淺談稠厚器攪拌系統的技術改造

杜店立

(杭州龍山化工有限公司，浙江杭州 311228)

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淺談稠厚器攪拌系統的技術改造

杜店立

(杭州龍山化工有限公司，浙江杭州 311228)

從工藝及設備角度介紹了聯合制堿工藝結晶工段稠厚器攪拌經常性損壞的原因，提出了防止攪拌器經常性損壞的解決方案，重點講述了攪拌器改造的技術方案。并進行了設備改造前后運行情況的對比。為同類設備的改造提供參考。

稠厚器；攪拌器；氯化銨；晶漿；改造

1 設備簡介

1.1 稠厚器的作用

稠厚器是聯合制堿結晶過程中常見的輔助設備，其作用是提高晶漿的固液比，有利于節約能量及提高分離效果，降低系統的母液循環量，保證離心機正常作業，提高其生產能力。同時也起到粒子熟化(使取出液中的氯化銨結晶顆粒在稠厚器內進一步長大)及進一步消耗晶漿中殘留的過飽和度的作用，以便于物料的分離。

1.2 稠厚器工作原理

取出液晶漿進入稠厚器后分為兩股物料流，一股為上升到上部澄清段的溢流清液，稱頂流，通過溢流口直接溢流出去；另一股是下降到底部較稠厚的晶漿流，亦稱底流。由于晶漿增稠，空隙率減小，晶漿沉降速度降低。所以欲使晶粒下沉，晶漿的上升速度必須低于晶粒的沉降速度才能實現。中心筒下口以下的區域為稠厚器的增稠區，也是稠厚器的核心區，其功能是：① 使懸漿較均勻地分散到增稠區的整個截面上；② 使晶漿中的大部分結晶穩定地沉降增稠；③對晶漿有足夠貯存容積，作為上下工序的緩沖，保證離心機能夠連續穩定地運行。

1.3 冷析稠厚器的參數及結構

我公司結晶工段冷析稠厚器的參數如下：

工作壓力 常壓

設計壓力 常壓

工作溫度 8～15 ℃

設計溫度 20 ℃

介質 冷析取出液

主要受壓元件材質 Q235A、20

全容積 49.4 m3

裝量系數 0.85

水壓試驗壓力 1.31 MPa

攪拌形式 框式

攪拌轉速 1.5 rpm

圖1 稠厚器結構簡圖

2 攪拌損壞原因分析

2.1 工藝影響

正常情況下，稠厚器運行尚可，能夠滿足生產需求，檢修工作量小。但是稠厚器的操作受前后系統的影響較大，稍有不慎，就會造成攪拌負荷過大，對攪拌機傳動系統造成影響，甚至損壞。如：①取出量大而出料小，時間過長。造成攪拌負荷大，會使攪拌變形。②離心機下料管不暢，造成攪拌負荷大，而使攪拌變形。

2.2 外在因素

因稠厚段攪拌與筒壁之間只有100 mm的間距，一旦有大的雜物掉入，可能會卡住攪拌，引起攪拌損壞。

2.3 攪拌自身缺陷

該框式攪拌器設計時是采用100×100×10 mm角鋼拼接而成，兩根主橫梁采用的是180×110×12 mm角鋼拼焊而成，橫梁與軸通過方芯加對穿防轉螺栓進行固定，用于力矩的傳動，是典型的下懸臂結構，原設計尺寸如圖2。

圖2 原攪拌器設計尺寸簡圖

攪拌因超負荷損壞情況，經查，攪拌損壞基本上兩個方面：①攪拌下端橫梁以下部分扭曲變形，失去部分攪拌效果，造成稠厚器底部座死，物料無法流出；②連接方芯滑出，對穿螺栓受剪切力而斷裂，攪拌停止轉動，完成失去攪拌效果。

經分析產生上述兩個方面的問題主要是由于原攪拌設計下懸臂較長而引起攪拌容易扭曲，而攪拌方芯從軸上滑出主要是方芯太小，方芯與軸之間的接觸面積太小，受力面不夠而引起。

3 解決方案

3.1 避免攪拌電流過大

針對工藝影響問題，要求工藝操作結晶器取出及稠厚器放料必須平穩，調控好稠厚器內的固液比，精心操作，攪拌負荷增大，表現就是攪拌電流增大，所以一旦發現攪拌電流過大，要及時查找原因，進行相應的處理。

3.2 進料口加裝篩網

針對異物問題，在進料口做一篩網過濾裝置，防止物料將大的雜物帶入，同時確保稠厚器頂蓋上部其他觀察口、人孔等時刻處于密閉狀態，防止異物跌入。如需打開檢查，做好必要的防護工作。

3.3 改造攪拌器的結構

對攪拌系統進行改造，減少下懸臂的長度，增加攪拌器的強度。因工藝操作控制有一定難度，很難避免因操作原因引起的攪拌負荷增加，只有通過增加攪拌器強度來彌補工藝操作的不足。我公司改造時將兩個主攪拌器橫梁下移，重新制作攪拌軸方芯，方芯對角尺寸進行調整。增大攪拌器與方芯的接觸面積，增大傳動扭矩，減少對穿螺栓所受的剪切力。攪拌器及攪拌軸具體改造尺寸見圖3 和圖4。

4 結 論

我公司此類型稠厚器共有5臺，近兩年進行了逐臺整改。改造前，稠厚器攪拌器壽命最多只有3～6個月，如操作不當，攪拌器可能立即損壞。改造后，未發生過攪拌器損壞的故障，最早改造的攪拌器已使用兩年。同結構類型的稠厚器可以參照此方法進行改造。

圖3 攪拌器改造后尺寸簡圖

圖4 攪拌軸改造圖

TQ114.15

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1005-8370(2016)04-45-03

2016-06-06

杜店立(1982-)，本科學歷，2005年畢業于鄭州輕工業學院過程裝備與控制工程專業，工程師。現任杭州龍山化工有限公司聯堿分廠設備廠長。