一種新型樹(shù)脂塔內(nèi)件

1、一種新型樹(shù)脂塔一種新型樹(shù)脂塔內(nèi)件內(nèi)件2012014 4- -9 9- -1616 孫玉堂孫玉堂營(yíng)創(chuàng)三征（營(yíng)口）精細(xì)化工有限公司營(yíng)創(chuàng)三征（營(yíng)口）精細(xì)化工有限公司前言前言 伴隨著離子膜法制堿技術(shù)的誕生與發(fā)展，作為電解槽核心材料的離子膜，對(duì)入槽鹽水質(zhì)量的要求非常苛刻。多年來(lái)，一次鹽水精制工藝發(fā)生了巨大變化。從傳統(tǒng)的澄清桶加石英砂過(guò)濾到種植膜過(guò)濾、有機(jī)膜過(guò)濾以及無(wú)機(jī)膜過(guò)濾等，技術(shù)水平不斷的提高，對(duì)于鈣、鎂倒置和國(guó)產(chǎn)劣質(zhì)原鹽的適應(yīng)性越來(lái)越強(qiáng)，新的一次鹽水精制工藝技術(shù)很快被更多的氯堿企業(yè)認(rèn)可和大面積采用前言前言 但是，作為關(guān)鍵工序的關(guān)鍵設(shè)備樹(shù)脂塔，在鹽水精制全部過(guò)程中，始終處于不可動(dòng)搖的重要地位。必須強(qiáng)調(diào)

2、的是，如此重要的設(shè)備，它的實(shí)際運(yùn)行情況卻不盡如人意，表現(xiàn)在樹(shù)脂塔內(nèi)件壽命低，可靠性差，有跑、漏樹(shù)脂等風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，至今，這些問(wèn)題沒(méi)有得到根本性的解決。用于過(guò)濾和攔截螯合樹(shù)脂的元件，我們稱其為塔內(nèi)件。過(guò)去我們采用老式的塔內(nèi)件已深受其害，吃盡了苦頭。前言前言 為了徹底解決樹(shù)脂塔內(nèi)件出現(xiàn)的問(wèn)題，我公司技術(shù)人員十幾年前就下定決心，開(kāi)始了塔內(nèi)件的技術(shù)攻關(guān)，下大力氣，潛心研究，歷經(jīng)無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，成功地研究出一整套氯堿專用新型樹(shù)脂塔內(nèi)件，這種新型內(nèi)件聚集了現(xiàn)有內(nèi)件的優(yōu)點(diǎn)并徹底克服了不足，這種內(nèi)件不僅適用于新做樹(shù)脂塔，也可以通過(guò)改進(jìn)用于老式樹(shù)脂塔上，達(dá)到同樣理想的效果。 展顧展顧現(xiàn)有現(xiàn)有在線使用的在線使用的樹(shù)脂樹(shù)脂

3、塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)及存在塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)及存在的不足的不足1 1、莎綸網(wǎng)樹(shù)脂塔內(nèi)件莎綸網(wǎng)樹(shù)脂塔內(nèi)件 這種莎綸網(wǎng)采用莎綸樹(shù)脂（PVDC）-偏二氯乙烯與氯乙烯共聚物，拉絲編織而成的，莎綸網(wǎng)具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，加之從單體共聚到拉絲過(guò)程，具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度，是昂貴高分子材料制品。2 2、莎莎綸網(wǎng)樹(shù)脂塔內(nèi)件的綸網(wǎng)樹(shù)脂塔內(nèi)件的不不足足1、價(jià)格昂貴 莎綸網(wǎng)樹(shù)脂塔內(nèi)件目前還需要進(jìn)口，一套年產(chǎn)10萬(wàn)噸燒堿裝置的莎綸網(wǎng)塔內(nèi)件，含關(guān)稅價(jià)近30萬(wàn)元；莎綸網(wǎng)樹(shù)脂塔內(nèi)件的不莎綸網(wǎng)樹(shù)脂塔內(nèi)件的不足足2、壽命低 莎綸網(wǎng)的使用壽命一般在3-5年左右，塔徑越大壽命越短，如若到期不及時(shí)更換，漏、跑樹(shù)脂的風(fēng)險(xiǎn)增大。壽命短的主要原因是莎

