联碱设备知识讲座

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1、联碱设备知识讲座 黎志敏 联碱分厂 二零零八年一月 n 通过07 10月的联碱工艺知识讲座 相信大家对 联碱分厂的联合制碱法工艺已经有了一定的认识和了 解 下面将结合实际生产工艺情况 简单的给大家介 绍和讲解下相关的设备知识 n 联碱分厂的主要产品是轻质纯碱 Na2CO3 和 农用氯化氨 NH4CL 另外还规模性生产重质纯 碱 Na2CO3 和小苏打 NaHCO3 其采用的 工艺流程是比较成熟的联合制碱法 简称联碱法 由 我国著名科学家侯德榜博士于上世纪三四十年代发明 的 其工艺流程示意图如下 n 该制碱法主要分为两个过程 第一过程为生产纯碱 的过程 简称制碱过程 第二过程为生产氯化氨的过 程

2、 简称制铵过程 两个过程构成一个循环系统 向 循环系统中连续加入原料氨 氯化钠 二氧化和水 不断的生产出纯碱和氯化氨两种产品 原料 Na2CO3 第一过程 第二过程 NH4CL 原料 母液母液 母液母液 n 根据实际生产情况 分厂现在设有四个车间 从所 包括的工序来讲大致可分为 n碳化车间 CO2及空气压缩 母液吸氨 淡液及母液蒸馏 氨母液 碳酸化 重碱过滤等工序 n煅烧车间 重碱煅烧 轻灰凉碱 重灰 纯碱包装与贮运等工 序 n结晶车间 原盐粉碎 氯化氨结晶及过滤 冰机制冷等工序 n小苏打车间 化碱净化 碳化及过滤 干燥等工序 n 截止到去年年底 据统计联碱分厂的设备总数量 大大小小的共有44

3、5台 其中传动设备为238台 静止设备为207台 而在这些设备中 被公司认定为 是主要设备为72台 其中传动设备数量为42台 静 止设备为30台 n 主要传动设备包括以下 碳化车间 11台CO2压缩机 3台过滤机 煅烧车间 1台 2500回转炉 1台 2000回转炉 1台 1800重灰炉 1台水合机 结晶车间 7台氨压缩机 4台氯化铵离心机 3台盐 磨机 8台轴流泵 苏打车间 2台苏打离心机 n 主要静止设备包括以下 碳化车间 9台碳化塔 结晶车间 6台外冷器 4台结晶器 8台母液换热器 苏打车间 3台苏打碳化塔 n 碳化车间 氨母液 碳酸化过程俗称碳化 是将 氨母液 在碳化塔内吸收CO2 使

4、其中 的Na2CO3和氨转化成NH4CL 并冷 却使NaHCO3结晶析出 形成 NaHCO3悬浮液 n压缩机 n一 压缩机的作用及简介 压缩机是纯碱生产的重要机器设备 它主 要有三个作用 第一 是将煅烧炉炉气或者合 成氨系统脱碳工序来的CO2气体压缩至所需的 压力 送到碳化清洗塔及制碱塔 供碳化制碱 用 第二 是将气体NH3压缩至所需的压力 通过冷凝器变成液氨用于制冷 第三 是将 空气压缩到规定压力供真空过滤机吹气之用 压缩机的分类 n按工作原理分类 压缩机 容积式 流体动力式 往复式 自由活塞 透平式 喷射式 回转式 斜盘式 隔膜式 活塞式 滑片式 液环式 罗茨式 螺杆式 回转活塞 混流式

5、轴流式 离心式 压缩机的分类 n按压缩机的排气终压力可分为 1 低压压缩机 排气终了压力在3 10 表压 2 中压压缩机 排气终了压力在10 100表压 3 高压压缩机 排气终了压力在100 1000表压 4 超高压压缩机 排气终了压力在 1000表压以上 往复式压缩机分类 n按结构形式分类 可分为立式 卧式 角度式 对称平衡型 和对制式等 一般立式用于中小型 卧式用于 小型高压 角度式用于中小型 对称平衡型使 用普遍 特别使用于大中型往复式压缩机 对 制式主要用于超高压压缩机 国内往复式压缩机通用结构代号的含义如 下 立式 Z 卧式 P 角度式 L S 星 型 T V W X 对称平衡型 H

