催化劑稠化器
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  催化劑稠化器(又名增稠器或濃縮器),是苯胺、TDI、MDI、BDO等很多化工原料生產流程中的主要設備之一,應用十分廣泛。其主要功能是將昂貴的催化劑固態顆粒從苯胺等化工產品中分離出來,使其重新進入到反應釜中繼續參與反應,催化劑稠化器設備輸出不含催化劑固態顆粒的化工產品純淨液,其輸出的純淨液含固量可達到0.001%以下。其過濾基理為一種新型的過濾形式,原理上接近於錯流過濾和濾餅過濾的結合,屬動態連續過濾範疇,原料進入催化劑稠化器後,一部分經過高精度的濾餅過濾後輸出產品的純淨液,另一部分得到濃縮後的濃縮液需返回到生產環節中繼續參與反應。

  本公司在充分消化吸收國外同類設備技術精華的基礎上,自主創新開發出新一代催化劑稠化器設備,本公司生產的催化劑稠化器一般采用下置防爆電動機驅動形式(也可根據客戶需求生產上置防爆電動機驅動形式),電動機通過減速機直聯帶動設備主軸旋轉,防爆電動機采用專業的變頻調速係統進行無級調速控製。此項創新設計與傳統的液壓驅動方式相比具有傳動效率高、噪聲低、可靠性好、無故障運行時間及使用壽命長等眾多優點,節能效果可達40%以上,噪音可控製到85分貝以下,符合國家噪音環保要求,主軸轉速可與上位機DCS實現遠程調節與控製。特製的機械密封衝洗隔離液泵站可對機械密封裝置進行很好潤滑與降溫,使其工作在理想的工作工況下,能有效地延長機械密封裝置的無故障運行周期,同時泵站對每個機械密封裝置的衝洗隔離液係統進行單獨的流量、壓力和溫度的實時監控,能在第一時間發現機械密封裝置可能出現的問題並發出預警,使操作者能及時地發現和排除故障,防止問題擴大化,有效地降低運行風險和成本。另外本公司生產的稠化器設備可根據用戶需求增加用清水衝洗濾盤的衝洗係統及其附屬的脫鹽水清洗管路係統。濾餅在長期過濾中逐漸增密,使進/出液之間的壓差逐漸增大,當壓差達到生產工藝要求上限時,可手動或自動通過變頻調速係統增加設備主軸轉速至130 rpm左右,巨大的離心力將濾盤上的濾餅甩出,從而降低進/出液的壓差。當增加主軸轉速進行甩盤操作仍不能有效降低濾盤壓差時,可通過清水衝洗係統(選配)對設備內的濾盤進行清洗操作,此時可將脫鹽水(或其它用於衝洗的液體)加壓輸送至濾盤中間的衝洗噴頭上,對設備內的濾盤衝洗噴淋,達到不拆卸設備對濾盤進行清洗的目的,延長濾盤在不拆卸設備狀態下的使用周期(如圖五、圖六所示)。

  1.設備選型及主要技術參數

  客戶可根據自己的實際情況和生產的工藝數據選用上述規格的催化劑稠化器設備,本公司還可根據客戶具體需求設計生產其它特殊規格的催化劑稠化器設備。
 

  2.設備構造及原理

  催化劑稠化器設備主要由耐壓容器、濾盤、刮刀、集裝式雙端麵機械密封、減速機、防爆電機、隔離液泵站、底架等組成。設備采用下置防爆電動機通過減速機直聯傳動的工作方式(如圖一所示)。

圖一 下置電機(帶PLC現場控製)稠化器結構圖

  也可根據用戶需求設計生產頂置電機通過減速機直聯傳動的工作方式(如圖二所示)。防爆電機將通過專用變頻器進行調速,使輸出轉速(主軸轉速)可以在10~140轉/分鍾之間任意無級調速,變頻器還可以預置電機的加速時間以均恒其負載。

圖二 頂置電機稠化器結構圖

  避免產生大的衝擊。電機直聯傳動方式比液壓驅動方式具有傳動效率高、噪聲低、可靠性好、無故障運行時間長及使用壽命長等優點,並且更容易實現遠程調速功能。設備的核心部件濾盤為本公司的拳頭產品(如圖三所示)。

圖三 催化劑稠化器濾盤

  本公司的濾盤與美國PALL公司新型稠化器濾盤安裝尺寸一致,可以做到互換。另外,本公司的濾盤是在充分消化吸收國外產品技術精華的基礎上經過技術創新研製而成的具有自主知識產權精品,與國內同類產品相比具有平麵平整度好、過濾效率高、使用壽命長等眾多優點,在國內同行業中具有領導地位,在國內的國產產品市場中占有率達90%以上。

