淺談浸出器的設(shè)計要點

徐小兵

江蘇豐尚油脂工程技術(shù)有限公司 (揚州 225127)

現(xiàn)今，各油廠對能耗指標的要求日益提升，低能耗、高效率正是各油廠的目標。國內(nèi)外的浸出工藝大致相同，通過對配套設(shè)備的升級優(yōu)化來達到工藝要求，是目前較為合適的。浸出器在浸出工藝中是非常關(guān)鍵的設(shè)備，其性能在浸出制油過程中的好壞，不僅關(guān)系著溶劑消耗指標的高低，還影響著粕殘油指標。

浸出器是使用溶劑(如：正己烷)與油料接觸、浸泡，將油料中的油脂萃取出來的設(shè)備，浸出器包含噴淋、浸泡、瀝干過程，通過調(diào)節(jié)噴淋量、物料行走速度來平衡浸出結(jié)果。為了提高浸出器的設(shè)計、制造質(zhì)量，保證良好的浸出效果，為油廠提供性能穩(wěn)定和使用方便的浸出器，根據(jù)多年的設(shè)計、制造和使用經(jīng)驗，對浸出器在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的幾個要點進行了闡述 。

1 浸出器的設(shè)計趨勢及設(shè)備外形

目前，油脂廠的浸出噸位已向中大型發(fā)展，日處理量3 000 t以上規(guī)模的很多，浸出器的規(guī)格也隨之增大，而為了考慮場地、浸出效率、制作安裝等因素，浸出器以淺料層、雙層結(jié)構(gòu)來設(shè)計。淺料層設(shè)計減少了溶劑在物料中的行走路程，雙料層浸出器的設(shè)計既降低了廠房尺寸的要求又保證了浸出時間，在保證浸出段長度的同時又保證瀝干段長度，提高了瀝干效果。原來有深料層(料層高度 2 m 左右)和淺料層(層料高度 0.8～1.2 m)，現(xiàn)今以淺料層為主，結(jié)構(gòu)形式為長方形，雙層。

2 浸出器設(shè)計中應(yīng)注意的一些問題

2.1 浸出器規(guī)格

浸出過程分為：預(yù)浸段、浸出段和瀝干段，浸出器規(guī)格是根據(jù)處理量、浸出時間、浸出面積等來綜合決定的，大噸位的浸出面積大，小噸位的浸出面積小。在設(shè)計時，通過計算該噸位下所需的浸出級數(shù)，每級噴淋量，收集斗體積等后，結(jié)合浸出車間的空間，浸出指標等具體要求，確定了浸出段的長度，然后再確定預(yù)浸段和瀝干段的長度，以上的長度確定后，就是確定內(nèi)部輸送結(jié)構(gòu)的空間大小，在保證輸送結(jié)構(gòu)能夠正常、平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的情況下，結(jié)構(gòu)設(shè)計盡量緊湊、簡單，最后再合理的設(shè)計成上下兩層。

2.2 浸出料位調(diào)節(jié)裝置

浸出器料層是可以進行高低調(diào)節(jié)的，為了適應(yīng)多種油料的加工，現(xiàn)在通常把料位擋板設(shè)計成上下可調(diào)節(jié)，能在800～1 200 mm的范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)浸出層的料位高度，即便開車期間也可在浸出器外部調(diào)節(jié)料位高度[1]。料位控制裝置由擋料板和調(diào)節(jié)裝置組成，擋料板在浸出器內(nèi)部，調(diào)節(jié)裝置在浸出器外部，擋料板應(yīng)當(dāng)與調(diào)節(jié)裝置相連一起，結(jié)構(gòu)上應(yīng)能夠通過調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)擋料板上下移動。擋料板可以用不銹鋼板材折彎或者焊接成型，需要保證擋料板的整體剛性。由于料層高度調(diào)節(jié)的次數(shù)少，因此在設(shè)計調(diào)節(jié)裝置時，不用過分考慮結(jié)構(gòu)，只要保證轉(zhuǎn)動靈活，沒有卡阻現(xiàn)象，不變形就可以了。設(shè)計調(diào)節(jié)裝置時需要考慮結(jié)構(gòu)要能夠防止浸出器內(nèi)部的溶劑氣體串出，因此結(jié)構(gòu)需要保證密封，密封材料可以選擇聚四氟乙烯材質(zhì)，能夠耐溶劑腐蝕的。

