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(tǒng)的技術(shù)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(shè)備角度介紹了聯(lián)合制堿工藝結(jié)晶工段稠厚器攪拌經(jīng)常性損壞的原因，提出了防止攪拌器經(jīng)常性損壞的解決方案，重點(diǎn)講述了攪拌器改造的技術(shù)方案。并進(jìn)行了設(shè)備改造前后運(yùn)行情況的對(duì)比。為同類(lèi)設(shè)備的改造提供參考。

稠厚器；攪拌器；氯化銨；晶漿；改造

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

1.1 稠厚器的作用

稠厚器是聯(lián)合制堿結(jié)晶過(guò)程中常見(jiàn)的輔助設(shè)備，其作用是提高晶漿的固液比，有利于節(jié)約能量及提高分離效果，降低系統(tǒng)的母液循環(huán)量，保證離心機(jī)正常作業(yè)，提高其生產(chǎn)能力。同時(shí)也起到粒子熟化(使取出液中的氯化銨結(jié)晶顆粒在稠厚器內(nèi)進(jìn)一步長(zhǎng)大)及進(jìn)一步消耗晶漿中殘留的過(guò)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(jìn)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(chēng)頂流，通過(guò)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(chēng)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(shí)現(xiàn)。中心筒下口以下的區(qū)域?yàn)槌砗衿鞯脑龀韰^(qū)，也是稠厚器的核心區(qū)，其功能是：① 使懸漿較均勻地分散到增稠區(qū)的整個(gè)截面上；② 使晶漿中的大部分結(jié)晶穩(wěn)定地沉降增稠；③對(duì)晶漿有足夠貯存容積，作為上下工序的緩沖，保證離心機(jī)能夠連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行。

1.3 冷析稠厚器的參數(shù)及結(jié)構(gòu)

我公司結(jié)晶工段冷析稠厚器的參數(shù)如下：

工作壓力 常壓

設(shè)計(jì)壓力 常壓

工作溫度 8～15 ℃

設(shè)計(jì)溫度 20 ℃

介質(zhì) 冷析取出液

主要受壓元件材質(zhì) Q235A、20

全容積 49.4 m3

裝量系數(shù) 0.85

水壓試驗(yàn)壓力 1.31 MPa

攪拌形式 框式

攪拌轉(zhuǎn)速 1.5 rpm

圖1 稠厚器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yùn)行尚可，能夠滿足生產(chǎn)需求，檢修工作量小。但是稠厚器的操作受前后系統(tǒng)的影響較大，稍有不慎，就會(huì)造成攪拌負(fù)荷過(guò)大，對(duì)攪拌機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)造成影響，甚至損壞。如：①取出量大而出料小，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。造成攪拌負(fù)荷大，會(huì)使攪拌變形。②離心機(jī)下料管不暢，造成攪拌負(fù)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(huì)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(shè)計(jì)時(shí)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(guò)方芯加對(duì)穿防轉(zhuǎn)螺栓進(jìn)行固定，用于力矩的傳動(dòng)，是典型的下懸臂結(jié)構(gòu)，原設(shè)計(jì)尺寸如圖2。

圖2 原攪拌器設(shè)計(jì)尺寸簡(jiǎn)圖

攪拌因超負(fù)荷損壞情況，經(jīng)查，攪拌損壞基本上兩個(gè)方面：①攪拌下端橫梁以下部分扭曲變形，失去部分?jǐn)嚢栊Ч?，造成稠厚器底部座死，物料無(wú)法流出；②連接方芯滑出，對(duì)穿螺栓受剪切力而斷裂，攪拌停止轉(zhuǎn)動(dòng)，完成失去攪拌效果。

經(jīng)分析產(chǎn)生上述兩個(gè)方面的問(wèn)題主要是由于原攪拌設(shè)計(jì)下懸臂較長(zhǎng)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(guò)大

針對(duì)工藝影響問(wèn)題，要求工藝操作結(jié)晶器取出及稠厚器放料必須平穩(wěn)，調(diào)控好稠厚器內(nèi)的固液比，精心操作，攪拌負(fù)荷增大，表現(xiàn)就是攪拌電流增大，所以一旦發(fā)現(xiàn)攪拌電流過(guò)大，要及時(shí)查找原因，進(jìn)行相應(yīng)的處理。

3.2 進(jìn)料口加裝篩網(wǎng)

針對(duì)異物問(wèn)題，在進(jìn)料口做一篩網(wǎng)過(guò)濾裝置，防止物料將大的雜物帶入，同時(shí)確保稠厚器頂蓋上部其他觀察口、人孔等時(shí)刻處于密閉狀態(tài)，防止異物跌入。如需打開(kāi)檢查，做好必要的防護(hù)工作。

3.3 改造攪拌器的結(jié)構(gòu)

對(duì)攪拌系統(tǒng)進(jìn)行改造，減少下懸臂的長(zhǎng)度，增加攪拌器的強(qiáng)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(fù)荷增加，只有通過(guò)增加攪拌器強(qiáng)度來(lái)彌補(bǔ)工藝操作的不足。我公司改造時(shí)將兩個(gè)主攪拌器橫梁下移，重新制作攪拌軸方芯，方芯對(duì)角尺寸進(jìn)行調(diào)整。增大攪拌器與方芯的接觸面積，增大傳動(dòng)扭矩，減少對(duì)穿螺栓所受的剪切力。攪拌器及攪拌軸具體改造尺寸見(jiàn)圖3 和圖4。

4 結(jié) 論

我公司此類(lèi)型稠厚器共有5臺(tái)，近兩年進(jìn)行了逐臺(tái)整改。改造前，稠厚器攪拌器壽命最多只有3～6個(gè)月，如操作不當(dāng)，攪拌器可能立即損壞。改造后，未發(fā)生過(guò)攪拌器損壞的故障，最早改造的攪拌器已使用兩年。同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的稠厚器可以參照此方法進(jìn)行改造。

圖3 攪拌器改造后尺寸簡(jiǎn)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(xué)歷，2005年畢業(yè)于鄭州輕工業(yè)學(xué)院過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)，工程師。現(xiàn)任杭州龍山化工有限公司聯(lián)堿分廠設(shè)備廠長(zhǎng)。