乙炔發生器優化改造

霍中德，邸亞寧

（西安西化熱電化工有限責任公司，陜西西安710077）

乙炔發生器優化改造

霍中德，邸亞寧

（西安西化熱電化工有限責任公司，陜西西安710077）

針對乙炔發生器運行中出現的問題進行了改造，特別是對發生器出氣管徑、下料管長度、發生器液面與頂的垂直高度、攪拌轉速等進行了合理的調整。經過改造，提高了發生器的收率，增加了經濟效益。

PVC；乙炔發生器；優化改造

西化熱電化工有限責任公司是國內電石法生產聚氯乙烯較早的企業之一，乙炔發生器是該生產過程中的關鍵設備之一。由于發生器投用較早，為滿足產能不斷增長和節能減排、降低產品成本的要求，對發生器進行了改進，取得了明顯的效果。

1 乙炔發生器的構造

西化公司使用的3臺乙炔發生器是多層間歇攪拌式濕式發生器。其中一臺生產能力為1 800 m3/h、直徑為?2 800 mm、隔板為5層（見圖1），另兩臺生產能力為1 200 m3/h、直徑為?2 800 mm、隔板為4層。發生器為圓形，筒體內安裝5層或4層固定的隔板，每層隔板上方均裝有與攪拌軸相連的 “雙臂”耙齒，攪拌軸由底部深入，借蝸輪蝸桿減速至1.5 r/min。這些耙齒實際上是系在耙臂上用螺栓固定夾角為55°的6塊刮板，刮板在2個耙臂上位置不對稱（相互互補），以保證電石自加料管落入第1層后，由刮板耙向中央圓孔落入第2層，第2層的刮板角度使電石沿軸向筒體移動，并由靠筒體處的圓形缺口落入第3層，如此，電石渣及硅鐵落入發生器的錐形底部，經排渣閥間歇地排入渣池中。隔板的作用是延長電石在發生器水相中的停留時間，以確保大顆粒的電石充分水解，耙齒的作用是輸送電石和耙掉電石表面的氫氧化鈣，促使電石結晶表面與水充分接觸，提高水解過程。發生器錐底側壁設置溢流排渣口，渣漿經溢流管排出，為防止虹吸作用，溢流管頂端設置排氣管。

圖1 五層隔板乙炔發生器簡圖

2 改造情況

發生器投用較早且在運行過程中經常出現問題。發生器壓力大；排渣中出現未水解完的電石料塊；發生器加料時翻板閥處蓬料，電石放不下來以及發生器耙臂和攪拌軸的連接處發生扭曲斷裂等，使發生器利用率低，生產成本高，檢修頻繁，操作人員勞動強度大。針對這些問題進行了相應改造。

2.1 改造出氣口直徑，降低發生器壓力

在乙炔流量大的情況下，發生器振料時經常出現壓力過大的現象。通過分析認為，原來的發生器出氣口直徑DN300偏小，經過計算，DN300管道截面積為0.070 65 m2，混合氣體的流速為17.5 m/s。即當設備滿負荷運轉時其要求的流速過大，DN300的出口管道滿足不了要求，會出現發生器憋壓狀況。增加1根DN300管道后，混合氣體流速降到8.75 m/s，基本滿足了實際需要。

2.2 改造溢流管和下料管高度，消除儲斗著火事故

和發生器局部憋壓現象

1#發生器在使用期間經常出現發生器局部憋壓現象和二儲斗或者加料口著火現象。通過分析，認為是由于下料管淹沒高度長和發生器的氣相空間垂直高度不足所致。

對1#發生器的下料管和溢流管的位差進行實際測量，下料口的淹沒高度為170 mm，比經驗的淹沒高度130 mm長。發生器下料管淹沒的高度太長，下料管內電石和水反應產生的乙炔氣不易逸出，管內壓力大，實測平均在13.54 kPa，從而使儲斗防爆膜易漏氣和加料口氣體含乙炔高，遇空氣發生著火。

