新型梯級式浮沫抑除裝置在鹽水精制過程的應用

辛嬌杰，趙振旺，劉 煥

(唐山三友化工股份有限公司純堿分公司，河北 唐山 063305)

1 一次反應器出鹵設備及流程簡介

我公司鹽水車間精制系統采用海水兩步化鹽、三次精制的精鹽水制備方式，主要生產任務是去除粗鹽水中的鈣、鎂以及雜質。在一次粗鹽水精制過程中，化鹽系統制備合格鹽分的一次粗鹽水，送入一次精制工序進行精制處理。一次精制共計粗鹽水反應器三臺，粗鹽水經反應器底部DN450管線進入，與灰乳等物料在反應器內經充分混合反應除鎂后，通過上部DN500出鹵管溢流至反應器小流槽，并于反應器流槽末端經1 m長DN500流管進入粗鹽水主流槽，平均分配至各一次澄清桶內進行精制作業。原反應器出鹵附屬設備詳見圖1。

圖1 原反應器出鹵流槽結構示意圖

2 設備問題現狀

一次粗鹽水輸送過程中，一次反應器出鹵分支流槽與主流槽位差將近1.5 m，由于虹吸效應的影響，反應器流槽流管處液面低而不能形成有效液封，空氣進入流管并隨其進入粗鹽水主流槽流體內部，形成大量氣泡浮沫，由于浮沫流動性差，大量堆積并溢出流槽，造成土建框架樓樓板腐蝕嚴重，尤其遇大風天氣時，浮沫飄散至流槽周圍裝置區構建筑物及設備表面，對周邊構建筑物及設備造成較為嚴重的腐蝕侵害，原流槽形式已不能滿足現生產任務，因此，亟需設備升級改造。

3 反應器流槽初期改造

由于反應器浮沫夾帶嚴重，車間結合實際生產情況對浮沫問題進行了系列整改：

1)對流槽外沿加高處理。由于粗鹽水內夾帶較多泥砂等雜物，且鈣離子、硫酸根離子較高極易析出結疤，造成主流槽內淤泥堆積較多，隨著流槽外沿逐漸加高，人員清理難度逐年加大，存在較大安全風險。因此，對流槽外沿加高并不能從根本上消除浮沫問題。

2)對助劑管線進行重新鋪設配制，于管路沿線均勻增加5 mm噴淋孔，改造之初，一次流槽浮沫消除效果較為明顯，但由于助劑水易結疤的原因，崗位人員需定期對噴淋孔進行清理疏通，月清理孔徑數達到100余次，勞動強度極大。

3)對各澄清桶擋流板割孔處理，將主流槽內浮沫引入澄清桶內，試驗期間，各澄清桶分流量控制難度進一步增大，經常造成澄清桶單桶清液層波動，存在發生較大衍生事故的可能性。

以上整改辦法實施后，收效甚微，或性價比較低，不能從根本上消除遏制浮沫的產生。

4 設備升級改造

我們結合現場流槽規格及粗鹽水流動形式，研發了一種旨在提供既不改變一次粗鹽水成分，又可有效消除一次粗鹽水流槽浮沫，減少物料浪費，并且消除由于鹽水侵蝕造成框架樓安全隱患的新型裝置。

本裝置解決其技術問題采用的技術方案是:

針對原一次反應器流槽裝置的運行形式以及運行狀態，研發一種新型梯級式浮沫抑除裝置，取消原一次反應器流槽及DN500流管，于原流槽位置安裝三級不同高度流槽，高度分別為840 mm、550 mm、550 mm，流槽寬度700 mm。各分級流槽底部之間位差300 mm，流槽之間通過DN250或者DN200流管銜接，流管長度250 mm，根據一次粗鹽水負荷量不同對可移動流管進行口徑調整。新型流槽由液封水箱、集液緩沖箱、可移動式流管及底部可移動式溢流水箱構成，上一層集液緩沖箱即為下一層流槽的液封水箱，粗鹽水通過梯級式流管下落，流體位差由原1200 mm降低至300 mm，階梯式流槽結構示意圖可見圖2。第三層流管下部安裝寬1000 mm，高700 mm可移動式溢流水箱，水箱兩側各增加深400 mm、寬800 mm溢流堰，并于水箱4條支腿處安裝滑輪。第三層流槽流管長500 mm，插入溢流水箱液面以下。三層梯級式流槽及底部溢流水箱內粗鹽水可形成有效液封面，消除流管虹吸現象。

由于粗鹽水易結疤及腐蝕性強的特點，新型流槽本體采用厚度10 mm 316L材質，可有效防止粗鹽水銹蝕造成流槽滴漏。可移動式流管及可移動式溢流水箱采用4 mm普通碳鋼材質，質量較輕，反應器清理期間，可對流槽內壁進行人工清理，三層流槽之間可移動流管及最底部溢流水箱可取出進行結疤清理，清理過程快捷方便。

圖2 改型后反應器出鹵流槽結構示意圖

5 具體實施方式

以一次粗鹽水系統1#反應器流槽為例說明本輸送裝置工作過程：一次粗鹽水經一次反應器與灰乳等物料充分混合后經反應器頂部溢流口進入新型流槽1#液封水箱內，并通過1#流管進入1#集液緩沖箱，上層集液緩沖箱即為下層流槽液封水箱，2#液封水箱粗鹽水通過2#流管進入2#集液緩沖箱，3#液封水箱粗鹽水通過3#流管進入可移動式溢流水箱，以此類推直至粗鹽水全部流入主流槽，完成完整流體輸送過程，每一層水箱由于液封完全，有效隔絕空氣進入流管內，消除浮沫效果良好。

6 改造后效果

自本裝置投用后，一次反應器出鹵流槽物料輸送更加穩定，與現有流槽裝置相比，本新型流槽裝置采用梯級式布局原理，粗鹽水輸送形式更為合理，根據單臺反應器流槽500～650 m3/h流量日常生產量進行調整，改造后流槽間位差降低至350 mm，單層流槽內液封高度達到5～15 cm，可對流槽流管處形成有效空氣隔絕，消除粗鹽水流動過程中由于空氣夾帶造成的浮沫外溢問題。