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常州市龍溪干燥設(shè)備有限公司 2019-08-13 點(diǎn)擊2393次
概述
噴霧干燥塔粘壁是生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)常遇見(jiàn)的問(wèn)題，粘壁嚴(yán)重時(shí)，噴霧塔無(wú)法操作。國(guó)內(nèi)某氯堿企業(yè)投資8000萬(wàn)元建成年產(chǎn)9萬(wàn)噸／年磷酸鹽生產(chǎn)線，其中，離心噴霧干燥塔產(chǎn)能6萬(wàn)噸，壓力噴霧干燥塔產(chǎn)能3萬(wàn)噸。由于兩塔均存在嚴(yán)重的粘壁問(wèn)題，不能投入生產(chǎn)。結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)急需，對(duì)噴霧塔粘壁進(jìn)行診斷，制定技改方案，并付諸實(shí)施。經(jīng)過(guò)努力，我公司成功為客戶(hù)解決了離心噴霧干燥塔和壓力噴霧干燥塔的粘壁問(wèn)題，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)了正常生產(chǎn)。
2、離心噴霧干燥塔粘壁解決方案
2．1、離心噴霧塔粘壁結(jié)疤情況
某企業(yè)離心噴霧塔直徑10米，上段園筒體高lO米、下段錐簡(jiǎn)體高8米、內(nèi)置熱風(fēng)分配器。該塔存在嚴(yán)重的粘壁問(wèn)題，在塔壁上結(jié)成的疤塊可重達(dá)數(shù)百千克，疤塊從10多米的高處轟然崩塌，砸壞設(shè)備，堵塞管道，無(wú)法正常生產(chǎn)。生產(chǎn)企業(yè)多次組織技術(shù)專(zhuān)家會(huì)診，進(jìn)行整改，仍未有效解決問(wèn)題，粘壁依舊。
2．2離心噴霧塔布風(fēng)機(jī)構(gòu)
離心噴霧塔布風(fēng)機(jī)構(gòu)示于圖2和圖3，
離心式霧化器位于塔頂中央，錐型蝸殼分布器通過(guò)四層導(dǎo)流片進(jìn)行布風(fēng)，熱風(fēng)環(huán)繞霧化器旋流進(jìn)入干燥器。霧化器由一臺(tái)90kW電機(jī)驅(qū)動(dòng)，額定轉(zhuǎn)速12000r／min。柱形霧化盤(pán)直徑250mm，側(cè)壁設(shè)置4層噴孔，每層30孔，孔徑10mm，額定噴液量9m3／h，熱風(fēng)進(jìn)口溫度500℃，出口130℃，風(fēng)量25000Nm3／h。
2．3離心噴霧塔粘壁問(wèn)題診斷
離心噴霧干燥塔器中存在著氣旋流和霧旋流，兩種流場(chǎng)相互作用，彼此耦合，而呈現(xiàn)出一定的流場(chǎng)形態(tài)，氣旋流攜帶霧旋流作向下的螺旋狀運(yùn)動(dòng)。在靜止的空氣中，霧旋流呈圓形。如果氣旋流是圓的，液旋流也是圓的，如果氣旋流不是圓的，液旋流會(huì)受其影響，變形拉扁(圖4)。
當(dāng)圓錐形氣體分布器布風(fēng)不均勻時(shí)，從出風(fēng)口吹出的氣體，在一些位置流速高，在另一些位置流速低，形成的氣旋流場(chǎng)就是非圓形的，氣速高的地方形成突出，把液霧帶至器壁，粘壁成疤。
2．4懈決方案
解決方案：氣旋流場(chǎng)修圓，削剪突出部，填補(bǔ)低洼處。
2．5具體措施
根據(jù)結(jié)疤位置，可判斷局部進(jìn)氣流量的高低，采用調(diào)節(jié)阻力的方法控制局部氣流速度。
2．6運(yùn)行情況
改造后試車(chē)運(yùn)行參數(shù)示于表1，試車(chē)中觀察到的粘壁情況如下(圖5)：
較以前有很大改觀，塔頂較干凈。A區(qū)粘料厚度20m m，B區(qū)粘料厚度lOm m，C區(qū)粘料厚度<5m m，D區(qū)粘料厚度<5m m。粘壁物料棚松、能自動(dòng)脫落，掉下離心塔底部后能摔碎，不會(huì)堵內(nèi)置旋風(fēng)器，刮板出料機(jī)也未出現(xiàn)堵料現(xiàn)象(圖6)，出料較快，運(yùn)行平穩(wěn)，干燥效果較好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