4、綸網(wǎng)作為高分子材料制品，不可避免的自然老化，更主要的是，從圖一中可以看出，過(guò)濾莎綸網(wǎng)墊片邊緣處，在工作運(yùn)行和再生反洗過(guò)程中，反復(fù)承受上下交變的剪切力，引起過(guò)濾網(wǎng)邊緣疲勞破壞。莎綸網(wǎng)樹(shù)脂塔內(nèi)件的不莎綸網(wǎng)樹(shù)脂塔內(nèi)件的不足足3、可靠性差 過(guò)濾網(wǎng)和攔截網(wǎng)除了正常的壽命損壞外，由于材料的缺陷或者操作壓差過(guò)大等原因，都可能引起絲網(wǎng)壽命期內(nèi)非正常損壞，造成漏、跑樹(shù)脂現(xiàn)象。補(bǔ)救辦法是采取塔外增加反洗水出口的樹(shù)脂捕集器和精鹽水出口的樹(shù)脂過(guò)濾器（鈦材），不僅增加了額外的投資，也使工藝變得更復(fù)雜。莎綸網(wǎng)樹(shù)脂塔內(nèi)件的不莎綸網(wǎng)樹(shù)脂塔內(nèi)件的不足足4、過(guò)濾網(wǎng)有效利用孔隙面積小，網(wǎng)阻力大 雖然過(guò)濾網(wǎng)整張截面積接近樹(shù)脂塔橫截面

5、積，但是處于對(duì)花板強(qiáng)度的考慮，支撐花板開(kāi)有分布均勻的20mm小孔，和樹(shù)脂塔截面積相比，開(kāi)孔率不足15%，而膜本身的孔隙率和膜面積比約占40%，總的流通面積不到塔截面積的6%（這還不考慮被樹(shù)脂堵塞的網(wǎng)孔），由于流通面積很小加之2層過(guò)濾網(wǎng)，無(wú)形增加了網(wǎng)的阻力。莎綸網(wǎng)樹(shù)脂塔內(nèi)件的不莎綸網(wǎng)樹(shù)脂塔內(nèi)件的不足足5 5、破碎破碎樹(shù)脂不能及時(shí)清除塔外，更加速樹(shù)脂破碎樹(shù)脂不能及時(shí)清除塔外，更加速樹(shù)脂破碎 反洗攔截莎綸網(wǎng)，具有高的熱收縮性和熱膨脹性（塑料熱膨脹系數(shù)約為碳鋼10倍），加上莎綸絲具有一定的彈性伸縮，網(wǎng)眼大小受溫度和外力作用在一定范圍內(nèi)變化，網(wǎng)眼選擇過(guò)大，反洗時(shí)，可能跑樹(shù)脂，現(xiàn)在使用的網(wǎng)孔直徑都在0.0

6、6mm以下，而螯合樹(shù)脂的合理使用應(yīng)該是，小于0.35mm的碎樹(shù)脂在反洗時(shí)被及時(shí)排除塔外。而使用莎綸網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行時(shí)破碎樹(shù)脂根本不能通過(guò)網(wǎng)孔排除塔外，更多的破碎樹(shù)脂留在塔內(nèi)，導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程床層阻力增大，樹(shù)脂受到更大的擠壓力，再生反洗時(shí)又釋放壓力，反復(fù)作用使樹(shù)脂破碎率增高。2 2、ABSABS濾帽樹(shù)脂塔內(nèi)件濾帽樹(shù)脂塔內(nèi)件 ABS是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯組成的三元共聚物。 ABS通常為淺黃色或乳白色的粒料非結(jié)晶性樹(shù)脂。 ABS為使用最廣泛非通用塑料之一。ABSABS濾帽樹(shù)脂塔內(nèi)件的不足濾帽樹(shù)脂塔內(nèi)件的不足1、壽命壽命低長(zhǎng)短不一低長(zhǎng)短不一 與所有的塑料制品一樣，ABS也同樣存在老化現(xiàn)象，壽命長(zhǎng)短參差不齊

