范 健，楊廣福，王宗巖

（山東?；煞萦邢薰炯儔A廠，山東 濰坊 262737）

碳化塔是純堿生產(chǎn)的主要設(shè)備。純堿生產(chǎn)中，來自上游各道工序的氨鹽水、二氧化碳?xì)獾任锪?，在碳化塔?nèi)混合，完成傳質(zhì)、結(jié)晶和傳熱三種過程同時(shí)進(jìn)行的物理、化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)存在著氣、液、固三相介質(zhì)。由于介質(zhì)的強(qiáng)腐蝕性、氣液混合時(shí)湍動(dòng)沖擊等因素，造成鑄鐵塔塔圈內(nèi)壁、笠帽等構(gòu)件氧化腐蝕，易導(dǎo)致純堿產(chǎn)品含鐵量高（紅堿），產(chǎn)出次品。設(shè)備工作壽命較短。

1 項(xiàng)目實(shí)施背景

目前我廠新線使用的碳化塔為笠帽式（索爾維碳化塔），塔徑φ3200／φ3400，塔高32.335m，共計(jì)25臺，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1 400kt／a。自2004年投入生產(chǎn)，已運(yùn)行近10年，大部分碳化塔因腐蝕、液體沖刷磨損、氣體沖擊等因素，相繼出現(xiàn)塔壁減薄、笠帽破損、塔體泄漏等設(shè)備故障，次品堿（鐵高堿）頻出?？蛻魧ξ覐S的產(chǎn)品質(zhì)量方面的投訴也越來越多，對?；儔A的品牌形象、市場銷售等帶來了極大的負(fù)面影響。

2 原因分析與解決方案設(shè)計(jì)

2.1 原因分析

經(jīng)過長期的生產(chǎn)實(shí)踐表明，系統(tǒng)鐵腐蝕主要來自碳化塔上部（四圈）汽液交界面處的沖刷腐蝕、中和水、氨鹽水、洗水等金屬管線的腐蝕，關(guān)鍵部位因閥門不能有效隔離，出現(xiàn)事故造成大的生產(chǎn)波動(dòng)加劇系統(tǒng)的腐蝕層的剝落。特別是上部塔圈由于碳化液位波動(dòng)和出氣常年沖刷，內(nèi)腐蝕加快，硫膜容易脫落是鐵高堿形成的重要因素。

2.2 解決思路與可行性分析

上部塔圈詳細(xì)的狀況：碳化塔頂蓋連接出氣總管（內(nèi)涂乳膠水泥處理），正常出氣總管壓力一般控制0.07MPa（試驗(yàn)壓力0.1MPa），第33圈、34圈為空圈，第32圈為進(jìn)液圈，兩側(cè)有DN250氨鹽水和備用口各一個(gè)，因碳化塔為典型的大型靜設(shè)備，笨重、高大，所以，我們考慮從碳化塔上部進(jìn)行局部改造和優(yōu)化。

根據(jù)以上碳化塔的狀況，為了降低安全隱患，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低設(shè)備基礎(chǔ)承重，我們建議對上部部分塔圈進(jìn)行玻璃鋼更換改造，34圈、33圈考慮到空圈，腐蝕較嚴(yán)重，且受氣刷嚴(yán)重，容易掉鐵銹，建議改玻璃鋼，32圈為進(jìn)液圈，也是氣、液分離圈，容易腐蝕，建議也改玻璃鋼，32圈笠帽同時(shí)由鑄鐵笠帽改為玻璃鋼笠帽，為了減少玻璃鋼法蘭數(shù)量，可考慮上部三圈做成整體一個(gè)玻璃鋼塔圈。塔圈原厚度35 mm，玻璃鋼塔圈因耐腐蝕、抗沖刷，設(shè)計(jì)厚度必須滿足承受0.12MPa強(qiáng)度，內(nèi)附件凸臺可以適當(dāng)增加厚度，并設(shè)加強(qiáng)筋，提高支撐強(qiáng)度。

玻璃鋼材質(zhì)有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）材質(zhì)重量輕，減少設(shè)備承重負(fù)荷，能延長設(shè)備的使用壽命。

2）玻璃鋼材質(zhì)耐沖刷、耐腐蝕且容易制造成型。

3）玻璃鋼材質(zhì)施工方便，檢修更換費(fèi)用低。

因此，我們認(rèn)為，碳化塔上部塔圈由鑄鐵改成玻璃鋼是可行的。

3 改造方案

借鑒其他堿廠的改造及使用情況，將25臺碳化塔圈最上部汽液交界面處的四圈鑄鐵塔圈去掉，更換為兩圈玻璃鋼塔圈，尺寸不變，其他管線改為尼龍材質(zhì)。

新線碳化塔在2006年對碳化塔增加4圈，由原來的30圈增加到34圈，通過近幾年的運(yùn)行來看，由于壓縮機(jī)能力有限，效果不是很理想，通過這次改造，建議去掉原增加的4圈塔圈（29圈～32圈）剩余上部3圈進(jìn)行玻璃鋼塔圈整體更換。

新線碳化塔上部兩圈（原33圈、34圈）分別為空圈和進(jìn)液圈（原32圈、頂蓋），總重約8t，總高2.9 m，可以將上述部分制作成玻璃鋼桶狀塔圈，下部和笠帽、28圈法蘭連接。玻璃鋼塔圈下帶法蘭，與原碳化28圈實(shí)行法蘭連接，原32圈鑄鐵笠帽改在玻璃鋼塔圈內(nèi)部固定，材質(zhì)改為玻璃鋼，31圈與32圈之間原鑄鐵笠帽改為玻璃鋼笠帽，與原笠帽尺寸不變，安裝位置改為玻璃鋼塔圈法蘭與28圈上法蘭之間。上部原鑄鐵塔改為玻璃鋼塔圈后，塔圈上部需設(shè)φ600人孔蓋。其余所有管口及人孔尺寸都保持不變，且管口及人孔方位保持不變，便于與原管線安裝方便。另外改為玻璃鋼塔后，出氣管線加軟連接，以保護(hù)碳化塔管口不受破壞。

4 新線5＃碳化塔技術(shù)改造實(shí)施情況

5＃碳化塔于2014年1月8日進(jìn)行改造安裝，試壓合格，18日投入試運(yùn)行試驗(yàn)，效果良好。

［1］ 大連化工研究設(shè)計(jì)院.純堿工學(xué)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004

［2］ 潘鴻恩，孫錫吾.純堿生產(chǎn)設(shè)備檢修與防腐［M］.沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1991