除沫器在制鹽工業(yè)中應用
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摘要:除沫器是分離氣液的設備，在制鹽行業(yè)得到了廣泛的應用。文章分別介紹了絲網(wǎng)除沫器、折流板除沫器以及兩種除沫器的結合應用，對比分析了三種應用形式的優(yōu)缺點。
關鍵詞:除沫器;制鹽工業(yè);應用形式
1前言
在制鹽蒸發(fā)過程中，由于汽化閃發(fā)，沸騰夾帶，使蒸汽含有液態(tài)和固態(tài)物料，冷凝水中就含有蒸發(fā)介質(zhì)的物料雜質(zhì)。因此，如何將這些雜質(zhì)分離是一個非常重要的工藝過程，必須將夾帶在蒸汽中的雜質(zhì)分離出來，才能使生產(chǎn)順利進行。氣液分離的主要目的:(1)工藝生產(chǎn)過程中為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求，必須將夾帶的液相物質(zhì)控制在規(guī)定量以下;(2)防止傳質(zhì)設備霧沫的夾帶導致傳質(zhì)效率的下降，使生產(chǎn)條件惡化;(3)防止某些組份的霧沫隨氣流夾帶造成貴重產(chǎn)品和原料的浪費及能耗的增加;(4)防止尾氣中的霧沫經(jīng)煙囪排入大氣，造成環(huán)境的污染和設備的腐蝕、損壞;(5)防止氣體中的液相對下游設備的操作產(chǎn)生不利影響或造成設備損壞。為了除去氣體中夾帶的物沫和液態(tài)物料，很早以前，人們發(fā)明了分離器，1939年，簡單的撞擊型分離器被人們應用于實際生產(chǎn)中。根據(jù)用途和結構，分離器可分為許多種類:(1)重力沉降型和旋風分離器結構比較簡單，但其分離效率不高，且對較小霧沫的分離作用不大;(2)絲網(wǎng)除沫器雖然能分離一般的霧沫，但要求介質(zhì)清潔，且其阻力降大，允許的氣流速度較小;(3)折板分離器具有結構緊湊，分離效率高，阻力降小，可分離較小的霧沫(3μm以上的液滴)，允許的氣流速度大，不易堵塞等特點。
2除沫器的類型
除沫器用于分離塔中氣體夾帶的液滴，以保證有傳質(zhì)效率，降低有價值的物料損失和改善塔后壓縮機的操作，降低含水量，延長壓縮機的壽命，可有效去除3μm～5μm的霧滴。根據(jù)除沫器結構以及原理的不同，一般可以分為兩種類型:絲網(wǎng)除沫器和折流板除沫器。
2．1絲網(wǎng)除沫器
圖1為絲網(wǎng)除沫器，當帶有霧沫的氣體以一定速度上升通過絲網(wǎng)時，由于霧沫上升的慣性作用，霧沫與絲網(wǎng)細絲相碰撞而被附著在細絲表面上。由于霧沫的擴散、霧沫的重力沉降，使霧沫形成較大的液滴，沿著細絲流至兩根絲的交接點。細絲的可潤濕性、液體的表面張力及細絲的毛細管作用，使得液滴越來越大，直到聚集的液滴大到其自身產(chǎn)生的重力超過氣體的上升力與液體表面張力的合力時，液滴就從細絲上分離下落。氣體通過絲網(wǎng)后，基本上不含霧沫。絲網(wǎng)除沫器具有結構簡單體積小，除沫效率高，阻力小，重量輕，安裝、操作、維修方便等優(yōu)點，對于粒徑≥3μm～5μm的霧沫，有高達98%～99．8%的捕集效率，而氣體通過除沫器的壓力降卻很小，只有250Pa～500Pa，有利于提高設備的生產(chǎn)效率。
2．2折流板除沫器