2.3 尾部落料形式

浸出器尾部上層篩面與尾部從動輪之間有一段距離，是留給上層物料落到下層的空間距離，由于物料經(jīng)過浸泡，料與料之間的擠壓，物料容易形成起拱“搭橋”現(xiàn)象，物料走到尾部時本應(yīng)落到下層，卻因為“搭橋”延時落到下層，設(shè)計時要注意兩兩鏈條之間的間距，或者通過外力破壞“搭橋”。讓物料盡量能夠同時下落，下落的時間差不會太長，這樣能夠保證下層的料面的平整。

2.4 噴淋裝置

噴淋裝置是浸出器的重要部件之一，溶劑正是通過噴淋裝置噴淋到物料上的，如何能夠讓溶劑合理的噴淋到物料上是關(guān)鍵，噴淋量大小對物料是否能夠浸泡有影響，噴淋的不均勻?qū)堄椭笜擞绊懴喈?dāng)大。所以在設(shè)計噴淋結(jié)構(gòu)時要考慮周全，目前可以通過直接噴淋管噴淋和噴淋管加溢流槽來實現(xiàn)，其中：直接噴淋管噴淋是溶劑從噴淋管直接噴淋物料；噴淋管加溢流槽是溶劑經(jīng)噴淋管到溢流槽，再噴淋到物料上。噴淋管可選用標準的無縫鋼管，根據(jù)流量選擇鋼管規(guī)格，噴淋管開孔面積要根據(jù)噴淋量的大小來確定開孔數(shù)量和大小。設(shè)計溢流槽時要考慮能夠調(diào)節(jié)水平。噴淋裝置建議選用不銹鋼材質(zhì)，相對碳鋼材質(zhì)，使用壽命長。

2.5 料耙

在浸出過程中，物料是隨著推料板向前緩慢移動，上面的噴淋在對物料進行噴淋，溶劑由于重力通過物料間的間隙往下滲透，起到將物料中的油脂萃取出來的效果，但物料中含有一定的粉末會隨著溶劑一起進行循環(huán)噴淋，這樣從噴淋管出來的混合油中的一部分粉末會覆蓋在料床表面，導(dǎo)致混合油不易往下滲透，因此，設(shè)計的料耙要有松碎物料和翻動物料功能，先破壞料床表面的致密層，并且按序排列的耙齒，在料層表面犁出“壟溝”[2]，耙齒間隔約150 mm，由于噴淋裝置的大量噴淋會將耙出的“壟溝”沖刷平整，因此可根據(jù)實際的物料，來定料耙的數(shù)量，正常可以參照3 m左右間隔放一組料耙。另外設(shè)計料耙時，要注意將料耙設(shè)計成可上下調(diào)節(jié)高度。

2.6 自動控制系統(tǒng)

電機的轉(zhuǎn)速經(jīng)過減速，傳遞到浸出器內(nèi)部的輸送鏈輪，鏈輪帶動鏈條刮板將物料向前推進，物料的行走速度是由存料箱中的料位高低控制的，存料箱內(nèi)的高低料位傳感器把信號輸送到PLC，調(diào)節(jié)變頻電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)浸出器來調(diào)節(jié)鏈條刮板的速度[3]。也就是自控系統(tǒng)要求當(dāng)?shù)土衔粓缶瑒t信號發(fā)送到PLC，來降低電機頻率，降低物料速度；高料位報警，則信號發(fā)送到PLC，來提高電機頻率，提高物料速度。這樣形成連鎖控制，保證存料箱有一定的料位高度，防止浸出器中的溶劑氣體順著輸送設(shè)備進入預(yù)處理工段。

