旋液分离器分离效果的重要性

李　鑫，孔振东（天津渤天化工有限责任公司，天津 300148）

旋液分离器分离效果的重要性

李鑫，孔振东
（天津渤天化工有限责任公司，天津 300148）

介绍了旋液分离器的工作原理和在隔膜碱三效蒸发生产中的作用，分析了旋液分离器分离效果对装置运行中产量、质量、离心机工序及操作的影响，总结了旋液分离器工艺尺寸变化对旋液采盐效率的影响。

旋液分离器；碱盐含固率；离心机；结晶盐

1　简介

天津渤天化工有限责任公司现有1套12万t/a隔膜液碱三效蒸发工艺生产线，共有3条生产线，每条生产线的产能为 4万t/a，工艺流程简图见图1。

碱路：电解液首先进入一效蒸发罐经蒸汽加热提浓后进入二效蒸发罐进一步提浓后再进入三效蒸发罐，最后从三效蒸发罐输出42%成品碱。

水路：生蒸汽首先加热一效碱液，放热后变为一效冷凝水输送到热水罐，一效蒸发罐蒸发出的二次蒸汽进入二效加热室加热二效碱液放热后变为二效冷凝水输送到热水罐，二效蒸发罐蒸发出的二次蒸汽进入三效加热室加热三效碱液放热后变为三效冷凝水输送到热水罐。

碱盐路：二效料液经过二效旋液盐碱分离后进入三效蒸发罐，三效料液经三效旋液盐碱分离后再进入成品碱储罐，二效、三效旋液分离出的含大量盐的碱盐从旋液底口进入离心机系统。

图1　工艺流程简图

2　旋液分离器在三效蒸发过程中的作用

2.1旋液分离器工作原理

旋液分离器又称水力旋流器，是利用离心沉降原理从悬浮液中分离固体颗粒的设备，设备主体是由圆筒和圆锥2部分组成，见图2。

图2　旋液分离器设备主体图

悬浮液经入口管沿切向进入圆筒，向下做螺旋形运动，固体颗粒受惯性离心力作用，被甩向器壁，随下旋沉降至锥底的出口，由底部排出的增浓液称为底流，清液或含有微细颗粒的液体则成为上升的内旋液，从顶部的中心管排出成为溢流。旋液分离器的结构特点是直径小而圆锥部分长，在一定的切线进口速度下，小直径的圆筒有利于增大惯性离心力，以提高沉降速度，从而延长了悬浮液在器内的停留时间。

2.2旋液分离器在三效蒸发中的作用

在三效蒸发生产过程中，随着碱液浓度的提高，碱液中溶解的NaCl就会不断地结晶析出，该公司隔膜装置每小时可析出8 t NaCl晶体，结晶NaCl不能及时从蒸发罐中排出，一方面会在加热室的列管中结垢，影响传热效率；另一方面造成产品含NaCl成分超标，影响产品质量，同时，又会在工艺管路中结晶堵塞，造成生产异常，甚至造成停车。因此，将蒸发过程中析出的结晶盐及时排出就是旋液分离器的主要作用。

3　旋液分离器分离效果对生产工艺的影响

3.1旋液分离器分离效果

旋液分离器分离效果差，主要出现2种现象：一种是底流“盐碱含固率”太高，二效旋液分离器达到98%以上，三效旋液分离器达到95%以上，系统表现为蒸发罐内结晶盐肉眼可见，蒸发罐出口成品碱“盐碱含固率”达到10%以上；一种是底流“盐碱含固率”太低，二效旋液分离器低于85%，三效旋液分离器低于80%，系统表现为产碱效率下降，成品碱蒸发罐浓度增长缓慢，630型推料离心机分离效率下降，母液含固率高，超过15%。

旋液分离器分离效果好，主要表现为：底流“盐碱含固率”适中，二效旋液分离器在90%～95%，三效旋液分离器在85%～95%，系统表现为蒸发罐内结晶盐肉眼不可见，蒸发罐出口成品碱“盐碱含固率”为1%～5%，成品碱蒸发罐浓度增长平稳，630型推料离心机分离效率好，析盐水含碱小于4.0 g/L，母液含固率低，小于10%。

3.2影响产品质量

如果旋液分离器底流“盐碱含固率”太高，三效旋液分离器底流“盐碱含固率”达到95%以上，蒸发罐出口成品碱“盐碱含固率”超过12%，成品碱经冷却、沉降后含盐将达到29 g/L，按该厂指标控制要求只能达到“一级品”，不能达到“优级品”。

3.3影响整个蒸发系统的传热效率

按照经验数据，蒸发加热室结晶盐厚度每增加1 mm，传热效率将下降10%。该厂实际情况是洗效周期为5天，如果旋液分离器分离效果下降，洗效周期缩短为4天。

3.4影响离心机分离效率

当旋液分离器分离效果下降，主要是二、三效旋液分离器底流含固率下降到85%以下，此时，630型推料离心机母液含固率将超过15%，大量结晶盐重新返回系统，进一步恶化旋液分离器分离效果，严重时形成恶性循环，在一个洗效周期内系统运行异常，产量、质量、离心机工艺控制点合格率下降10%以上。

3.5影响工人操作

当旋液分离器底流含固率太高，蒸发系统内的结晶盐不能及时排出，造成输送管线、过料阀门堵塞频繁，输送泵、采盐泵、轴流泵水洗次数增加，不仅增加工人劳动强度，而且增加系统外加水量，整个蒸发效率随之下降，平均下降15%。

4　旋液分离器进口和底流管口尺寸变化对分离效果的影响

旋液分离器主要工艺参数见表1。

表1　旋液分离器主要工艺参数

在采盐泵、出口尺寸、筒体尺寸不变的情况下，如果增加进口面积，旋液分离器单位时间采盐量将增加，底流碱盐含固率下降，反之，采盐量增加，底流含固率上升，具体数据建议通过试验摸索，用理论公式计算误差较大。

Importance of the separation effect of the hydrocyclone

LI Xin，KONG Zhen-dong
（Tianjin Botian Chemical Co.，Ltd.，Tianjin 300148，China）

Introduced the working principle of hydrocyclone，role in diaphragm three effect evaporation process，and analyzes the influence of hydrocyclone separation efficiency in the operation of the device yield，quality，centrifuge process and operation，and summarizes the hydrocyclone technology dimension change of rotating liquid recovery efficiency of salt effect.

liquid separator；alkali salt solid content；centrifuge；crystal salt

TQ058.1+4

B

1009-1785（2016）06-0033-02

21016-04-19