新型梯級式浮沫抑除裝置在鹽水精制過程的應(yīng)用

辛嬌杰，趙振旺，劉 煥

(唐山三友化工股份有限公司純堿分公司，河北 唐山 063305)

1 一次反應(yīng)器出鹵設(shè)備及流程簡介

我公司鹽水車間精制系統(tǒng)采用海水兩步化鹽、三次精制的精鹽水制備方式，主要生產(chǎn)任務(wù)是去除粗鹽水中的鈣、鎂以及雜質(zhì)。在一次粗鹽水精制過程中，化鹽系統(tǒng)制備合格鹽分的一次粗鹽水，送入一次精制工序進(jìn)行精制處理。一次精制共計粗鹽水反應(yīng)器三臺，粗鹽水經(jīng)反應(yīng)器底部DN450管線進(jìn)入，與灰乳等物料在反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)充分混合反應(yīng)除鎂后，通過上部DN500出鹵管溢流至反應(yīng)器小流槽，并于反應(yīng)器流槽末端經(jīng)1 m長DN500流管進(jìn)入粗鹽水主流槽，平均分配至各一次澄清桶內(nèi)進(jìn)行精制作業(yè)。原反應(yīng)器出鹵附屬設(shè)備詳見圖1。

圖1 原反應(yīng)器出鹵流槽結(jié)構(gòu)示意圖

2 設(shè)備問題現(xiàn)狀

一次粗鹽水輸送過程中，一次反應(yīng)器出鹵分支流槽與主流槽位差將近1.5 m，由于虹吸效應(yīng)的影響，反應(yīng)器流槽流管處液面低而不能形成有效液封，空氣進(jìn)入流管并隨其進(jìn)入粗鹽水主流槽流體內(nèi)部，形成大量氣泡浮沫，由于浮沫流動性差，大量堆積并溢出流槽，造成土建框架樓樓板腐蝕嚴(yán)重，尤其遇大風(fēng)天氣時，浮沫飄散至流槽周圍裝置區(qū)構(gòu)建筑物及設(shè)備表面，對周邊構(gòu)建筑物及設(shè)備造成較為嚴(yán)重的腐蝕侵害，原流槽形式已不能滿足現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)，因此，亟需設(shè)備升級改造。

3 反應(yīng)器流槽初期改造

由于反應(yīng)器浮沫夾帶嚴(yán)重，車間結(jié)合實際生產(chǎn)情況對浮沫問題進(jìn)行了系列整改：

1)對流槽外沿加高處理。由于粗鹽水內(nèi)夾帶較多泥砂等雜物，且鈣離子、硫酸根離子較高極易析出結(jié)疤，造成主流槽內(nèi)淤泥堆積較多，隨著流槽外沿逐漸加高，人員清理難度逐年加大，存在較大安全風(fēng)險。因此，對流槽外沿加高并不能從根本上消除浮沫問題。

2)對助劑管線進(jìn)行重新鋪設(shè)配制，于管路沿線均勻增加5 mm噴淋孔，改造之初，一次流槽浮沫消除效果較為明顯，但由于助劑水易結(jié)疤的原因，崗位人員需定期對噴淋孔進(jìn)行清理疏通，月清理孔徑數(shù)達(dá)到100余次，勞動強度極大。

3)對各澄清桶擋流板割孔處理，將主流槽內(nèi)浮沫引入澄清桶內(nèi)，試驗期間，各澄清桶分流量控制難度進(jìn)一步增大，經(jīng)常造成澄清桶單桶清液層波動，存在發(fā)生較大衍生事故的可能性。

以上整改辦法實施后，收效甚微，或性價比較低，不能從根本上消除遏制浮沫的產(chǎn)生。

4 設(shè)備升級改造

我們結(jié)合現(xiàn)場流槽規(guī)格及粗鹽水流動形式，研發(fā)了一種旨在提供既不改變一次粗鹽水成分，又可有效消除一次粗鹽水流槽浮沫，減少物料浪費，并且消除由于鹽水侵蝕造成框架樓安全隱患的新型裝置。

本裝置解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:

針對原一次反應(yīng)器流槽裝置的運行形式以及運行狀態(tài)，研發(fā)一種新型梯級式浮沫抑除裝置，取消原一次反應(yīng)器流槽及DN500流管，于原流槽位置安裝三級不同高度流槽，高度分別為840 mm、550 mm、550 mm，流槽寬度700 mm。各分級流槽底部之間位差300 mm，流槽之間通過DN250或者DN200流管銜接，流管長度250 mm，根據(jù)一次粗鹽水負(fù)荷量不同對可移動流管進(jìn)行口徑調(diào)整。新型流槽由液封水箱、集液緩沖箱、可移動式流管及底部可移動式溢流水箱構(gòu)成，上一層集液緩沖箱即為下一層流槽的液封水箱，粗鹽水通過梯級式流管下落，流體位差由原1200 mm降低至300 mm，階梯式流槽結(jié)構(gòu)示意圖可見圖2。第三層流管下部安裝寬1000 mm，高700 mm可移動式溢流水箱，水箱兩側(cè)各增加深400 mm、寬800 mm溢流堰，并于水箱4條支腿處安裝滑輪。第三層流槽流管長500 mm，插入溢流水箱液面以下。三層梯級式流槽及底部溢流水箱內(nèi)粗鹽水可形成有效液封面，消除流管虹吸現(xiàn)象。

由于粗鹽水易結(jié)疤及腐蝕性強的特點，新型流槽本體采用厚度10 mm 316L材質(zhì)，可有效防止粗鹽水銹蝕造成流槽滴漏。可移動式流管及可移動式溢流水箱采用4 mm普通碳鋼材質(zhì)，質(zhì)量較輕，反應(yīng)器清理期間，可對流槽內(nèi)壁進(jìn)行人工清理，三層流槽之間可移動流管及最底部溢流水箱可取出進(jìn)行結(jié)疤清理，清理過程快捷方便。

圖2 改型后反應(yīng)器出鹵流槽結(jié)構(gòu)示意圖

5 具體實施方式

以一次粗鹽水系統(tǒng)1#反應(yīng)器流槽為例說明本輸送裝置工作過程：一次粗鹽水經(jīng)一次反應(yīng)器與灰乳等物料充分混合后經(jīng)反應(yīng)器頂部溢流口進(jìn)入新型流槽1#液封水箱內(nèi)，并通過1#流管進(jìn)入1#集液緩沖箱，上層集液緩沖箱即為下層流槽液封水箱，2#液封水箱粗鹽水通過2#流管進(jìn)入2#集液緩沖箱，3#液封水箱粗鹽水通過3#流管進(jìn)入可移動式溢流水箱，以此類推直至粗鹽水全部流入主流槽，完成完整流體輸送過程，每一層水箱由于液封完全，有效隔絕空氣進(jìn)入流管內(nèi)，消除浮沫效果良好。

6 改造后效果

自本裝置投用后，一次反應(yīng)器出鹵流槽物料輸送更加穩(wěn)定，與現(xiàn)有流槽裝置相比，本新型流槽裝置采用梯級式布局原理，粗鹽水輸送形式更為合理，根據(jù)單臺反應(yīng)器流槽500～650 m3/h流量日常生產(chǎn)量進(jìn)行調(diào)整，改造后流槽間位差降低至350 mm，單層流槽內(nèi)液封高度達(dá)到5～15 cm，可對流槽流管處形成有效空氣隔絕，消除粗鹽水流動過程中由于空氣夾帶造成的浮沫外溢問題。