離子膜燒堿裝置中捕沫器的設計與運行維護

朱伯麟，姜　錦，葉得強（金川集團股份有限公司，甘肅金昌737100）

?

離子膜燒堿裝置中捕沫器的設計與運行維護

朱伯麟，姜錦，葉得強
（金川集團股份有限公司，甘肅金昌737100）

摘要：簡述了離子膜燒堿裝置中捕沫器設置的必要性，介紹了捕沫器的結構、工作原理以及設計要點，重點總結了捕沫器運行過程中可能出現的問題并提出了解決方案。

關鍵詞：捕沫器；設計；運行

離子膜燒堿系統中，捕沫器作用是依靠其內部高效的纖維捕沫元件除去濕氯氣、濕氫氣中的液體顆粒（水霧、硫酸、堿液、鹽霧等）。

1　捕沫器設置的必要性［1］

1.1氯氣處理工序

離子膜燒堿系統中氯氣處理工序的工藝流程框圖見圖1。

氯氣系統中水霧捕沫器的捕集效果直接影響氯氣干燥系統的負荷，酸捕沫器的捕集效果的直接影響氯氣壓縮機的正常運行及使用壽命，這2個捕沫器的運行情況還直接影響后續管路的壽命。

1.2氫氣處理工序

離子膜燒堿系統中氫氣處理工序的工藝流程框圖見圖2。

2　捕沫器的結構設計

圖2　離子膜燒堿系統氫氣處理工序工藝流程框圖

捕沫器主要由捕沫元件和設備外殼組成，結構見圖3。

1-支腿；2-下封頭；3-捕沫元件；4-筒體；5-法蘭；6-上封頭；7-法蘭；8-固定圈圖3　捕沫器結構示意圖

含有液體顆粒濕氯氣和濕氫氣通過N1口進入捕沫器，依靠其內部高效的捕沫元件，將氣體中的雜質捕集在元件表面后靠重力作用下落到捕沫器下部，工作液從N4口溢流到外部，而凈化后的氣體則通過捕沫元件內部空隙從N2口送往后序設備。捕沫元件設計要點有以下4方面。

（1）需要根據捕沫器的工況壓力準確計算液封管的長度，避免液封管短路或積液；

（2）外殼設計中用視鏡代替就地液位計，方便觀察氣液兩相的狀態，設計時視鏡的中心與溢流的液面高度一致；

（3）氣體入口N1口上端低于元件底部至少200 mm，下端要高于液面至少200 mm，以避免進入捕沫器的氣體沖擊液面和垂直安裝的捕沫元件；

（4）花板上的開孔必須精確，開孔不宜太大亦不能太小，過大則密封面不夠會造成氣體短路，過小則捕沫元件無法安裝；同時，要求開孔后的密封面無毛刺貫穿性劃痕、裂紋或其他影響密封的缺陷。

3　捕沫器的運行與維護

初次運行捕沫器之前需要清理出上游管路中的雜物，如焊渣、掉落物等，同時，將適當的工作液注入捕沫器中，在系統運行時回收捕沫器中積聚的液體。一般系統設有“U型彎”的排液管，以便將工作液按工藝要求排放到設備中。

3.1除霧效率

捕沫器的除霧效率從后序設備（尤其是氯壓機）的運行數據上得以判斷。由于氯壓機轉子以10 000 r/min以上的速度高速運轉，倘若除霧器效率不高，氯氣中夾雜有過量的水霧或酸霧，大量水霧的存在將會增加氯氣干燥系統的處理能力和硫酸單耗；未捕集的酸霧將會聚集在壓縮機的葉輪和密封腔中，嚴重影響設備的壽命和連續穩定運行［2］。

目前，氯氣所用捕沫元件的材質為“玻璃鋼+玻璃纖維”或“316L+玻璃纖維”，氫氣所用捕沫元件的材質為“316+PP纖維”，這種結構的捕沫元件對于＞1 μm的霧粒捕集效率為100%，對于≤1 μm的霧粒捕集效率為99.3%。

3.2除霧壓降

捕沫器的壓降能較好地反應出除霧器運行狀況，離子膜燒堿系統中的除霧器壓降一般控制在2 kPa之內。捕沫器壓降異常的原因和解決方法見表1。

表1　捕沫器降異常的原車和解決方法

4　總結

捕沫器的合理設計和良好的運行維護既能保障氯氣下游系統中關鍵設備后序的管道不被腐蝕，又能減少氫氣系統冷卻的氣量、方便輸送。對離子膜燒堿系統的長周期穩定運行發揮著關鍵性的作用。

參考文獻：

［1］邢家悟，劉東升，等.離子膜法制燒堿操作問答.北京：化學工業出版社.2009.6：218-252.

［2］李相彪，余曉輝，余慧玲，等.氯堿生產技術.北京：化學工業出版社.2010.12：212-224.

Design and operation of mist eliminator in ionic membrane caustic soda system

ZHU Bo-Lin，JIANG Jin，YE De-qiang
（Chemical Plant of JinChuan Group Co.，Ltd.，JinChang 737100，China）

Abstract：The necessity of setting mist eliminator in ionic membrane caustic soda system were sketched briefly，as well as the structure、operating principle and design main point of mist eliminator were introduced. Meanwhile the possible problem in operation were summarized and the treatment measures were put forward emphatically.

Key words：mist eliminator；design；operation

中圖分類號：TQ051.8+93

文獻標識碼：B

文章編號：1009-1785（2016）03-0039-02

收稿日期：2015-08-03