6、 M D 对制式 DZ n 压缩机按照工作原理来讲可分为速度型和 容积型两大类 速度型压缩机是气体通过叶轮 的高速旋转 将速度能转换为压力能 如离心 式压缩机 容积型压缩机是依靠工作容积周期 性变化来压缩和输送气体 如往复式压缩机 螺杆式压缩机 水环式压缩机等 n 目前 国内各纯碱生产厂家压缩CO2大多 使用往复式压缩机 螺杆式压缩机 离心式压 缩机 制冷使用往复式冰机 真空过滤机的吹 气使用水环式压缩机 抽气用称为水环式真空 泵 n 电动往复式压缩机是容积型压缩机中应用 最广泛的一种 它是有曲轴连杆机构将驱动机 既电机的回转运动变为活塞的往复运动 活塞 在汽缸中作往复运动 由于缸内的容积发生

7、变 化使气体经过进气 压缩 然后排到系统管路 中 n 纯碱生产中的活塞式压缩机 除了用电力 作为驱动外 为合理利用能源 也有以蒸汽作 驱动的 带压的蒸汽进入蒸汽缸推动蒸汽活塞 直接带动压缩机汽缸内的工作活塞作往复运 动 并通过 曲轴连杆结构使平衡铁作回转运 动 以达到储存能量增加惯性力而平稳运转的 目的 n 活塞式压缩机与离心式压缩机相比 主要 优点为 1 因为有气阀控制 所以排气压力 稳定 它能达到的压力范围很广泛 单级压缩 机的终压为3 5kgf cm2 而多级压缩机的 终压目前已经达到3500 kgf cm2以上 2 机器的效率比较高 一般达到85 以上 3 排气量范围广 小型活塞式压缩

8、机每分钟 只有几升 而大型压缩机的排气量可达到 500m3 min n 主要缺点 1 转速低 排气量较大时机器 显的笨重 2 结构复杂 易损件多 日常维 修量大 3 动平衡性差 运转时有振动 4 排气不连续 气流不均匀 造成管路有 喘 振 现象 二 压缩机的技术性能参数 n11台CO2压缩机 n 2台型号为L3 3 34 4 0 型式为L型双缸一级压缩 驱动 联结方式为皮带盘 9根D5334型皮带 生产日期85 12月 使 用日期89 7月 生产厂家太原气体压缩机厂 n 主要技术参数 出气压力P 0 4MPa 排气量 Q 34M3 min 气缸直径 382mm 活塞行程200mm配套 电机JR

9、128 8 155KW n 4台型号L3 3 34 3 5 型式为L型双缸一级压缩 驱动 联结方式为弹性柱销式联轴器 生产日期85 12月 使用日期 89 7月 生产厂家上海气体压缩机厂 n 主要技术参数 出气压力P 0 35MPa 排气量 Q 34M3 min 气缸直径 382mm 活塞行程200mm n配套电机JBO400M 12 160KW n 2台型号5L3 55 3 5 型式为L型双缸二级压缩 驱动 联结方式为弹性柱销式联轴器 生产日期83 9月 使用日期 85 7月 生产厂家上海气体压缩机厂 n 主要技术参数 出气压力一级P 0 13MPa 二级 P 0 35MPa 排气量Q 55

10、 m3 min 气缸直径一级 650mm 二级 430 mm 活塞行程240mm 曲轴转速 428r min 配套电机TDK250 14 250KW n 1台型号4L 40 3 0 型式为L型双缸一级压缩 驱动联 结方式为皮带盘 9根E5000型皮带 生产日期93 12月 使用 日期06 4月 生产厂家湖北空气压缩机厂 n 主要技术参数 出气压力P 0 3MPa 排气量 Q 40M3 min 气缸直径 420mm 活塞行程240mm 曲 轴转速400r min 外廓尺寸2340 1165 1930mm 配套 电机JR128 8 155KW n 1台型号4L 40 3 2 型式为L型双缸水冷式一

11、级压缩 驱动联结方式为皮带盘 9根E5000型皮带 生产日期85 10 月 使用日期07 5月 生产厂家江西空气压缩机厂 n 主要技术参数 出气压力P 0 32MPa 排气量 Q 40M3 min 气缸直径 380mm 活塞行程240mm 曲 轴转速430r min 外廓尺寸2926 1550 2690mm 配套 电机配套电机JS128 8 155KW n 1台型号2D8 60 3 5 型式为对称平衡型一级双缸复动 水冷式 驱动联结方式为弹性柱销式联轴器 生产日期04 2月 使用日期04 9月 生产厂家太原气体压缩机厂 n 主要技术参数 出气压力P 0 35MPa 排气量Q 60 m3 min

