基于一步提硝系統材料的應用及技術改造

戴建坤（唐山三友遠達纖維有限公司，河北　唐山　063305）

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基于一步提硝系統材料的應用及技術改造

戴建坤
（唐山三友遠達纖維有限公司，河北唐山063305）

摘要：本文介紹了粘膠生產中酸浴車間一步提硝工藝中出現的設備、管路等磨損、腐蝕問題，并從生產工藝、設備等方面分析出現這類問題的原因，提出提硝設備及材料抗磨性、抗腐蝕性的探究及改造，總結改造成果及在其他生產工藝中的應用。

關鍵詞：提硝系統；硫酸鈉顆粒；材料應用；原因分析；技術改造

在粘膠纖維生產中，酸浴車間閃蒸結晶使用的“一步提硝”工藝，是根據硫酸鈉溶液在32.38℃以上是無水硫酸鈉結晶相區的理論，將進入閃蒸裝置的酸浴濃度提高，使其在閃蒸蒸發過程中達到飽和而結晶，由于閃蒸溫度都在32.38℃以上，是無水硫酸鈉結晶的相區，因此可以直接結晶得到元明粉。目前在16萬噸酸站開車運行以來，根據生產實際運行狀況凸顯出提硝系統運行對材料磨損和腐蝕的嚴重性，在此過程中提硝顆粒對離心泵、管路、閥門等的磨損嚴重，酸浴對提硝材料腐蝕嚴重。

1 提硝系統主要磨損、腐蝕設材料介紹

根據現在的16萬噸酸浴車間一步提硝生產工藝分析來看，主要使用以下設備及材料：

1.1 離心泵，車間一步提硝工藝使用的離心泵主要用于提硝過程中的酸浴的循環。

1.2 離心機，車間使用的活塞推料式離心機，離心機轉鼓由電動機通過角帶帶動，進行高速回轉，同時內轉鼓在油缸的作用下作相對外轉鼓的前后往復運動（50次/min～70次/min）。懸浮液進入后在離心力的作用下完成固液分離。

1.3 PPH及904L管路及管件，用于提硝工藝中的離心機和離心泵進出口管路。

1.4 各種材質及類型的閥門，用于提硝工藝管路中的轉換及控制。

2 提硝系統中材料的磨損及腐蝕情況

2.1 離心泵主要部件磨損；閃蒸一步提硝系統使用的離心泵材質為塑料泵，從運行的狀況看：泵體、葉輪、前、后泵蓋等塑料泵件因磨損損壞更換新備件多次。主要原因是高濃度的硫酸鈉顆粒對葉輪等設備的沖刷磨損嚴重，設備故障率高，職工勞動強度大，備件消耗高，影響生產運行和元明粉產量。

2.2 離心機過流件腐蝕及磨損；過流部件均為不銹鋼904L材質，過流件主要包含篩網、內外篩網壓環、大小轉轂內外推料片、推料片螺栓、等。篩網腐蝕為篩網條出現凹點，元明粉顆粒對篩網沖刷造成篩網間隙變大，使用周期僅為2個月；大小轉轂及內外篩網壓環腐蝕主要表現在本體出現凹坑、裂紋等，嚴重影響設備動平衡；推料片腐蝕表現為在螺栓孔位置斷裂和推料片變薄兩方面；推料片螺栓螺帽腐蝕導致更換推料片時螺栓無法拆下。

2.3 管路磨損；提硝泵上量管及離心機下料管路使用PPH管路，在實際生產中，PPH管路耐磨性差，管路頻繁出現磨損泄漏情況，提硝泵進出口管件如PPH彎頭、三通等在高濃度、高速度、大流量的硫酸鈉顆粒的沖刷下磨損嚴重，造成元明粉下料間斷，造成元明粉損失，影響產量及外排COD，且增加了職工的勞動強度。

2.4 閥門磨損；車間提硝系統用于工藝轉換和控制的閥門大部分使用的塑料蝶閥，在使用過程中表現為閥板磨損嚴重，損壞的閥體、閥芯內充滿元明粉，如DN80 PP蝶閥使用周期約半個月，嚴重制約生產。

3 材料耐磨性及耐腐蝕性技術改造

針對一步提硝系統材料的磨損及腐蝕情況，車間結合閥門、設備、材料廠家進行一系列的技術改造，具體如下：

3.1 提硝離心泵主要做功部件改為陶瓷材料材質，一臺提硝泵主要磨損部件有泵體、前、后泵蓋，塑料泵件價格為10.13萬元，使用周期為一個月。更換陶瓷泵后，泵殼及內附件更換周期為三個月，每次更換備件費用僅為2萬元。更換陶瓷材料泵后大大節省了備件費用，降低了職工勞動強度，更保證提硝工藝生產平穩運行。

3.1.1 提硝離心機過流件材質增強，離心機篩網及內外篩網壓壞、內外推料片由不銹鋼904L材質改為254SOM材質。904L不銹鋼的使用最佳溫度小于40℃，而我車間進料溫度在60℃左右，導致904L的過流件腐蝕速度較快。車間與廠家交流，內外篩網壓環試驗254SMO材質。904L材質內外網壓環使用12個月后出現腐蝕，而254SMO使用18個月后檢查未發現明顯的腐蝕。更換后減少設備非計劃停車，保證設備的穩定運行。

3.1.2 提硝離心機篩網結構改型，篩網是由多個相同的板條構成所需要的間隙再焊接完成的，原篩網板條為三角形，改型后改成梯形，結構得到加固，耐磨性明細增強。

3.2 提硝系統管路材質更換，在管路的彎頭及三通等拐點將原來PPH材質的管件更換為不銹鋼904L材質。更換后管路因磨損造成的泄露明顯減少，元明粉產出率可提高0.1%，職工勞動強度大大降低，節約人工費。增加元明粉效益，年創效4.312萬元。

3.3 提硝系統管路閥門改造，試驗PVDF材質塑料蝶閥，試驗效果周期比原閥門延長2個月；試驗PP球閥，球閥閥體厚度大，密封嚴謹，試驗效果良好，比原類型閥門延長3個月，且價格合理，車間最終決定使用PP球閥。

圖1　改造前篩網板條形狀

圖2　改造后篩網板條形狀

4 改造效果及應用

車間通過對提硝系統材料的改造，降低了職工的勞動強度，其中離心泵及離心機備件消耗年降低31.4萬元，節省閥門費用10.2萬元工藝非計劃停車次數由16 次/月降低到5次/月，離心泵及離心機維修職工加班費減少50%。檢修費用由36.4萬元/年降低為12萬元/年。工藝非計劃停車次數由15次/月降低到6次/月。元明粉產量有所提高，產出率由49.11%增長到51.57%，創造效益明顯。提硝系統材料改造成功后，車間對其余易磨損易腐蝕的工況進行逐一改造。

參考文獻

[1]徐達人.閃蒸結晶“一步提硝”新技術[J].人造纖維，2012（12）：4-7.

中圖分類號：TQ125.14

文獻標識碼：A