(shù)量眾多，但這些過濾器連接管都會(huì)與母液管線相連。此外，增稠器稱重計(jì)作用為判斷漿料濃縮度，所采取的方法為稱重法，這種方法較為簡(jiǎn)單和直觀，便于作業(yè)人員了解實(shí)際情況。

2 沉降式增稠器漿料結(jié)晶上涌原因和對(duì)策分析

沉降式增稠器在正常運(yùn)行期間，物料會(huì)在增稠器內(nèi)停留，同時(shí)將增稠器分為三個(gè)區(qū)域，如圖1所示。首先物料會(huì)在清液區(qū)停留，再經(jīng)過處理后進(jìn)入懸浮區(qū)，最后高稠度漿料會(huì)進(jìn)入濃縮物聚集區(qū)[1]。

圖1 ? 增稠器分區(qū)

某化工企業(yè)在啟動(dòng)沉降式增稠器后，發(fā)現(xiàn)己二酸的沉降效率和質(zhì)量與要求不符，導(dǎo)致漿料在增稠器分區(qū)內(nèi)停留的時(shí)間參差不齊，存在漿料在濃縮物聚區(qū)停留時(shí)間延長(zhǎng)，而在清液區(qū)和懸浮區(qū)停留時(shí)間減少的現(xiàn)象，在此類現(xiàn)象出現(xiàn)后，增稠器內(nèi)的己二酸結(jié)晶不斷上涌，導(dǎo)致大量結(jié)晶在濾網(wǎng)表面附著，隨著結(jié)晶附著量的增加，堵塞問題隨之出現(xiàn)，增稠器的增稠效果也因此而下降，無法繼續(xù)生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。增稠器結(jié)晶上涌如圖2所示。

圖2 ? 增稠器結(jié)晶上涌

在發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備故障后，化工企業(yè)組織技術(shù)人員對(duì)工藝進(jìn)行分析，結(jié)果表明，導(dǎo)致沉降式增稠器漿料結(jié)晶上涌的原因表現(xiàn)在以下方面：

2.1 結(jié)晶顆粒度大小及溫度控制不當(dāng)

結(jié)合上文可知，增稠器通過對(duì)己二酸晶體和母液相對(duì)密度差值和重力沉降作用，壓縮己二酸是增稠器的工作原理。在查閱資料后得知，沉降速度和固體粒度之間呈正比關(guān)系，而懸浮顆粒直徑平方與黏度之間呈反比關(guān)系。簡(jiǎn)言之，就是顆粒速度越大，沉降速度越快，反之則亦然。如果顆粒度小于標(biāo)準(zhǔn)值，就會(huì)導(dǎo)致沉降速度下降，懸浮區(qū)也會(huì)因此發(fā)生湍動(dòng)，這對(duì)于顆粒沉降效率提升而言，會(huì)造成極為不利的影響，漿料層的穩(wěn)定性也會(huì)被破壞，數(shù)量眾多的己二酸結(jié)晶會(huì)因?yàn)槌两敌实拖露鴾粼跒V拍表面。這種情況的發(fā)生概率會(huì)隨著增稠器運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而加大。己二酸結(jié)晶狀況，會(huì)對(duì)結(jié)晶顆粒的質(zhì)量產(chǎn)生影響，針對(duì)此類問題，技術(shù)人員需要優(yōu)化工藝，并對(duì)結(jié)晶器壓力進(jìn)行調(diào)整，與此同時(shí)，還要將溶液結(jié)晶生成過程、晶核形成和影響因素作為依據(jù)，采取行之有效的措施確保己二酸晶體顆粒度與標(biāo)準(zhǔn)相符。目前，將晶種添加到結(jié)晶器中較為適用，簡(jiǎn)言之，就是控制晶種返回量和結(jié)晶器的進(jìn)料比，通常情況下，二者的比重應(yīng)該為10：1.2。此外，溫度同樣會(huì)影響結(jié)晶顆粒度，溫度正常情況下，結(jié)晶數(shù)量較少，有利于增稠器晶漿分離效果的提升。但溫度過高和過低均會(huì)對(duì)增稠器晶漿分離效果造成不利影響。因此，建議技術(shù)人員將漿料罐溫度控制在23-35℃之間。研究結(jié)果表明，在漿料罐溫度超過35℃時(shí)，微結(jié)晶數(shù)量會(huì)顯著增加，并且己二酸具有非常強(qiáng)的黏性，在雙重作用下，大量結(jié)晶會(huì)在壁面附著，最終導(dǎo)致漿料層結(jié)晶上涌現(xiàn)象的出現(xiàn)[2]。