12、 气缸直径 520mm 活塞行程260mm 曲轴转速 428r min 外廓尺寸4934 1870 1465mm 重量 8500kg 配套电机TK250 14 1180D 250KW 额定 转速428 6 r min n三 压缩机的基本结构 n 下面以L3 3压缩机为例介绍下分厂 正使用的压缩机器 基本结构如图所示 n 在机身的前面 依次装配着中间接座 和CO2气缸 两个气缸内的活塞按照固 定的尺寸要求装在活塞杆上 活塞杆的 后端与十字头相连 十字头的另外一端 与连杆的小端相连 而连杆的大端与主 轴上的曲柄连接在一起 在主轴的两端 装着两个平衡铁 在CO2气缸前后端盖 设有进 出气阀门 为防止

13、活塞杆与缸 体的结合部位漏气 装设了金属填料函 n四 搬迁后压缩机的型号 n D型二级压缩机120m3 min P 0 40Mpa 6台 n 多级压缩的优点 提高了气缸容积利 用率 避免了温度过高 使活塞上的最 大作用力降低 提高运转机构受力的均 匀性 碳化塔 n一 碳化塔的作用及简介 碳化塔是纯碱生产中碳酸化过程的主 要设备 其作用是以CO2气和氨盐水为 原料 在塔内进行化学反应 生成 NaHCO3悬浮液 这个反应是个很复杂 的过程 总的示意反应方程式即 n NaCL NH3 CO H2O NaHCO3 NH4CL n 其基本流程是 氨盐水由塔顶部进入 塔内 CO2气分别由塔的底部和中部进

14、入塔内 气液接触发生反应 为增加气 液接触面积 在塔内装有多层菌帽 化 学反应所放出的热量有冷却箱的冷却水 将热量移走 生成的碱液从塔底部的出 碱口取出进入过滤机过滤出重碱 反应 后剩余的CO2气夹带着微量的NH3气 俗称废气 则由塔顶的废气管排出 n二 碳化塔的技术性能 n 4台规格为 1600 25017mm碳化塔 n 主要技术参数 换热面积F 350 m2 全容积 V 50 24 m3 受压元件材料316L 生产日期 83 01月 使用日期83 12月 生产厂家上海压缩机厂 n 3台规格为 1980 24890mm碳化塔 n 主要技术参数 换热面积F 586 m2 全容积 V 77m3

15、受压元件材料316L 生产日期85 01月 使用日期95 7月 原使用厂家天津碱厂 n 1台规格为 2000 24966mm碳化塔 n 主要技术参数 换热面积F 573 m2 全容积 V 77m3 受压元件材料316L 生产日期05 9月 使用日期06 2月 生产厂家郑州顺达泵阀制造公司 n 1台规格为 2500 25090mm碳化塔 n 主要技术参数 换热面积F 897m2 全容积 V 123m3 塔圈总数31节 菌帽数28个 冷却箱体 9个 铸铁冷却管规格 63 6 5 3000mm 冷却箱 安装方式168根 受压元件材料HT200 生产日期 07 6月 使用日期07 7月 生产厂家河南化

16、工机械制 造有限公司 三 碳化塔的基本结构 n 1 底座 碳化塔底座用地脚螺栓紧固在基础上 每个地脚螺栓孔旁 的立筋起支撑和加固作用 底座 内设气体分布帽 并在其周围对应方向设CO2入口和 NaHCO3悬浮液出口 n 2 冷却箱 冷却箱由箱体 管板 冷却水管和侧 盖组成 冷却水管一般为铸铁 近些年来 很多厂家 采用了钛材 TA2 和316不锈钢等材质 不仅提高 了冷却效率 而且大大的延长了冷却水管的寿命 n 3 塔圈 碳化塔的塔圈结构相同 起圆周的对应 方向均各设手孔一个 以备检修时候用 塔圈高度有 1100mm 700mm 660mm的高塔圈和 420mm 450mm的矮塔圈 一般选用高 矮塔圈 搭配 保持塔的总高度 n 4 菌帽 菌帽由带孔的通气盘和周边带有锯齿形 的泡罩铸成一体 在通气盘的圆周开孔 其开孔率应 在12 22 的范围内 n 5 塔盖 塔盖为碟形 中心设有尾气出口 在尾 气出口的一侧设有洗塔水的进水口 n四 搬迁后碳化塔的型号 n 3000 3400 29895 换热面 积1379m2 5台 n冷却水管采用316L 过滤机 n过滤机的作用及简介 n 转鼓真空过滤机是应