1 过滤设备的运行现状及现状分析
1.1 过滤设备的规格
铝溶胶装置目前采用筛板作为反应釜出口的过滤设备, 筛板属于非市场规模化设备, 即:需要与外部厂商沟通订做。另外, 由于反应釜人孔的限制, 完整的筛板无法直接进入反应釜内, 因此必须将筛板订做成可以拆解的两个半圆, 在进入反应釜后, 通过FRPP材质螺栓的连接, 将两个半圆拼接成一个完整的筛板。
1.2 过滤设备的运行现状
筛板进入反应釜后, 直接放置在反应釜底部出口处, 上方铺置磁环, 并以物料的垂直按压来实现固定的目的。由于筛板运行一旦异常, 就需要停工对反应釜进行清釜, 所以反应釜的清釜数据直接反映了筛板的运行状况。
在实际生产中, 筛板的运行存在以下问题:
(1) 筛板易损坏, 寿命较短, 平均寿命仅为4个月;
(2) 筛板易翻转失效, 且具有很强的随机性。
综上所述, 采用筛板作为反应釜出口的过滤设备, 运行可靠性较低。
2 技术改进
2.1 材质及结构的改进
首先对过滤设备材质进行重新选型, 选择能够承受大幅温度变化的材料来制作过滤设备。考虑到铝溶胶工况, 常用材料中除FRPP外只有PTFE (聚四氟乙烯) 材料能够满足 (耐高低温、耐腐蚀、不易老化、允许骤冷骤热或冷热交替操作) , 但由于其属于“冷流性”塑料, 在连续载荷作用下会发生严重塑性形变, 即:独立使用时机械强度极低, 故作为管材往往与不锈钢配合使用。然而铝溶胶反应釜中有大量物料需要承载, 以PTFE的强度不可能胜任, 所以认定:FRPP材质仍是目前筛板材质的首选。
在材质无法改变的前提下, 只有通过优化筛板结构, 以取消其耐压弱点、降低其承载受力、使其在材质老化的情况下依旧能正常工作为原则。技术思路:将筛板圆面在空间中垂直向上拉伸, 形成一个圆柱体, 过滤面由原来圆柱体的底面变为现在圆柱体的侧面, 也就是将过滤形式由“面过滤”优化为“体过滤”。由于平面的提升, 无形中使得物料对筛板的垂直压力变为了对“筛桶”的侧压力, 极大的降低了筛板 (桶) 的受力。
2.2 固定方式的改进
图1为反应釜出口结构示意图, 过滤设备固定方式的改进思路是:优化原筛板单一垂直方向的固定方式, 将过滤设备固定于反应釜出口与异径短节连接的法兰面中间, 实现过滤设备在反应釜内垂直及水平方向的双向固定。
最终探索出了将FRPP DN80 1m直管单边法兰短节改造为反应釜可固定式“筛桶”的改进方案。
3 技术改进的效果评估
3.1 运行对比
从表1的数据可以看出, 在2015年完成改造的半年里, 筛桶运行稳定, 未造成一次停工清釜, 较2014年同期有了显著改善, 可靠性优异, 有效提升了装置运行的平稳率。
3.2 其他效果
原筛板直径:630mm面积:3.14* (630/2) 2=0.31m2
由于加固支撑的限制, 有效的过滤面积仅为筛板全面积的55%, 即:0.31*55%=0.17 m2
筛桶过滤面为圆柱体侧面
面积:3.14*0.08*0.9=0.23 m2
有效过滤面积为整个侧面, 即:0.23 m2
在将筛板优化为筛桶后, 过滤面积增加了: (0.23-0.17) /0.17*100%=35%
在铝溶胶反应后期, 由于粘度的增加, 物料穿过筛孔的阻力也在不断增大, 机泵入口处容易出现来量不足的现象。过滤面积的增大, 有效提升了单位时间内穿过筛孔的物料的数量, 改善了机泵入口来量不足的问题, 进而优化了釜内的喷淋效果。
4 结语
在铝溶胶的日常生产中, 反应釜出口过滤的可靠性直接决定了装置运行的平稳率。本文在现有材质无法改变的条件下, 以消除过滤设备耐压弱点、降低其在釜内承压、使其在材质老化的情况下依旧能够正常工作为原则, 最终提出了“筛桶”的概念, 较好地规避了原筛板在使用过程中所存在的弊端, 提高了反应釜出口过滤的可靠性。在降本增效及提升装置运行平稳率两个方面为公司做出了积极贡献。
摘要：本文针对铝溶胶反应釜出口过滤设备易损坏、易失效, 过滤可靠性低的问题, 分析了目前采用筛板过滤形式所存在的材质易老化、结构不合理、无可靠固定方式等弊端, 通过重新研究反应釜出口的结构, 提出了由“面过滤”向“体过滤”优化的新思路, 并经过探索与实践, 设计完成了“筛桶”的过滤形式, 较好地规避了原筛板过滤所产生的问题, 最终提升了反应釜出口过滤的可靠性、提高了装置运行平稳率。
关键词：反应釜,过滤设备,可靠性,改进