2.2 增稠式過濾器母液抽出效率低下

澄清液體和濃縮懸浮液是增稠器所具備的功能，在設(shè)備運(yùn)行階段，母液會(huì)在清液區(qū)留存，然后被過濾器強(qiáng)制抽出。位于濃縮區(qū)域漿料，其濃度應(yīng)該處于40%-50%之間。在化工生產(chǎn)階段，增稠器會(huì)保持平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)言之，就是低稠度漿料進(jìn)料量與高稠度晶漿出量大致相同。假設(shè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常且容積不變，稠度較低漿料和高稠度晶漿較為穩(wěn)定，此時(shí)，母液抽出效率會(huì)對(duì)高稠度晶漿濃度控制造成直接影響，對(duì)母液抽出量進(jìn)行控制，是調(diào)整濃縮漿料濃度和分布高度的重要措施。過濾器設(shè)計(jì)和安裝狀況與母液抽出能力息息相關(guān)。以該企業(yè)所使用沉降式增稠器為例，該增稠器內(nèi)部過濾器以單面濾網(wǎng)為主，相鄰兩組過濾器之間的距離較小，且濾網(wǎng)一面背對(duì)中心漿料管線，與增稠器壁面之間的距離非常近，正因如此，導(dǎo)致過濾面積與設(shè)計(jì)要求不符。在產(chǎn)能尚未提高時(shí)，過濾空間不足和過濾面積有限的問題并未暴露，但在產(chǎn)能提高后，過濾器固有問題被徹底暴露，具體表現(xiàn)為母液抽出能力有限，與實(shí)際生產(chǎn)需求嚴(yán)重不符。為解決問題，技術(shù)人員通過試驗(yàn)的方式重新確定了過濾面積和母液抽出量之間的比重，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)過濾網(wǎng)的面積，使單面過濾網(wǎng)和壁面之間的距離由10-25cm增加到35-60cm，改進(jìn)后的增稠器，其母液抽出效率大幅度上升，使沉降式增稠器漿料結(jié)晶上涌現(xiàn)象得到了控制。

2.3 增稠器內(nèi)漿料進(jìn)出量無法匹配

在實(shí)際運(yùn)行過程中，增稠器會(huì)保持沉降動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)，簡(jiǎn)言之，就是進(jìn)出溶液量和晶漿出料量大致相等，如果這個(gè)狀態(tài)被打破，就會(huì)導(dǎo)致漿料結(jié)晶上涌現(xiàn)象的發(fā)生。簡(jiǎn)言之，就是增稠器內(nèi)部不同區(qū)域內(nèi)的漿料，其濃度不同，在平衡狀態(tài)下，三個(gè)區(qū)域高度固定不變，如果低濃度漿料進(jìn)入高濃度區(qū)域，就會(huì)導(dǎo)致高濃度漿料被溢出進(jìn)入上級(jí)區(qū)域，從而使懸浮區(qū)和清液區(qū)沉降縮短，沉降效果會(huì)顯著下降。針對(duì)此類現(xiàn)象，技術(shù)人員應(yīng)定期觀察稱重計(jì)的指示值，如果指示值發(fā)生異常變化，需要對(duì)進(jìn)出料量平衡進(jìn)行調(diào)整，降低漿料結(jié)晶上涌現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。

3 結(jié)論

綜上所述，增稠器作為己二酸生產(chǎn)工藝中的重要設(shè)備，其運(yùn)行效果關(guān)系到己二酸生產(chǎn)效率和質(zhì)量，為此，化工企業(yè)應(yīng)針對(duì)問題的成因，采取有效的措施解決漿料結(jié)晶上涌問題，在延長(zhǎng)增稠器的使用壽命的同時(shí)，保證產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧慶平.己二酸成品中微量固體雜質(zhì)的分析與改進(jìn)措施[J].化工管理，2020（28）：159-160.

[2]翟保山，張警衛(wèi)，董曉凱.己二酸生產(chǎn)中沉降式增稠器漿料結(jié)晶上涌的原因及對(duì)策[J].河南化工，2019，36（07）：32-33.