7、，短的只有一兩年，長(zhǎng)的甚至有用到十年以上的，正是這種無(wú)穩(wěn)定性和不固定的使用壽命，使用中，漏樹(shù)脂的風(fēng)險(xiǎn)性一直存在。ABSABS濾帽樹(shù)脂塔內(nèi)件的不足濾帽樹(shù)脂塔內(nèi)件的不足2 2、可靠性可靠性差差 ABS材料熱膨脹系數(shù)是碳鋼的7倍之多，樹(shù)脂塔每次從工作到再生過(guò)程中的溫度變化，膨脹和收縮承受大小交變的拉伸力，盡管采用高強(qiáng)度的ABS材料，比一般塑料強(qiáng)度高，但實(shí)際上ABS抗拉強(qiáng)度僅僅不到碳鋼的20%，加之由于流水的需要，連接桿必須是空心結(jié)構(gòu)，剩余承受拉力的截面積很小，容易在濾帽頸根部斷裂，一旦某一只濾帽折斷，就會(huì)造成樹(shù)脂泄漏，這種情況在很多工廠發(fā)生過(guò)，在沒(méi)有安裝樹(shù)脂過(guò)濾器的工廠，甚至泄漏的樹(shù)脂進(jìn)入電解槽內(nèi)，

8、造成無(wú)法挽回的損失，教訓(xùn)十分慘痛！ 為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，使用這種塔的工廠，一般都安裝樹(shù)脂過(guò)濾器。為了避免濾帽發(fā)生根部斷裂，濾帽生產(chǎn)企業(yè)在濾帽結(jié)構(gòu)上做了很多改進(jìn)，但由于材料和結(jié)構(gòu)的條件所限，始終沒(méi)能徹底消除濾帽斷裂的發(fā)生。ABS濾帽的固定方式見(jiàn)圖二 ABS在高溫時(shí)，剛度和強(qiáng)度下降，實(shí)際上由于ABS濾帽過(guò)濾縫隙是沿圓周均布的縱向細(xì)條構(gòu)成的，入塔鹽水溫度高時(shí)，濾帽的細(xì)條被擠壓變形靠在一起，堵塞了過(guò)濾縫隙，阻力驟增，為了避免這種情況的發(fā)生，一方面對(duì)過(guò)濾帽縫隙部分增設(shè)環(huán)形加強(qiáng)圈，得到了一定的改善，另一方面，對(duì)入塔鹽水溫度也進(jìn)行了嚴(yán)格的限制和控制。 ABS濾帽安裝時(shí)螺母緊固力需要憑感覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)確定，安裝過(guò)松容易脫

9、落，安裝過(guò)緊濾帽運(yùn)行當(dāng)中溫差變化容易斷裂，很多工廠因安裝不當(dāng)引起漏樹(shù)脂事故。ABSABS濾帽樹(shù)脂塔內(nèi)件的不足濾帽樹(shù)脂塔內(nèi)件的不足3 3、ABSABS濾帽樹(shù)脂塔缺少反洗樹(shù)脂攔截部件濾帽樹(shù)脂塔缺少反洗樹(shù)脂攔截部件 這種形式的樹(shù)脂塔沒(méi)有反洗樹(shù)脂攔截部件，如果反洗水量大，大量的樹(shù)脂就會(huì)從頂部跑掉，反洗水量小破碎的樹(shù)脂根本不能排除塔外，但為了不跑樹(shù)脂，往往只能選擇小的反洗水量，更多的破碎樹(shù)脂留在塔內(nèi)，導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程床層阻力增大，樹(shù)脂受到更大的擠壓力，再生反洗時(shí)又釋放壓力，反復(fù)作用使樹(shù)脂破碎率增高，另外，為了防止反洗水量過(guò)大，跑樹(shù)脂，一般工廠在反洗水出口管安裝一個(gè)樹(shù)脂捕集器。二、新型樹(shù)脂塔專用內(nèi)件1、新型新