折流板式除沫器是由大量平行的V形或S型折流板組成的一種氣沫分離裝置。除沫器中，折流板組成的彎道引起流體流動方向急劇變化，使具有較大慣性的液滴和固體顆粒與折流板壁碰撞，而從流動的氣體中分離出來，氣體則由于折流板之間構成的流道寬敞而暢通，因而能順暢通過。這種結構不易結垢，并能無限制地排污，性能優(yōu)越［1］。不同工況中，根據(jù)流體的不同，需要采用不同的流動方式，一般應用的有平行逆向流動和垂直流動。折板分離器是根據(jù)物理慣性原理進行分離的，當夾帶液滴或固體粒子的氣流以一定的速度通過特殊設計成形的折板時，在折板的轉彎處，液沫或固體粒子在慣性力作用下，運動方向與氣體的運動方向發(fā)生改變，使得液沫或固體粒子與氣體產(chǎn)生分離。圖2中分別為S型，人字型兩種折流板分離器，分別表述了這兩種折板分離器的工作原理，其分離過程分為三個步驟:(1)氣體被分隔為許多單股的流道;(2)慣性力將液滴碰撞在折板上;(3)液滴薄膜向前運動到倒鉤處并被分離下來。
3兩種除沫器的優(yōu)缺點對比
絲網(wǎng)除沫器和折流板除沫器的優(yōu)缺點對比如表1。
4絲網(wǎng)除沫器與折流板除沫器的結合應用
折板分離器效率與折板的形狀、間隔及材料有關，從分析和實驗表明:折板分離器其分離效率在霧沫尺寸大于20μm時，其分離效率可達97%以上;對于液滴尺寸小于20μm時，其分離效率不僅與液滴的尺寸有關，而且與折板的倒鉤數(shù)量和氣體的表面速度有關，通常情況下，液滴的尺寸越大、倒鉤數(shù)量越多、表面速度越大其分離效率也越高。當液滴尺寸大于3μm小于20μm時，為使分離器的分離效率達到97%以上，可在折板前設置凝聚絲網(wǎng)。
4．1兩種除沫器結合應用的安裝形式
圖3為內(nèi)置式除沫器，此設備由絲網(wǎng)除沫器與折流板式除沫器相結合組成。圖3中，1為折流板除沫塊，2為絲網(wǎng)除沫塊，折流板除沫塊和絲網(wǎng)除沫塊安裝在3的蒸發(fā)罐中。在該設備中，流體首先與1接觸，流體流動方向急劇變化，使具有較大慣性的液滴和固體顆粒與折流板壁碰撞而從流動的氣體中分離出來，氣體則由于折流板之間構成的流道寬敞而暢通，因而能順暢通過，這樣就達到了氣液初步分離。然后，氣體再經(jīng)過2，將其帶走的液滴進一步進行分離。經(jīng)過雙重分離后，氣體基本上不含霧沫，從而保證了氣體所需的純度。此外，在該升膜蒸發(fā)器中，還分別在1和2下部設置了沖洗管，可定期對其進行清洗，防止除沫器堵塞。圖4為外置式的除沫器，該設備下部為蒸汽入口，與蒸發(fā)罐的二次蒸汽管道相連，上部為蒸汽出口。二次蒸汽進入除沫器，與位于噴淋水管下方的蒸汽擋板發(fā)生碰撞，大粒徑的液滴附著在擋板上，進行一次除沫，蒸汽經(jīng)過蒸汽擋板的緩沖，均勻分布進入除沫器，通過絲網(wǎng)除沫塊除去霧沫雜質(zhì)，從蒸汽出口進入下一個設備。當分離的物料成分復雜時，也可組合應用絲網(wǎng)除沫器和折流板除沫器，從而提高分離的效率。圖5的裝置為外置式除沫器的另一種安裝形式，該設備直接安裝在二次蒸汽管道上。
4．2兩種安裝形式的對比
兩種安裝形式的優(yōu)缺點對比分析如表2。
5總結
文章介紹了絲網(wǎng)除沫器，折流板除沫器以及兩種除沫器的結合應用，其中兩種除沫器結合應用綜合了兩種除沫器的優(yōu)點，揚長避短，提高了除沫效率。在化工生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)實際情況選擇，并確定使用外置式安裝或者內(nèi)置式安裝。
［參考文獻］
［1］魏化中，郭麗華．折流板式除沫器技術分析與應用［J］．湖北化工，1999(2):30－32．
作者:賈曉華 黃偉 張永松 李春林 單位:四川恒成鉀鹽化工有限公司