基于一步提硝系統(tǒng)材料的應(yīng)用及技術(shù)改造

戴建坤（唐山三友遠(yuǎn)達(dá)纖維有限公司，河北　唐山　063305）

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基于一步提硝系統(tǒng)材料的應(yīng)用及技術(shù)改造

戴建坤
（唐山三友遠(yuǎn)達(dá)纖維有限公司，河北唐山063305）

摘要：本文介紹了粘膠生產(chǎn)中酸浴車間一步提硝工藝中出現(xiàn)的設(shè)備、管路等磨損、腐蝕問題，并從生產(chǎn)工藝、設(shè)備等方面分析出現(xiàn)這類問題的原因，提出提硝設(shè)備及材料抗磨性、抗腐蝕性的探究及改造，總結(jié)改造成果及在其他生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：提硝系統(tǒng)；硫酸鈉顆粒；材料應(yīng)用；原因分析；技術(shù)改造

在粘膠纖維生產(chǎn)中，酸浴車間閃蒸結(jié)晶使用的“一步提硝”工藝，是根據(jù)硫酸鈉溶液在32.38℃以上是無(wú)水硫酸鈉結(jié)晶相區(qū)的理論，將進(jìn)入閃蒸裝置的酸浴濃度提高，使其在閃蒸蒸發(fā)過程中達(dá)到飽和而結(jié)晶，由于閃蒸溫度都在32.38℃以上，是無(wú)水硫酸鈉結(jié)晶的相區(qū)，因此可以直接結(jié)晶得到元明粉。目前在16萬(wàn)噸酸站開車運(yùn)行以來，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行狀況凸顯出提硝系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)材料磨損和腐蝕的嚴(yán)重性，在此過程中提硝顆粒對(duì)離心泵、管路、閥門等的磨損嚴(yán)重，酸浴對(duì)提硝材料腐蝕嚴(yán)重。

1 提硝系統(tǒng)主要磨損、腐蝕設(shè)材料介紹

根據(jù)現(xiàn)在的16萬(wàn)噸酸浴車間一步提硝生產(chǎn)工藝分析來看，主要使用以下設(shè)備及材料：

1.1 離心泵，車間一步提硝工藝使用的離心泵主要用于提硝過程中的酸浴的循環(huán)。

1.2 離心機(jī)，車間使用的活塞推料式離心機(jī)，離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓由電動(dòng)機(jī)通過角帶帶動(dòng)，進(jìn)行高速回轉(zhuǎn)，同時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)鼓在油缸的作用下作相對(duì)外轉(zhuǎn)鼓的前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)（50次/min～70次/min）。懸浮液進(jìn)入后在離心力的作用下完成固液分離。

1.3 PPH及904L管路及管件，用于提硝工藝中的離心機(jī)和離心泵進(jìn)出口管路。

1.4 各種材質(zhì)及類型的閥門，用于提硝工藝管路中的轉(zhuǎn)換及控制。

2 提硝系統(tǒng)中材料的磨損及腐蝕情況

2.1 離心泵主要部件磨損；閃蒸一步提硝系統(tǒng)使用的離心泵材質(zhì)為塑料泵，從運(yùn)行的狀況看：泵體、葉輪、前、后泵蓋等塑料泵件因磨損損壞更換新備件多次。主要原因是高濃度的硫酸鈉顆粒對(duì)葉輪等設(shè)備的沖刷磨損嚴(yán)重，設(shè)備故障率高，職工勞動(dòng)強(qiáng)度大，備件消耗高，影響生產(chǎn)運(yùn)行和元明粉產(chǎn)量。

2.2 離心機(jī)過流件腐蝕及磨損；過流部件均為不銹鋼904L材質(zhì)，過流件主要包含篩網(wǎng)、內(nèi)外篩網(wǎng)壓環(huán)、大小轉(zhuǎn)轂內(nèi)外推料片、推料片螺栓、等。篩網(wǎng)腐蝕為篩網(wǎng)條出現(xiàn)凹點(diǎn)，元明粉顆粒對(duì)篩網(wǎng)沖刷造成篩網(wǎng)間隙變大，使用周期僅為2個(gè)月；大小轉(zhuǎn)轂及內(nèi)外篩網(wǎng)壓環(huán)腐蝕主要表現(xiàn)在本體出現(xiàn)凹坑、裂紋等，嚴(yán)重影響設(shè)備動(dòng)平衡；推料片腐蝕表現(xiàn)為在螺栓孔位置斷裂和推料片變薄兩方面；推料片螺栓螺帽腐蝕導(dǎo)致更換推料片時(shí)螺栓無(wú)法拆下。