10、型樹(shù)脂塔內(nèi)件材料樹(shù)脂塔內(nèi)件材料選擇選擇 新型內(nèi)件選擇適合的金屬材料，在使用條件下，既能保證耐腐蝕和強(qiáng)度，又能保證足夠的剛性，以保持最佳的過(guò)濾效果。 樹(shù)脂塔正常運(yùn)行為60的飽和鹽水，還有再生的5%鹽酸、5%氫氧化鈉交替的工況，選擇最合適的材料是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，于是我們開(kāi)始了材料的研究與試驗(yàn)。1 1、新型樹(shù)脂塔內(nèi)件材料選擇新型樹(shù)脂塔內(nèi)件材料選擇 針對(duì)非金屬材料塔內(nèi)件的不足，我們就把目光轉(zhuǎn)向金屬材料上，當(dāng)初鈦材作為首選，鈦絲有著良好的加工性能，用鈦絲制作濾管能夠達(dá)到精度要求，經(jīng)過(guò)試用驗(yàn)證考核，過(guò)濾和攔截效果極好，由于稀鹽酸對(duì)鈦有一定的腐蝕性，使用2年以后，形成過(guò)濾縫隙的銳邊，會(huì)因腐蝕，使縫隙漸漸變大

11、，造成較大顆粒樹(shù)脂漏出，并且隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)泄漏加重，由此可見(jiàn)，使用鈦材做內(nèi)件，不能達(dá)到我們預(yù)期的壽命。 我們同時(shí)選擇了5種材料，其中，只有一種金屬腐蝕試片，分別在5%鹽酸和5%氫氧化鈉浸泡90天后，重量和形狀以及外觀顏色，前后沒(méi)有變化，我們用這種金屬制作的纏繞濾管，無(wú)論是加工性能，強(qiáng)度、剛度以及耐腐蝕性，還是實(shí)際應(yīng)用考核，都達(dá)到甚至某些指標(biāo)超過(guò)了我們的預(yù)期。2 2、新型新型樹(shù)脂塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)樹(shù)脂塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 采用截面形狀為等腰三角形的金屬絲，在骨架上螺旋纏繞成管，根據(jù)需要控制螺距形成不同的縫隙，分別制作成過(guò)濾管和反洗攔截管。將過(guò)濾管安裝在樹(shù)脂塔底部，樹(shù)脂塔任何工作狀態(tài)時(shí)，只允許鹽水或反洗

12、水正常通過(guò)，而樹(shù)脂不能從塔的底部流出；反洗攔截管安裝在樹(shù)脂塔反洗水出口上，樹(shù)脂塔再生反洗時(shí)，允許反洗水和破碎的小顆粒樹(shù)脂通過(guò)，而正常粒徑的樹(shù)脂不能從反洗管口流出。新型樹(shù)脂塔內(nèi)件的優(yōu)點(diǎn)新型樹(shù)脂塔內(nèi)件的優(yōu)點(diǎn)1、較高的樹(shù)脂過(guò)濾精度和反洗分離效率 根據(jù)過(guò)濾管和反洗攔截管不同的作用，設(shè)計(jì)選擇不同的縫隙，過(guò)濾管設(shè)計(jì)縫隙較小，以保證高精度的過(guò)濾效果，而反洗攔截管設(shè)計(jì)比過(guò)濾管較大的縫隙，以達(dá)到樹(shù)脂塔操作反洗時(shí)，已破碎的小顆粒樹(shù)脂及時(shí)順利地清除塔外。由于設(shè)計(jì)了足夠的過(guò)濾面積和反洗時(shí)破碎樹(shù)脂的順利排出，保證了樹(shù)脂塔運(yùn)行時(shí)床層阻力的最小，實(shí)際應(yīng)用中，單塔運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)96小時(shí)，塔內(nèi)壓差始終20KPa。1 1、較高的樹(shù)脂過(guò)