存在少量粘壁，主要是熱風(fēng)溫度受熱風(fēng)爐的制約上不去。半年后，工廠對(duì)熱風(fēng)爐進(jìn)行了改造，熱風(fēng)溫度達(dá)到450℃，試車(chē)時(shí)出現(xiàn)的少量粘壁問(wèn)題完全解決。
3壓力噴霧干燥塔粘壁解決方案
3．1噴霧塔粘壁結(jié)疤情況
壓力噴霧干燥塔塔徑5．6米，塔高45米，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力3萬(wàn)噸／年，建成后由于粘壁現(xiàn)象十分嚴(yán)重，塔壁上形成型如鐘乳筍狀疤
塊(圖7)，掛滿(mǎn)塔壁中部。
3．2粘壁原因診斷
(2)塔頭布風(fēng)結(jié)構(gòu)不合理，從塔頭結(jié)構(gòu)圖8分析，存在如下的問(wèn)題：側(cè)進(jìn)風(fēng)造成截面流速紊亂；多孔整流板與布風(fēng)板位顛倒，布風(fēng)板在下，整流板在上；布風(fēng)板孔太大，①150mm，形成漩渦，起不到布風(fēng)作用整流板高度太小，約50mm，起不到整流作用。經(jīng)過(guò)布風(fēng)和整流后的氣流參差不齊(圖8)，非常紊亂，裹挾和夾帶霧滴和半干料粘壁。
(2)霧化器霧錐角度偏大，霧錐直接掃到塔壁(圖9)，加之高壓柱塞泵壓力不足，霧滴直徑大，到達(dá)塔壁的霧滴尚未干燥，隨即粘附在塔壁上，從鐘乳筍狀塊物形成過(guò)程的分析，是漿液直接噴到塔壁上形成的。
(2)霧化器霧錐角度偏大，霧錐直接掃到塔壁(圖9)，加之高壓柱塞泵壓力不足，霧滴直徑大，到達(dá)塔壁的霧滴尚未干燥，隨即粘附在塔壁上，從鐘乳筍狀塊物形成過(guò)程的分析，是漿液直接噴到塔壁上形成的。
用水做實(shí)驗(yàn)測(cè)定噴嘴霧錐角為78 o(圖10)，計(jì)算得霧錐達(dá)到塔壁的高度胙3．4m，即霧錐在噴嘴下方3．4m處掃到塔壁，霧滴行程太短，到達(dá)塔壁時(shí)尚未干燥，故而粘壁。
試車(chē)結(jié)論如下：(1)粘壁問(wèn)題已經(jīng)成功解決； (2)產(chǎn)品粒度：30目60目，占70％，說(shuō)明產(chǎn)品粒度比較均勻； (3)各試樣的水分含量均低于2％，干燥效果良好。
3．3解決方案
(1)改善塔頭布風(fēng)特性，剪齊梳順。
具體措施：1)塔頂垂直向下進(jìn)風(fēng)；2)上游設(shè)置低阻布風(fēng)板(剪齊)；3)下游設(shè)置加長(zhǎng)型氣體整流板(梳順)，形成均勻一致的平行氣流(圖11)。
(2)改造霧化器，減小霧化角，增加霧滴觸壁前的飛行路程；同時(shí)提高霧化壓力，減小霧滴直徑，使達(dá)到塔壁的液滴已接近干燥。
3．4試車(chē)結(jié)果
在試車(chē)過(guò)程中， (1)采用單槍運(yùn)行；
(2)噴槍霧化角500； (3)霧化壓力由3MPa升到4MPa。投料試車(chē)運(yùn)行4小時(shí)，停車(chē)后檢查塔壁，未見(jiàn)有粘壁現(xiàn)象(圖12)。
4、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：
噴霧干燥塔同時(shí)存在著氣流場(chǎng)和液霧流場(chǎng)，這兩種流場(chǎng)相互耦合，彼此作用，決定著霧滴的運(yùn)動(dòng)和傳熱傳質(zhì)過(guò)程。解決噴霧塔粘壁問(wèn)題的關(guān)鍵，是構(gòu)造適當(dāng)?shù)牧鲌?chǎng)形態(tài)。離心噴霧塔的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，核心在于一個(gè)“圓”字，壓力噴霧塔的流場(chǎng)形態(tài)，關(guān)鍵是在“平行”二字。