一種新型樹脂塔內(nèi)件

1、一種新型樹脂塔一種新型樹脂塔內(nèi)件內(nèi)件2012014 4- -9 9- -1616 孫玉堂孫玉堂營創(chuàng)三征（營口）精細(xì)化工有限公司營創(chuàng)三征（營口）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?？量?。多年來，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濾到種植膜過濾、有機(jī)膜過濾以及無機(jī)膜過濾等，技術(shù)水平不斷的提高，對(duì)于鈣、鎂倒置和國產(chǎn)劣質(zhì)原鹽的適應(yīng)性越來越強(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)備樹脂塔，在鹽水精制全部過程中，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)在樹脂塔內(nèi)件壽命低，可靠性差，有跑、漏樹脂等風(fēng)險(xiǎn)問題，至今，這些問題沒有得到根本性的解決。用于過濾和攔截螯合樹脂的元件，我們稱其為塔內(nèi)件。過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 為了徹底解決樹脂塔內(nèi)件出現(xiàn)的問題，我公司技術(shù)人員十幾年前就下定決心，開始了塔內(nèi)件的技術(shù)攻關(guān)，下大力氣，潛心研究，歷經(jīng)無數(shù)次試驗(yàn)，成功地研究出一整套氯堿專用新型樹脂塔內(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脂塔，也可以通過改進(jìn)用于老式樹脂塔上，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脂樹脂

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)樹脂塔內(nèi)件莎綸網(wǎng)樹脂塔內(nèi)件 這種莎綸網(wǎng)采用莎綸樹脂（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)樹脂塔內(nèi)件的綸網(wǎng)樹脂塔內(nèi)件的不不足足1、價(jià)格昂貴 莎綸網(wǎng)樹脂塔內(nèi)件目前還需要進(jìn)口，一套年產(chǎn)10萬噸燒堿裝置的莎綸網(wǎng)塔內(nèi)件，含關(guān)稅價(jià)近30萬元；莎綸網(wǎng)樹脂塔內(nèi)件的不莎綸網(wǎng)樹脂塔內(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，過濾莎綸網(wǎng)墊片邊緣處，在工作運(yùn)行和再生反洗過程中，反復(fù)承受上下交變的剪切力，引起過濾網(wǎng)邊緣疲勞破壞。莎綸網(wǎng)樹脂塔內(nèi)件的不莎綸網(wǎng)樹脂塔內(nèi)件的不足足3、可靠性差 過濾網(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、跑樹脂現(xiàn)象。補(bǔ)救辦法是采取塔外增加反洗水出口的樹脂捕集器和精鹽水出口的樹脂過濾器（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)樹脂塔內(nèi)件的不莎綸網(wǎng)樹脂塔內(nèi)件的不足足4、過濾網(wǎng)有效利用孔隙面積小，網(wǎng)阻力大 雖然過濾網(wǎng)整張截面積接近樹脂塔橫截面

5、積，但是處于對(duì)花板強(qiáng)度的考慮，支撐花板開有分布均勻的20mm小孔，和樹脂塔截面積相比，開孔率不足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%（這還不考慮被樹脂堵塞的網(wǎng)孔），由于流通面積很小加之2層過濾網(wǎng)，無形增加了網(wǎng)的阻力。莎綸網(wǎng)樹脂塔內(nèi)件的不莎綸網(wǎng)樹脂塔內(nèi)件的不足足5 5、破碎破碎樹脂不能及時(shí)清除塔外，更加速樹脂破碎樹脂不能及時(shí)清除塔外，更加速樹脂破碎 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)眼選擇過大，反洗時(shí)，可能跑樹脂，現(xiàn)在使用的網(wǎng)孔直徑都在0.0

6、6mm以下，而螯合樹脂的合理使用應(yīng)該是，小于0.35mm的碎樹脂在反洗時(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)破碎樹脂根本不能通過網(wǎng)孔排除塔外，更多的破碎樹脂留在塔內(nèi)，導(dǎo)致運(yùn)行過程床層阻力增大，樹脂受到更大的擠壓力，再生反洗時(shí)又釋放壓力，反復(fù)作用使樹脂破碎率增高。2 2、ABSABS濾帽樹脂塔內(nèi)件濾帽樹脂塔內(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)晶性樹脂。 ABS為使用最廣泛非通用塑料之一。ABSABS濾帽樹脂塔內(nèi)件的不足濾帽樹脂塔內(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，正是這種無穩(wěn)定性和不固定的使用壽命，使用中，漏樹脂的風(fēng)險(xiǎn)性一直存在。ABSABS濾帽樹脂塔內(nèi)件的不足濾帽樹脂塔內(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，樹脂塔每次從工作到再生過程中的溫度變化，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)造成樹脂泄漏，這種情況在很多工廠發(fā)生過，在沒有安裝樹脂過濾器的工廠，甚至泄漏的樹脂進(jìn)入電解槽內(nèi)，

8、造成無法挽回的損失，教訓(xùn)十分慘痛！ 為了保險(xiǎn)起見，使用這種塔的工廠，一般都安裝樹脂過濾器。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，始終沒能徹底消除濾帽斷裂的發(fā)生。ABS濾帽的固定方式見圖二 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和經(jīng)驗(yàn)確定，安裝過松容易脫

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

10、型樹脂塔內(nèi)件材料樹脂塔內(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，以保持最佳的過濾效果。 樹脂塔正常運(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題的關(guān)鍵，于是我們開始了材料的研究與試驗(yàn)。1 1、新型樹脂塔內(nèi)件材料選擇新型樹脂塔內(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)過試用驗(yàn)證考核，過濾和攔截效果極好，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、，造成較大顆粒樹脂漏出，并且隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)泄漏加重，由此可見，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，前后沒有變化，我們用這種金屬制作的纏繞濾管，無論是加工性能，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)超過了我們的預(yù)期。2 2、新型新型樹脂塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)樹脂塔內(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，分別制作成過濾管和反洗攔截管。將過濾管安裝在樹脂塔底部，樹脂塔任何工作狀態(tài)時(shí)，只允許鹽水或反洗

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

13、濾精度較高的樹脂過濾精度和和 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，有利于樹脂的過濾和攔截，而通道能保證樹脂不會(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)度和剛度沒有變化，這樣即使樹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 新型樹脂塔內(nèi)件，使用過程可盡管放心，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、漏樹脂這類問題。4 4、緊湊緊湊的內(nèi)件使樹脂的內(nèi)件使樹脂塔塔 體體簡(jiǎn)單化簡(jiǎn)單化 新型樹脂塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)緊湊，不僅安裝便捷，還可以使樹脂塔體的結(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，這種樹脂塔要在上部和下部各設(shè)一個(gè)人孔，否則，內(nèi)件無法安裝。采用新型內(nèi)件的樹脂塔只要一個(gè)人孔的空殼塔體，無需加裝花板，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，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)有樹脂塔內(nèi)件