趙會(huì)聰 劉忠華 王歡 虞紅梅 楊亞雄（唐山三友化工股份有限公司純堿分公司，河北 唐山 063305）

純堿生產(chǎn)中節(jié)能蒸餾系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)

趙會(huì)聰 劉忠華 王歡 虞紅梅 楊亞雄（唐山三友化工股份有限公司純堿分公司，河北 唐山 063305）

本文主要講述純堿生產(chǎn)中節(jié)能蒸餾系統(tǒng)改造時(shí)，設(shè)計(jì)方面考慮的一些關(guān)鍵問(wèn)題。

母液；調(diào)和液；廢液；閃發(fā)；游離氨

根據(jù)公司生產(chǎn)需求，對(duì)原節(jié)能蒸餾系統(tǒng)（母液濃縮干法蒸餾系統(tǒng)）進(jìn)行改造。將母液多效蒸發(fā)工序改為濃海水蒸發(fā)，達(dá)到節(jié)約原鹽降低成本的目的。節(jié)能蒸餾系統(tǒng)母液濃度降低后，要求提高母液處理量，這就要求對(duì)現(xiàn)有設(shè)備及工藝進(jìn)行改造。

1 工藝流程改造

1.1 原工藝流程簡(jiǎn)述

濾過(guò)工序產(chǎn)生的冷母液經(jīng)預(yù)熱，進(jìn)入揮氨塔蒸發(fā)游離氨，之后進(jìn)入多效蒸發(fā)工序利用廢熱蒸汽將母液蒸發(fā)濃縮，與來(lái)自磨灰工序的干灰在預(yù)灰桶內(nèi)制成調(diào)和液，進(jìn)入固定銨蒸餾塔進(jìn)行蒸餾。蒸餾出的氨氣進(jìn)入原有吸氨系統(tǒng)，蒸餾產(chǎn)生的濃廢液送氯化鈣工序。

1.2 改造后工藝流程

冷母液經(jīng)預(yù)熱在揮氨塔中揮發(fā)游離氨后，進(jìn)入預(yù)熱母液儲(chǔ)桶，再由預(yù)熱母液泵打入預(yù)灰桶，與磨灰工序來(lái)的干灰在預(yù)灰桶內(nèi)混合，制成調(diào)和液，自流進(jìn)入固定銨蒸餾塔蒸氨，預(yù)灰桶和蒸餾塔出氣做揮氨塔的熱源后并入原有氨氣吸收系統(tǒng)。固定銨蒸餾塔蒸出的廢液自流進(jìn)入第一閃發(fā)器，閃發(fā)出的蒸汽經(jīng)熱泵回收，用作蒸餾塔熱源，廢液從第一閃發(fā)器自流進(jìn)入第二閃發(fā)器，閃發(fā)出的蒸汽用于高真空蒸餾系統(tǒng)，第二閃發(fā)器排出的廢液送氯化鈣工序制備氯化鈣。

2 設(shè)備改造

2.1 蒸餾塔的改造

本次設(shè)計(jì)需要提高蒸餾塔的生產(chǎn)能力，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力100m3/h，現(xiàn)需要處理大約150m3/h的冷母液。因?yàn)槭乾F(xiàn)有設(shè)備改造，塔高、塔徑塔、板數(shù)不做改動(dòng)，首先采用比較簡(jiǎn)便的方法，只對(duì)塔板進(jìn)行改造?？讖接稍瓉?lái)的φ95改為φ90，孔數(shù)由原來(lái)的148個(gè)增加到208個(gè)，各層篩板開(kāi)孔率由目前21.4%增加到26.97%。減小開(kāi)孔孔徑，增大開(kāi)孔數(shù)量，提高總開(kāi)孔率，增大氣液接觸面積，降低氣體阻力，以提高蒸餾塔生產(chǎn)能力。

2.2 揮氨塔的改造

揮氨塔是填料塔，主要目的是蒸出母液中的游離氨。填料由規(guī)整填料改為聚丙烯鮑爾環(huán)亂堆填料。聚丙烯鮑爾環(huán)填料壓降小，通量大，鮑爾環(huán)上的兩排窗孔交錯(cuò)排列，氣體流動(dòng)通暢，避免了液體嚴(yán)重的溝流及壁流現(xiàn)象，有利于提高揮氨塔的處理能力。

