片碱生产工序浓缩器的改造

鲁建荣

(四川省金路树脂有限公司，四川 德阳 618500)

【蒸发与固碱】

片碱生产工序浓缩器的改造

鲁建荣*

(四川省金路树脂有限公司，四川 德阳 618500)

片状烧碱；浓缩器；腐蚀；集液杯；导流槽

针对进口烧碱浓缩器的腐蚀情况，进行了国产化改造，达到了预期目的。

四川省金路树脂有限公司(以下简称“金路树脂”)2005年从国外引进了1套5万t/a片碱生产装置，运行几年后，浓缩装置(即最终浓缩器)出现腐蚀穿孔，到后期，生产无法正常运行。从原厂重新采购需要半年以上的时间，且采购费用超过100万元。考虑到采购时间及费用，金路树脂决定由国内设备生产厂家提供。由于没有现成图纸及技术，必须由金路树脂为生产厂家提供图纸及制造要求。

1 浓缩器腐蚀原因

最终浓缩器在整个片碱生产过程是一个非常关键的设备，它通过高温熔盐(420 ℃左右)将来自Ⅲ效的质量分数为62.2%的碱液进一步浓缩，使其质量分数升高至99%，最终得到高温熔融片碱。

筒体穿孔主要集中在筒体底部以上1/4的部位，主要是浓缩的碱液通过降膜管最终浓缩后，从下端口流出的高温熔融碱冲刷该部位的筒体而导致腐蚀。如果还是采用原设备结构图制造，则会出现同样的问题，且故障率可能会更高，原因是：①国内制造材料为国产镍材(不知道原进口设备镍材具体成分)；②焊接技术不能得到保障；③自己测绘的设备图与原图可能存在误差，从而达不到原设计精度。因此，如采用原结构制造，使用寿命可能大大缩短。

2 改进措施

2.1结构设计

通过以上分析，认为主要考虑要避免筒体被冲刷腐蚀，最终确定的浓缩器结构简图如图1所示。

在图1中，高温熔融碱通过集液杯4引入集液槽5，集液槽(有一定的坡度)再将高温熔融碱汇流至导流管12，再从排液口13直接流入下一工序。在整个过程中高温熔融碱始终没有接触到设备本体3，设备本体得到了最大的保护。

本体加工材质选用国产Ni6，可降低设备采购费用。导流槽、导流管等配件与高温碱液长期接触，因此选用进口材料Ni201管进行制作，以延长其使用寿命，确保连续正常生产。导流槽、导流管等配件的制造成本为2万元左右，筒体国产化制造大约需要30万元，制造周期60天左右。后期主要是导流槽、导流管等配件的腐蚀，这些配件可以预制1套作为备用，如果腐蚀泄漏，则通过打开人孔10进行更换或修补，更换方便，可使生产尽快恢复，且成本相对较低。

1—封头；2—集液管；3—设备本体；4—集液杯；5—集液槽；6—支架；7—测温管件；8—压板；9—除沫器；10—人孔；11—垫板；12—导流管；13—排液口；14—排污口
图1浓缩器结构简图
Fig.1Structuraldiagramofconcentrator

在改造中，还设计制作了集液杯(原设备上没有该构件)。集液杯主要是将降膜管浓缩后的高温熔融碱分别引入集液槽，起到引流和分流作用。集液杯结构简图如图2所示。

图2 集液杯结构简图Fig.2 Structural diagram of liquid collecting cup

2.2注意事项

在制造、安装过程中须注意以下问题：制作材料选用Ni201，并进行退火处理；对不能双面焊接的焊件可采取大电流、快速焊的方式进行单面焊双面成型，防止发生缝隙腐蚀[1-2]。镍材及镍焊丝均有磁性，在起弧时必须注意磁性的影响；当环境温度低于15 ℃时，必须进行焊前预热处理，用碘钨灯将母材及焊丝预热至15 ℃以上[3]；焊接部位受热区域须用丙酮进行清洗，焊丝选用ERNi-1，保护氩气纯度最好达到99.999%；安装集液杯时，一定要让集液杯垂直放置；吹扫时，要严格按照蒸汽吹扫程序操作；每只降膜管的进碱金属软端部新增Φ6限流孔板，保证分配到每根降膜管的碱液量基本均等和流速减缓，从而有效防止熔融碱对集液杯的冲刷。

3 结语

最终浓缩器内部结构设计改造后，已平稳运行5年以上，设备本体未出现腐蚀穿孔，仅对集液杯进行过更换和对集液槽进行过修补，从而大大降低了设备维护费用，并确保了生产连续平稳运行。但是如何最大限度地减少片碱工序设备及管道的腐蚀仍是一项长期的课题。

[1] 柯伸道.焊接冶金学[M].闫久春，杨建国，张广军，译. 北京：高等教育出版社，2012:217.

[3] 崔忠圻，覃耀春.金属学与热处理[M].第2版.北京：机械工业出版社，2013:143.

[2] 王文先，王东坡，齐芳娟.焊接结构[M].北京：化学工业出版社，2012:176.

[编辑：董红果]

Modificationofconcentratorinproductionprocessofflakecausticsoda

LUJianrong

(SIchuan province jinlu resin Cl.,Ltd.,Deyang 618500,China)

flake caustic soda; concentrator; corrosion; liquid collecting cup; diversion groove

In order to solve corrosion problems of imported caustic soda concentrator,the concentrator was domestically modified,and expected goals were achieved.

TQ114.268;TQ114.15

B

1008-133X(2017)07-0020-02

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鲁建荣(1981—)，男，工程师，2006年毕业于四川理工学院机械设计制造及自动化专业，现于四川省金路树脂有限公司从事设备技术管理及招标管理工作。

2017-05-20