13、濾精度較高的樹(shù)脂過(guò)濾精度和和 反洗反洗分離效率分離效率 這種均勻纏繞形成的精準(zhǔn)的V形縫隙通道，有利于樹(shù)脂的過(guò)濾和攔截，而通道能保證樹(shù)脂不會(huì)卡在通道內(nèi)部，而堵塞有效通道的情況。而金屬的熱膨脹系數(shù)很小，在樹(shù)脂塔操作溫度范圍內(nèi)，金屬的膨脹或收縮對(duì)縫隙的影響幾乎忽略不計(jì)（僅僅是非金屬的1/10）。另外，在該工況溫度范圍內(nèi)，金屬的強(qiáng)度和剛度沒(méi)有變化，這樣即使樹(shù)脂塔有超壓差和超溫度的誤操作，也不會(huì)對(duì)內(nèi)件縫隙有任何影響。 2、超超長(zhǎng)的使用壽命長(zhǎng)的使用壽命 眾所周知，非金屬高分子材料都存在老化現(xiàn)象，而金屬材料只要能耐工況下介質(zhì)的腐蝕，在這種溫度下，就不必?fù)?dān)心材料老化問(wèn)題，試驗(yàn)和應(yīng)用證明該金屬在二次鹽水精制條件

14、下，無(wú)任何腐蝕發(fā)生，這種塔內(nèi)件是一次投入，終身受益（只要不是認(rèn)為損壞），即使樹(shù)脂塔外殼壞掉了，更換新殼體，內(nèi)件可以照樣使用。3、超高超高的可靠性的可靠性 新型樹(shù)脂塔內(nèi)件，使用過(guò)程可盡管放心，新型塔內(nèi)件不僅能夠始終保持高精度和高效率運(yùn)行效果，而且不用任何的檢查和維護(hù)工作，也不用擔(dān)心跑、漏樹(shù)脂這類問(wèn)題。4 4、緊湊緊湊的內(nèi)件使樹(shù)脂的內(nèi)件使樹(shù)脂塔塔 體體簡(jiǎn)單化簡(jiǎn)單化 新型樹(shù)脂塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)緊湊，不僅安裝便捷，還可以使樹(shù)脂塔體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，使用莎綸網(wǎng)和ABS濾帽型塔內(nèi)件要求樹(shù)脂塔內(nèi)設(shè)置支撐花板，不僅給花板上成百上千的小孔帶來(lái)制作加工以及襯膠的困難和工作量的增加，由于花板將塔體隔離，分為上下兩部分，這種樹(shù)脂塔要在上部和下部各設(shè)一個(gè)人孔，否則，內(nèi)件無(wú)法安裝。采用新型內(nèi)件的樹(shù)脂塔只要一個(gè)人孔的空殼塔體，無(wú)需加裝花板，使塔體的設(shè)計(jì)和制造變得更加簡(jiǎn)單容易。5 5、性性價(jià)比高價(jià)比高 盡管新型樹(shù)脂塔克服了非金屬塔內(nèi)件的不足，繼承和保留了優(yōu)點(diǎn)，但就這樣性能卓越的新型內(nèi)件的造價(jià)并不比現(xiàn)存的塔內(nèi)件高，如果把樹(shù)脂塔造價(jià)總體考慮，采用新型塔內(nèi)件要比非金屬內(nèi)件更便宜，如果把使用壽命考慮進(jìn)來(lái)，新型塔內(nèi)件要比非金屬內(nèi)件節(jié)省幾倍的成本，這僅僅是直接費(fèi)用，還不考慮事故損失。結(jié)論結(jié)論1、現(xiàn)有樹(shù)脂塔內(nèi)件