實測1#發生器的液面到頂間高度為1 040 mm，垂直高度偏小。為此，對電石水解產生泡沫高度做專門試驗。取長2 000 mm、直徑426 mm的管子插入水池中約500 mm深，放入適量電石后用木棍攪拌，其產生的泡沫不斷積累上升，當泡沫高度上升至930 mm時，泡沫不再上升，說明在試驗溫度下（46℃）產生的泡沫達到高度930 mm時，產生的泡沫速度與泡沫搭橋后的破裂速度相當。得出的結論是，發生器的氣相空間不僅要有足夠的體積而且要有合適的垂直高度，垂直高度不足會產生泡沫阻力，致使發生器局部壓力大。由于發生器實際反應溫度為85℃左右，遠遠高于試驗溫度，借鑒同行經驗取垂直高度不低于1 100 mm。

采取了如下措施（如圖2），解決了1#發生器憋壓和著火的問題。（1）將1#發生器的溢流管下降330 mm，增加氣相空間垂直高度，氣相空間高度由原來的1 040 mm提高為1 370 mm；（2）將發生器內的下料管延長300 mm，1#發生器的下料口淹沒高度由原來的170 mm降為140 mm。

圖2 改造溢流管和下料管后的發生器簡圖

2.3 降低攪拌速度，消除渣漿中的生電石

渣漿池冒氣泡現象較嚴重，這說明在發生器中電石反應不完全，經過分析，認為是由于2#、3#發生器是4層隔板，電石料塊在隔板上的停留時間不夠，電石水解反應不完全所致。

2#、3#發生器4層隔板有效環外徑D2 400、內徑為 800 mm，雙臂攪拌，刮板（120 mm×74 mm）6塊，夾角55°，攪拌轉速1.5 r/min。經計算，連續攪拌下電石料塊在隔板上的平均時間為15.5 min。

由于電石破碎機上馬較早（1984年）以及使用年限較久，電石料粒度為50～120 mm，為了延長電石反應時間，決定調整攪拌轉速，更換1臺擺線針輪減速機（XWD-8），速比由59調整為87，發生器的攪拌速度由1.5 r/min改為1.02 r/min。攪拌的速度降低后，電石停留時間為22.8 min。

經過改造，冒氣泡現象明顯較少，提高了發生器的乙炔收率。

2.4 改造下料翻板閥閥座，徹底解決電石不下料現象

乙炔發生器投用以來，經常出現一儲斗向二儲斗放料時出現不下料現象，只有不斷地敲擊，方能將電石料通過翻板閥下到二儲斗中，這不僅增加了勞動強度，而且有時由于蓬料嚴重而停車或者降低流量。通過觀察和分析，認為主要原因為電石料塊大、翻板閥襯膠磨損壞后襯膠脫落掛料、翻板閥閥座直徑DN300偏小。由于電石破碎機客觀原因，以及電石粒度過小會增加電石粉化損失，電石料塊徑保持在50～120 mm。對翻板閥進行了改進，將翻板閥閥座直徑由DN300加大為DN400，去掉了翻板閥襯膠，將翻板閥單線密封改為雙線密封。改造后徹底消除了翻板閥堵料現象，杜絕了翻板閥漏氣，沒有再發生著火事故。改造前后如圖3所示。

圖3 翻板閥閥座改造前后示意圖

2.5 提高耙臂和攪拌軸的連接強度，增加抗扭矩力

發生器在使用的過程中，經常會出現攪拌的耙臂從連接攪拌軸處扭曲現象，將耙臂與攪拌軸連接的連接板材料由原來使用的14號槽鋼 （140 mm×60 mm×8 mm）改為 14號工字鋼（140 mm×80 mm×5.5 mm），并將連接螺栓由3個增加至6個。改造后提高了連接處的強度，增強了抗扭矩力，有力地保障了耙臂和攪拌軸的連接強度，再沒有發生扭曲現象。

3 改造效果

通過對發生器的優化改造，不僅提高了開車率，減輕了操作人員的勞動強度，降低維修費用，而且提高了發生器的收率。通過實測，改造后發生器的收率提高了0.43%，按照西化公司年產6萬t樹脂計算，每年增加效益109萬元左右。

Optimization innovation of acetylene generator

HUO Zhong-de,DI Ya-ning
(Xi’an Xihua Thermoelectrical and Chemical Co.,Ltd.,Xi’an 710077,China)

The existing problems in operation of acetylene generator were reformed,especially including outlet pipe diameter of generator,feed pipe length,vertical height between liquid surface and the roof,and the rev of the mechanical rabble were adjusted reasonably.The yield of generator and the profits of enterprise were improved.

PVC;acetylene generator;optimization innovation

TQ325.3

B

1009-1785(2010)03-0017-02

2009-09-11