因在原系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行改造，將揮氨塔下端裙座空圈改造為預(yù)熱母液儲(chǔ)桶，有利于節(jié)省有限空間位置。預(yù)熱母液從揮氨塔進(jìn)入預(yù)熱母液儲(chǔ)桶，使生產(chǎn)系統(tǒng)操作維持穩(wěn)定。

2.3 閃發(fā)器的改造

原有的第一閃發(fā)器和第二閃發(fā)器的處理能力已不能滿(mǎn)足現(xiàn)狀要求，公司決定拆除原第一閃發(fā)器，將第二閃發(fā)器用作改造后的第一閃發(fā)器，新增加一臺(tái)處理能力足夠的第二閃發(fā)器。

以前蒸餾系統(tǒng)的閃發(fā)器進(jìn)液口都是為切向向斜上方進(jìn)液，目的是使液體形成較大的表面積，有利于閃發(fā)蒸汽。但是由于廢液中含泥砂等固體顆粒，對(duì)設(shè)備沖刷腐蝕較為嚴(yán)重，導(dǎo)致設(shè)備筒體維修頻繁，檢修費(fèi)用增加，也影響生產(chǎn)穩(wěn)定。為了解決這一問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)對(duì)進(jìn)液方式進(jìn)行改造。改切向進(jìn)液為水平進(jìn)液，考慮到閃發(fā)效果，需要增大閃發(fā)面積，因此對(duì)設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行改造。在設(shè)備內(nèi)部增加豐字型溢流槽，并在溢流堰上設(shè)置成鋸齒，溢流槽底板上開(kāi)小孔，防止泥砂聚集。廢液水平進(jìn)入第二閃發(fā)器，之后直接進(jìn)入溢流槽，大部分液體溢流而下，少量液體夾帶著泥砂從底部小孔流出，增大了閃發(fā)面積，提高了閃發(fā)效率，減少設(shè)備磨損及檢修費(fèi)用。

3 設(shè)備安裝高度

固定銨蒸餾塔、第一閃發(fā)器、第二閃發(fā)器之間廢液自流，整個(gè)系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)，與原有系統(tǒng)聯(lián)系密切，適當(dāng)?shù)陌惭b高度是整個(gè)流程能夠順利運(yùn)行的關(guān)鍵。

固定銨蒸餾塔低壓18-35kpa，第一閃發(fā)器頂壓-15～-35kpa，第二閃發(fā)器頂壓-54kpa，利用壓力平衡可計(jì)算：蒸餾塔至第一閃發(fā)器和第一閃發(fā)器至第二閃發(fā)器的液封高度、第一閃發(fā)器和第二閃發(fā)器進(jìn)液口高度。通過(guò)這些計(jì)算，再根據(jù)現(xiàn)有蒸餾塔的安裝高度，可確定第一閃發(fā)器、第二閃發(fā)器的安裝高度。

廢液直接從第二閃發(fā)器進(jìn)入廢液泵，中間沒(méi)有緩沖桶，這對(duì)泵的汽蝕余量及、第二閃發(fā)器與廢液泵之間的安裝高度有較高的要求，要經(jīng)過(guò)計(jì)算確定廢液泵能穩(wěn)定運(yùn)行。關(guān)于沒(méi)有設(shè)置緩沖桶，是因?yàn)閺U液溫度在80-90℃，如果進(jìn)入緩沖桶，桶頂會(huì)不停冒出蒸汽，而且當(dāng)液位控制不當(dāng)時(shí)，會(huì)發(fā)生溢流現(xiàn)象，高溫液體溢流存在安全隱患。

影響生產(chǎn)的特殊情況必須考慮，如第二閃發(fā)器出液故障，排液出現(xiàn)問(wèn)題，液位會(huì)瞬間上升，來(lái)不及做任何操作處理，此時(shí)的保護(hù)措施為第二閃發(fā)器設(shè)備出氣口，要高出故障時(shí)最高能達(dá)到的液位高度并有安全余量，防止液體進(jìn)入出氣體系統(tǒng)造成生產(chǎn)事故，要保證整套系統(tǒng)改造后的安全性。這些都要經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得可靠數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）固定銨蒸餾塔的改造受到現(xiàn)有條件制約，塔高、塔徑塔、板數(shù)未做改動(dòng)，對(duì)處理能力有一定影響。

（2）改造后的節(jié)能蒸餾系統(tǒng)并入原系統(tǒng)后能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]姚玉英 化工原理，天津科學(xué)技術(shù)出版社，1999.

[2]大連化工研究設(shè)計(jì)院，純堿工藝[M]，化學(xué)工藝出版社，2003.