用树脂过滤器取代块料破碎器-上海联兵环保免费电话：400-600-5030

[摘　要]从生产实践的角度出发,分析了用树脂过滤器取代块料破碎器的原因,着重介绍了树脂过滤器的基本结构和工作原理,并对其进行了强度和能力的校核。通过实践证明:用树脂过滤器取代块料破碎器是成功的。
[中图分类号]TQ051.7;TQ325.3　　[文献标识码]B　　[文章编号]1009-7937(2005)04-0041-03
“七·五”期间,锦化化工(集团)有限责任公司(以下简称锦化集团)成功地从美国B.F.Goodrich公司引进了4万t/a悬浮法PVC生产装置。在聚合反应结束后,釜内浆料经釜底泵加压进入汽提塔加料槽,然后再经换热器进入汽提塔,从塔顶进入与蒸汽逆流交换后从塔底流出,经过换热器进入混料槽后,再去成品干燥工段。在汽提塔加料槽与换热器之间设置了一个过滤器和一个块料破碎器GR-1G,过滤器可将浆料中的较大块物料除去,而GR-1G的作用是将一次过滤后的较小块料进一步破碎。
这样,就有效地避免了换热器与汽提塔的堵塞。GR-1G这台设备在运转时,由于块料的特殊结构,时常发生堵塞,只有拆卸才能进行清理,同时,内部的转子和定子(称为“刀片”)磨损后,也需要经常更换,而进口的转子和定子的价格十分昂贵,供货周期又长,这势必造成很大的经济负担,国产化后,由于刀片材质的原因,更是经常磨损,这样一来,停车频繁,给生产和检修都带来了不便。为此,锦化集团改用原PVC生产装置中闲置的树脂过滤器来代替这台块料破碎器GR-1G。从几年来的生产运行情况看,这台树脂过滤器能够很好地满足生产需要,也节约了大量资金,减轻了检修的劳动强度,效果很好。
1　块料破碎器GR-1G简介
块料破碎器GR-1G主要是由转子和定子组成,定子固定在壳体上,转子则固定在转动轴上与转动轴一起旋转,两定子间距离为8 mm,这意味着当浆料从入口进入破碎器后,超过此宽度尺寸的块料就会被破碎,这个破碎是通过刀片的剪切来完成的。
由此,保证了浆料中块料的尺寸小于8 mm,在一定程度上有效地避免了换热器和汽提塔的堵塞。
但是,由于浆料中的块料大多是粘釜物或者是汽提塔加料槽的粘壁物,它们均是多次聚合形成的,因此,这些块料大多很坚硬,不易被破碎。当块料较大且很硬、没被破碎时,就会堵塞破碎器,而且转子和定子也易磨损。这时,就需要对破碎器进行清理,而清理过程相当麻烦,必然会影响生产。同时,由于块料破碎器内转子与定子间有相对运动,一些小颗粒进入破碎器后,极易因摩擦被塑化而产生塑化片。这样,不仅会加速设备的磨损,还会影响产品的质量。
2　树脂过滤器的基本结构及工作原理
该树脂过滤器是原有PVC装置中的,其基本结构如图1所示。