  因容器內的工作介質為苯胺等化工產品和催化劑固態顆粒的懸浮液,苯胺屬高度危害物質,不允許有任何泄漏,因此,在工作介質可能外泄的部位進行了精心的設計,傳動主軸的上端、中段和下端均采用釜用集裝式雙端麵機械密封裝置進行密封,機械密封裝置的兩個密封端麵之間通入乙二醇溶液作為密封隔離液,此隔離液的壓力將高於容器內工作壓力約0.1~0.15MPa,起封閉隔離容器內介質、冷卻和潤滑機械密封裝置的作用,為使機械密封裝置工作在較好的工況下,提高其工作壽命,該隔離液泵站為每個機械密封置提供潤滑、冷卻的隔離液,每個機械密封裝置的供液量不小於0.5M3/h,同時在線實時檢測每個機械密封裝置回液的溫度、流量和壓力值,當機械密封裝置工作異常時,其端麵的摩擦使溫度異常升高,溫度檢測裝置可在第一時間發現其異常並發出報警,同時當機械密封裝置發生超出正常範圍的泄漏時,其流量和壓力值也將會發生變化,壓力和流量檢測裝置能在第一時間發現其異常並發出報警,使操作者能及時采取措施避免問題擴大化。同時為了避免懸浮液介質的固態顆粒進入到機械密封裝置的密封端麵,延長機械密封的使用壽命,在承壓容器與機械密封裝置之間設置了一個隔離腔,並在隔離腔內引入本設備輸出的純淨液(或脫鹽水等可與介質兼容的液體),並使這個返注液的壓力高於容器內壓力約0.05~0.10MPa。

  隔離液泵站的原理如圖四所示,為提高工作可靠性,該泵站采用雙泵互為備份形式,當一台不鏽鋼多級離心泵出現故障需要修理時,另一台泵可正常工作,不影響整套設備的正常運行。壓力調節閥6控製係統的工作壓力。隔離液分為三路分別進入到三個雙端麵機械密封中。

圖四 隔離液泵站係統原理圖

  其每路的衝洗液流量和壓力都可通過前後兩個不鏽鋼截止閥10進行調節,當機械密封出現故障時,必然在壓力和流量或溫度參數中產生變化,監控這些參數的變化可第一時間對機械密封中出現的問題進行報警,以避免出現泄漏事故的發生。視液鏡11可對隔離液進行清潔程度的觀察,以觀察機械密封的密封環是否出現不正常的磨損。液控單向閥7的作用是當設備停車時,封閉機械密封中的隔離液,不使其流出,並在蓄能器9的作用保持雙端麵機械密封裝置內隔離液的壓力,避免容器內介質發生任何可能的外漏。液控單向閥在正常工作時,通過控製路的壓力使其打開,保證衝洗道路的暢通。回液過慮器15是過濾隔離液從機械密封中帶出的雜質,保證衝洗液的清潔。散熱器16是將衝洗液從機械密封中帶出熱量進行冷卻,冷卻水由防爆電磁閥17進行自動控製,當儲液箱中溫度高於45℃時,自動控製PLC係統將打開防爆電磁閥17進行冷卻。這個隔離液泵站可根據用戶要求選配防爆的現場PLC控製係統(如圖一所示),由這個現場PLC控製係統實現對隔離液泵站及機封的工作情況進行實時監控及報警,同時將監控結果和報警記錄通過RS485通訊傳送至上位DCS係統, DCS係統可對現場PLC係統的各控製參數進行修改和設定。

  帶自清洗係統的催化劑稠化器設備是在進料管組件旁邊增加了一套清洗液進液管係統(如圖五所示)。

圖五 自清洗噴淋係統結構

  當增加主軸轉速進行甩盤操作仍不能有效降低濾盤壓差時,可通過清水衝洗係統(選配)對設備內的濾盤進行清洗操作,此時可將脫鹽水(或其它用於衝洗的液體)加壓輸送至濾盤中間的衝洗噴頭上,對設備內的濾盤衝洗噴淋,達到不拆卸設備對濾盤進行清洗的目的,延長濾盤在不拆卸設備狀態下的使用周期。自清洗噴淋的外接管路係統可從本公司訂製,也可由用戶自行設計製造。

  3.設備在化工生產係統中的流程控製

  催化劑稠化器設備在化工生產中的參考流程控製如圖六所示。其中催化劑稠化器設備隻包含主機(含主軸電機)及隔離液泵站部分,濾盤衝洗係統和現場PLC控製係統為選配件。變頻器及其它管路及其控製係統由用戶自行配置。

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