2.3 管路磨損；提硝泵上量管及離心機(jī)下料管路使用PPH管路，在實(shí)際生產(chǎn)中，PPH管路耐磨性差，管路頻繁出現(xiàn)磨損泄漏情況，提硝泵進(jìn)出口管件如PPH彎頭、三通等在高濃度、高速度、大流量的硫酸鈉顆粒的沖刷下磨損嚴(yán)重，造成元明粉下料間斷，造成元明粉損失，影響產(chǎn)量及外排COD，且增加了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.4 閥門磨損；車間提硝系統(tǒng)用于工藝轉(zhuǎn)換和控制的閥門大部分使用的塑料蝶閥，在使用過程中表現(xiàn)為閥板磨損嚴(yán)重，損壞的閥體、閥芯內(nèi)充滿元明粉，如DN80 PP蝶閥使用周期約半個(gè)月，嚴(yán)重制約生產(chǎn)。

3 材料耐磨性及耐腐蝕性技術(shù)改造

針對(duì)一步提硝系統(tǒng)材料的磨損及腐蝕情況，車間結(jié)合閥門、設(shè)備、材料廠家進(jìn)行一系列的技術(shù)改造，具體如下：

3.1 提硝離心泵主要做功部件改為陶瓷材料材質(zhì)，一臺(tái)提硝泵主要磨損部件有泵體、前、后泵蓋，塑料泵件價(jià)格為10.13萬(wàn)元，使用周期為一個(gè)月。更換陶瓷泵后，泵殼及內(nèi)附件更換周期為三個(gè)月，每次更換備件費(fèi)用僅為2萬(wàn)元。更換陶瓷材料泵后大大節(jié)省了備件費(fèi)用，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，更保證提硝工藝生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行。

3.1.1 提硝離心機(jī)過流件材質(zhì)增強(qiáng)，離心機(jī)篩網(wǎng)及內(nèi)外篩網(wǎng)壓壞、內(nèi)外推料片由不銹鋼904L材質(zhì)改為254SOM材質(zhì)。904L不銹鋼的使用最佳溫度小于40℃，而我車間進(jìn)料溫度在60℃左右，導(dǎo)致904L的過流件腐蝕速度較快。車間與廠家交流，內(nèi)外篩網(wǎng)壓環(huán)試驗(yàn)254SMO材質(zhì)。904L材質(zhì)內(nèi)外網(wǎng)壓環(huán)使用12個(gè)月后出現(xiàn)腐蝕，而254SMO使用18個(gè)月后檢查未發(fā)現(xiàn)明顯的腐蝕。更換后減少設(shè)備非計(jì)劃停車，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.1.2 提硝離心機(jī)篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)改型，篩網(wǎng)是由多個(gè)相同的板條構(gòu)成所需要的間隙再焊接完成的，原篩網(wǎng)板條為三角形，改型后改成梯形，結(jié)構(gòu)得到加固，耐磨性明細(xì)增強(qiáng)。

3.2 提硝系統(tǒng)管路材質(zhì)更換，在管路的彎頭及三通等拐點(diǎn)將原來PPH材質(zhì)的管件更換為不銹鋼904L材質(zhì)。更換后管路因磨損造成的泄露明顯減少，元明粉產(chǎn)出率可提高0.1%，職工勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，節(jié)約人工費(fèi)。增加元明粉效益，年創(chuàng)效4.312萬(wàn)元。

3.3 提硝系統(tǒng)管路閥門改造，試驗(yàn)PVDF材質(zhì)塑料蝶閥，試驗(yàn)效果周期比原閥門延長(zhǎng)2個(gè)月；試驗(yàn)PP球閥，球閥閥體厚度大，密封嚴(yán)謹(jǐn)，試驗(yàn)效果良好，比原類型閥門延長(zhǎng)3個(gè)月，且價(jià)格合理，車間最終決定使用PP球閥。

圖1　改造前篩網(wǎng)板條形狀

圖2　改造后篩網(wǎng)板條形狀

4 改造效果及應(yīng)用

車間通過對(duì)提硝系統(tǒng)材料的改造，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，其中離心泵及離心機(jī)備件消耗年降低31.4萬(wàn)元，節(jié)省閥門費(fèi)用10.2萬(wàn)元工藝非計(jì)劃停車次數(shù)由16 次/月降低到5次/月，離心泵及離心機(jī)維修職工加班費(fèi)減少50%。檢修費(fèi)用由36.4萬(wàn)元/年降低為12萬(wàn)元/年。工藝非計(jì)劃停車次數(shù)由15次/月降低到6次/月。元明粉產(chǎn)量有所提高，產(chǎn)出率由49.11%增長(zhǎng)到51.57%，創(chuàng)造效益明顯。提硝系統(tǒng)材料改造成功后，車間對(duì)其余易磨損易腐蝕的工況進(jìn)行逐一改造。

參考文獻(xiàn)

[1]徐達(dá)人.閃蒸結(jié)晶“一步提硝”新技術(shù)[J].人造纖維，2012（12）：4-7.

中圖分類號(hào)：TQ125.14

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