铝溶胶反应釜底部过滤设备优化探讨

石怀琛 许海霞

摘 要：本文简述了铝溶胶生产中的工艺及主要设备，具体分析了釜内筛板在运行过程中存在的问题及原因，并有针对性的优化设计了新型过滤设备-筛桶，解决了原筛板可靠性差、使用寿命短的问题。

关键词：铝溶胶;过滤;筛桶

前言

铝溶胶是一种无机粘结剂，主要应用于石化催化剂等行业。物料的充分循环是铝溶胶生产中的关键一环，而釜底出口的过滤又是物料循环的瓶颈。过滤一旦失效，就需要停工清釜，给生产造成极大不便，因此设计制造可靠的过滤设备就显得尤为重要。

1 生产工艺及设备简介

兰州三叶实业有限公司9000吨/年铝溶胶装置采用以反应釜为反应器，铝片、盐酸、化学水为原料，间歇式盐酸法工艺生产。反应前期一次性投加足量铝片与化学水，然后缓慢匀速加入盐酸，通过后期控恒温过程，生产出合格的铝溶胶产品。为保证液相的均布分流，反应釜底部填充高约30cm的磁环（φ10）。由于反应釜中要投加原材料铝片，因此无法使用传统釜内机械搅拌，只能依靠釜外循环的方式保证物料间的均匀传质传热。循环系统包括泵前过滤器、循环泵、循环管线等。具体流程如图-1所示。

2 反应釜底部过滤形式及设备介绍

为防止釜内磁环、铝片等进入并堵塞管线，就需要在反应釜出口处加装过滤设备。目前，过滤设备为筛板。筛板材质FRPP，规格如图-2所示。同时，由于人孔的限制（φ500mm），必须将筛板制作成两个可以拆解的半圆，在进入反应釜后，通过同材质螺栓将两个半圆拼接成一个完整的筛板。筛板平铺在反应釜底部出口上方。

3 存在的问题及原因分析

3.1 筛板无可靠固定方式。

由于物料酸性介质的特性（PH 2-4），反应釜内壁内衬搪瓷。搪瓷十分光滑，筛板只能平铺在反应釜底部，依靠原料铝片、磁环的重力作用垂直按压固定，水平方向则无有效固定方式。随着固体物料的消耗以及液相的流动，筛板很容易移位甚至翻转，从而失去过滤作用，导致停工清釜，平均清釜周期为2月一次。

3.2 筛板结构强度低寿命短。

筛板为FRPP材质、半圆拼接结构，拼接处强度较低，在固体物料及磁环的长时间大力度垂直按压下，很容易发生损坏，寿命较短，筛板平均使用寿命6个月。

4 改进的思路

4.1 设计可靠固定方式

新型过滤设备，应实现在釡内垂直及水平两个维度的可靠固定，考虑到釡内壁内衬搪瓷的现状，釡内固定的思路已无发挥空间。经研究，反应釜底部出口法兰处可成为新型过滤设备实现可靠固定的突破口，新型过滤设备可依靠出口法兰面实现垂直及水平方向的可靠固定。

4.2 优化结构提升强度

新型过滤设备，应尽量避免因拼接而产生的承压弱点，同时尽可能减少釡内物料的重力载荷。改进思路是优化过滤设备结构，使过滤设备整体化，以消除承压弱点，同时调整过滤面的位置，降低设备承载。

根据上述2条改进思路，提出了筛桶的概念，即将新型过滤设备设计为细长的圆柱体桶状，筛桶外径略小于反应釜底部出口内径（DN125），以实现筛桶的一端固定于反应釜出口法兰的目的，确保过滤设备水平及竖直方向的可靠固定。同时，筛桶侧壁开孔作为过滤面，将原筛板承受的物料重力载荷转化为侧向压力，大大降低了设备承载。

5 采取的措施

订做DN100 FRPP直管，长度1.2m，直管带单边法兰，另一侧封堵，侧壁均匀开φ6孔洞。制作好筛桶后，由反应釜底部装入，固定在出口法兰处。

6 实际效果

筛桶安装后与原筛板对比如图-3所示。

采用筛桶方案后，实际效果如下：

①、反应釜只需每年一次的例行清釜，清釜周期是使用筛板时的6倍;

②、篩桶使用寿命在2年以上，是筛板平均使用寿命的4倍;

③、将原筛板的面过滤形式优化为筛桶的体过滤，有效过滤面积提升了约30%，釜内物料循环更加充分。

7 结论

①、筛桶固定于反应釜出口法兰，可靠性较筛板大幅提升;

②、筛桶为整体化制作，不存在结构上的承压弱点，同时承受的是物料和磁环的侧向压力，较筛板承受的垂直正压载荷更小，使用寿命更长。

参考文献：

[1]铝溶胶生产工艺中温度的选择[J].于珍路，登明.化学工程与装备.2010，（11）

[2]铝溶胶的制备及影响因素的研究[J].谢安建，沈玉华，黄方志，费菲.安徽化工.2003（04）

[3]铝溶胶生产工艺条件的研究[J].尹忠亮.精细石油化工进展.2003（06）