树脂过滤器主要由筒体、封头、滤筒及接管等组成。滤筒是主要工作部件,在滤筒的筒壁及筒底均匀分布着Φ6的小孔,它的固定是由定位板完成的,滤筒的开口端与定位板焊接在一起,这块定位板再与垫片一起通过法兰上的紧固螺栓来压紧,在筒体内壁上还设有3个导向支座,这3个导向支座在滤筒的安装与运行过程中起着定位的作用。
聚合出料时,经一次过滤后的浆料由锥形封头小端接管入口进入滤筒内,从均匀分布在滤筒筒壁及筒底上的滤孔经过,浆料中的较大块料(尺寸大于滤孔直径的块料)被截流在滤筒内,而其余浆料从滤孔流出后经排料口排出,供给汽提塔加料泵(PU-9G/10G)。随着被截留在滤筒内的较大块料的增多,滤孔将被堵塞。当其过滤能力不能满足PU-9G/10G泵的要求时,就需要对过滤器进行排渣操作:将浆料入口阀门关闭,打开冲洗水阀,将筒内剩余浆料冲净后,关浆料出口阀,停PU-9G/10G泵,开排渣出口阀,用水冲洗筒内块料,待冲洗干净后,即可将过滤器恢复至原来的工作位置。可见,树脂过滤器的结构简单,操作方便,比较适用于浆料与块料的分离。
3　过滤器的选用
锦化集团没有采用新的过滤器,而是选用了原PVC装置中闲置的一台树脂过滤器,但不知该过滤器能否满足生产与工作的需要,为此,对其进行了以下校核。
3.1　强度校核
汽提塔加料槽TK-1G的工作压力为0.18~0.8 MPa,温度为48~70℃,由于树脂过滤器安装在TK-1G下,与其一起工作,所以,笔者参考汽提塔加料槽TK-1G的最高工作压力和温度来校核这台树脂过滤器能否满足浆料的最大工作压力需要。
3.1.1　筒体强度校核
(1)校核温度下筒体器壁中的计算应力:


3.2　树脂过滤器能力校核
经过上面的强度校核得知,这台过滤器完全满足生产过程中的压力条件,但是否可用,还要验证一下它的过滤能力。
在过滤器的滤筒筒壁及筒底上,均匀分布着Φ6的小孔,共有31 826个,其过滤面积为π×(6/2)2×31 826≈0.9 (m2),而浆料槽到过滤器入口这段管路的直径为150mm,其截面积为0.018 m2,是过滤面积的1/50,可见,这样大的过滤面积完全能满足过滤的要求。
前面说过,在GR-1G破碎器工作时,两定子间距决定了被破碎块料的尺寸,这个间距为8 mm,而滤筒上滤孔的直径为6 mm,所以,破碎器所能破碎的块料,过滤器也完全可以将其过滤掉,也就是说,该过滤器能够满足生产的需要。
4　经济效益
树脂过滤器从投入运行至今从未出现过问题,也从未对过滤器的任何零部件进行过更换。过滤器的清理操作简单,不影响聚合釜的开、停车,每次清理只需十几分钟即可。与块料破碎器相比,按块料破碎器平均每月清理6次计,每次清理时间为3 h,即使在1台聚合釜出完料后进行清理,也要使另1台聚合釜待卸料1 h,即停车1 h,那么,1年停车时间为1×6×12=72 (h)。如果以每釜聚合周期为6h、加入VCM 26 t、转化率为80%计,则使用树脂过滤器每年可多产PVC:(72/6)×26×80%=249.6(t),1 t PVC利润按500元计,则每年多创利润500×249.6=124 800(元)。
另外,由于转子与定子的磨损,按平均每月更换1次计,每次需8 h,若在1台聚合釜出完料后更换,也要使另1台聚合釜停车6 h,1年停车时间为6×12=72(h)。用树脂过滤器取代块料破碎器,可多创利润(72/6)×26×80%×500=124 800(元),而每套转子与定子的价格为50 000元,替代后,因无需更换转子和定子,又可节约资金12×50 000=600 000(元)。
同时,过滤器是静设备,而块料破碎器是一个以电机为动力的转动设备,电机功率为7.5 kW,电价按0.35元/(kW·h)计,每年用电费用为:7.5×24×365×0.35=22 995(元)。
由上可知,用树脂过滤器代替块料破碎器,每年可创效益共124 800+124 800+600 000+22 995=872 595(元)。
5　结　语
综上所述,用树脂过滤器代替块料破碎器,节约了大量资金,降低了检修的劳动强度,操作简便,清理时不影响开停车,不耗电,既满足了生产需要,又创造了效益。

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