2.7 油斗檢修口

油斗是用來存放混合油的腔體，正常的下層油斗都是上大下小的收口結(jié)構(gòu)，由于浸出車間使用一段時間后要對設(shè)備進行檢修，因此，在油斗上設(shè)計了檢修口，大小一般為DN500，標準的檢修人孔是有一段直段的，如果檢修口是焊接到收口的斜面上，則人孔直段與油斗斜面焊接，由于油斗是上大下小的結(jié)構(gòu)，檢修口斜朝下，檢修口的直段就會有一部分積存了混合油。所以為了防止積存混合油，檢修人孔應(yīng)該設(shè)計成帶內(nèi)芯人孔，比如直段130 mm，那人孔蓋帶130 mm的內(nèi)芯。

2.8 軸端密封裝置

浸出器內(nèi)部有大量的溶劑氣體，屬于有毒的易燃易爆氣體，設(shè)計浸出器時要保證設(shè)備整體的密封性，防止有氣體逸出，浸出器的傳動部件是軸端密封，軸在轉(zhuǎn)動時若是密封效果不好很容易有泄露，設(shè)計密封時要根據(jù)軸徑和壓力來計算密封件的形狀和規(guī)格，密封件可選用聚四氟乙烯等耐腐蝕的材料，由于密封件使用一段時間后密封性能下降，應(yīng)考慮密封件的更換，因此在設(shè)計該結(jié)構(gòu)時，在保證密封性好的前提下，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。

2.9 儀表口

浸出器上設(shè)有現(xiàn)場溫度計、溫度傳感器、壓力計、壓力傳感器和液位計等儀表，儀表中有測氣相有測物料的，在不同部位需設(shè)置不同的儀表，氣相溫度計、壓力傳感器等設(shè)置在設(shè)備的頂蓋處，檢測油斗液位的是在油斗側(cè)方設(shè)置高低液位計，存料箱下部可以設(shè)置測量物料溫度的溫度計。設(shè)計時還要考慮儀表接口的規(guī)格，根據(jù)選定的儀表規(guī)格確定。

2.10 其它技術(shù)要求與主要工藝參數(shù)

除了結(jié)構(gòu)設(shè)計外還有部分相關(guān)技術(shù)要求需要注意，下面列舉幾點：箱體是用鋼板拼焊成型的，箱體的側(cè)板厚度有16 mm、10 mm、8 mm、4 mm等不同的厚度，對于厚度較厚的鋼板拼焊成型后，板面的平整度還較好，但是對于厚度較薄的鋼板，在焊接成型后，板面易變形，板面不平整，會影響內(nèi)部部件的運轉(zhuǎn)，也影響外觀，在設(shè)計箱體時需注明箱體側(cè)板的平整度≤1.5 mm/m2；設(shè)備內(nèi)部傳動軸安裝板孔兩兩之間的同軸度和平行度要做技術(shù)要求；整體設(shè)備的焊接焊縫須有技術(shù)要求，著色探傷、試水試壓實驗，檢查焊縫情況。浸出物料的主要工藝參數(shù)見表1。

表1 浸出物料主要工藝參數(shù)

3 結(jié)論

以上所述浸出器的設(shè)計的要點，在多種處理噸位的浸出器上都做了相應(yīng)要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項，經(jīng)生產(chǎn)制作過程中嚴格把控并實踐檢驗，浸出器運行效果很好，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)沒有異響，各轉(zhuǎn)動部位轉(zhuǎn)動靈活，焊接部位焊接牢固，無氣孔、夾渣和焊不透等焊接缺陷。調(diào)試和生產(chǎn)的各項指標都達到要求。浸出器的浸出、瀝干效果良好，可以推廣應(yīng)用。