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常州市龍溪干燥設(shè)備有限公司 2019-08-13 點(diǎn)擊2493次
概述
噴霧干燥塔粘壁是生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)常遇見的問題，粘壁嚴(yán)重時，噴霧塔無法操作。國內(nèi)某氯堿企業(yè)投資8000萬元建成年產(chǎn)9萬噸／年磷酸鹽生產(chǎn)線，其中，離心噴霧干燥塔產(chǎn)能6萬噸，壓力噴霧干燥塔產(chǎn)能3萬噸。由于兩塔均存在嚴(yán)重的粘壁問題，不能投入生產(chǎn)。結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)急需，對噴霧塔粘壁進(jìn)行診斷，制定技改方案，并付諸實(shí)施。經(jīng)過努力，我公司成功為客戶解決了離心噴霧干燥塔和壓力噴霧干燥塔的粘壁問題，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、下段錐簡體高8米、內(nèi)置熱風(fēng)分配器。該塔存在嚴(yán)重的粘壁問題，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，無法正常生產(chǎn)。生產(chǎn)企業(yè)多次組織技術(shù)專家會診，進(jìn)行整改，仍未有效解決問題，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90kW電機(jī)驅(qū)動，額定轉(zhuǎn)速12000r／min。柱形霧化盤直徑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，兩種流場相互作用，彼此耦合，而呈現(xiàn)出一定的流場形態(tài)，氣旋流攜帶霧旋流作向下的螺旋狀運(yùn)動。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，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
改造后試車運(yùn)行參數(shù)示于表1，試車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、能自動脫落，掉下離心塔底部后能摔碎，不會堵內(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，工廠對熱風(fēng)爐進(jìn)行了改造，熱風(fēng)溫度達(dá)到450℃，試車時出現(xiàn)的少量粘壁問題完全解決。
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)塔壁時尚未干燥，故而粘壁。
試車結(jié)論如下：(1)粘壁問題已經(jīng)成功解決； (2)產(chǎn)品粒度：30目60目，占70％，說明產(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試車結(jié)果
在試車過程中， (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。投料試車運(yùn)行4小時，停車后檢查塔壁，未見有粘壁現(xiàn)象(圖12)。
4、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：
噴霧干燥塔同時存在著氣流場和液霧流場，這兩種流場相互耦合，彼此作用，決定著霧滴的運(yùn)動和傳熱傳質(zhì)過程。解決噴霧塔粘壁問題的關(guān)鍵，是構(gòu)造適當(dāng)?shù)牧鲌鲂螒B(tài)。離心噴霧塔的流場結(jié)構(gòu)，核心在于一個“圓”字，壓力噴霧塔的流場形態(tài)，關(guān)鍵是在“平行”二字。