戴建坤（唐山三友远达纤维有限公司，河北　唐山　063305）



基于一步提硝系统材料的应用及技术改造

戴建坤
（唐山三友远达纤维有限公司，河北唐山063305）

摘要：本文介绍了粘胶生产中酸浴车间一步提硝工艺中出现的设备、管路等磨损、腐蚀问题，并从生产工艺、设备等方面分析出现这类问题的原因，提出提硝设备及材料抗磨性、抗腐蚀性的探究及改造，总结改造成果及在其他生产工艺中的应用。

关键词：提硝系统；硫酸钠颗粒；材料应用；原因分析；技术改造

在粘胶纤维生产中，酸浴车间闪蒸结晶使用的“一步提硝”工艺，是根据硫酸钠溶液在32.38℃以上是无水硫酸钠结晶相区的理论，将进入闪蒸装置的酸浴浓度提高，使其在闪蒸蒸发过程中达到饱和而结晶，由于闪蒸温度都在32.38℃以上，是无水硫酸钠结晶的相区，因此可以直接结晶得到元明粉。目前在16万吨酸站开车运行以来，根据生产实际运行状况凸显出提硝系统运行对材料磨损和腐蚀的严重性，在此过程中提硝颗粒对离心泵、管路、阀门等的磨损严重，酸浴对提硝材料腐蚀严重。

1 提硝系统主要磨损、腐蚀设材料介绍

根据现在的16万吨酸浴车间一步提硝生产工艺分析来看，主要使用以下设备及材料：

1.1 离心泵，车间一步提硝工艺使用的离心泵主要用于提硝过程中的酸浴的循环。

1.2 离心机，车间使用的活塞推料式离心机，离心机转鼓由电动机通过角带带动，进行高速回转，同时内转鼓在油缸的作用下作相对外转鼓的前后往复运动（50次/min～70次/min）。悬浮液进入后在离心力的作用下完成固液分离。

1.3 PPH及904L管路及管件，用于提硝工艺中的离心机和离心泵进出口管路。

1.4 各种材质及类型的阀门，用于提硝工艺管路中的转换及控制。

2 提硝系统中材料的磨损及腐蚀情况

2.1 离心泵主要部件磨损；闪蒸一步提硝系统使用的离心泵材质为塑料泵，从运行的状况看：泵体、叶轮、前、后泵盖等塑料泵件因磨损损坏更换新备件多次。主要原因是高浓度的硫酸钠颗粒对叶轮等设备的冲刷磨损严重，设备故障率高，职工劳动强度大，备件消耗高，影响生产运行和元明粉产量。

2.2 离心机过流件腐蚀及磨损；过流部件均为不锈钢904L材质，过流件主要包含筛网、内外筛网压环、大小转毂内外推料片、推料片螺栓、等。筛网腐蚀为筛网条出现凹点，元明粉颗粒对筛网冲刷造成筛网间隙变大，使用周期仅为2个月；大小转毂及内外筛网压环腐蚀主要表现在本体出现凹坑、裂纹等，严重影响设备动平衡；推料片腐蚀表现为在螺栓孔位置断裂和推料片变薄两方面；推料片螺栓螺帽腐蚀导致更换推料片时螺栓无法拆下。

2.3 管路磨损；提硝泵上量管及离心机下料管路使用PPH管路，在实际生产中，PPH管路耐磨性差，管路频繁出现磨损泄漏情况，提硝泵进出口管件如PPH弯头、三通等在高浓度、高速度、大流量的硫酸钠颗粒的冲刷下磨损严重，造成元明粉下料间断，造成元明粉损失，影响产量及外排COD，且增加了职工的劳动强度。

2.4 阀门磨损；车间提硝系统用于工艺转换和控制的阀门大部分使用的塑料蝶阀，在使用过程中表现为阀板磨损严重，损坏的阀体、阀芯内充满元明粉，如DN80 PP蝶阀使用周期约半个月，严重制约生产。

3 材料耐磨性及耐腐蚀性技术改造

针对一步提硝系统材料的磨损及腐蚀情况，车间结合阀门、设备、材料厂家进行一系列的技术改造，具体如下：

3.1 提硝离心泵主要做功部件改为陶瓷材料材质，一台提硝泵主要磨损部件有泵体、前、后泵盖，塑料泵件价格为10.13万元，使用周期为一个月。更换陶瓷泵后，泵壳及内附件更换周期为三个月，每次更换备件费用仅为2万元。更换陶瓷材料泵后大大节省了备件费用，降低了职工劳动强度，更保证提硝工艺生产平稳运行。

3.1.1 提硝离心机过流件材质增强，离心机筛网及内外筛网压坏、内外推料片由不锈钢904L材质改为254SOM材质。904L不锈钢的使用最佳温度小于40℃，而我车间进料温度在60℃左右，导致904L的过流件腐蚀速度较快。车间与厂家交流，内外筛网压环试验254SMO材质。904L材质内外网压环使用12个月后出现腐蚀，而254SMO使用18个月后检查未发现明显的腐蚀。更换后减少设备非计划停车，保证设备的稳定运行。

3.1.2 提硝离心机筛网结构改型，筛网是由多个相同的板条构成所需要的间隙再焊接完成的，原筛网板条为三角形，改型后改成梯形，结构得到加固，耐磨性明细增强。

3.2 提硝系统管路材质更换，在管路的弯头及三通等拐点将原来PPH材质的管件更换为不锈钢904L材质。更换后管路因磨损造成的泄露明显减少，元明粉产出率可提高0.1%，职工劳动强度大大降低，节约人工费。增加元明粉效益，年创效4.312万元。

3.3 提硝系统管路阀门改造，试验PVDF材质塑料蝶阀，试验效果周期比原阀门延长2个月；试验PP球阀，球阀阀体厚度大，密封严谨，试验效果良好，比原类型阀门延长3个月，且价格合理，车间最终决定使用PP球阀。

图1　改造前筛网板条形状

图2　改造后筛网板条形状

4 改造效果及应用

车间通过对提硝系统材料的改造，降低了职工的劳动强度，其中离心泵及离心机备件消耗年降低31.4万元，节省阀门费用10.2万元工艺非计划停车次数由16 次/月降低到5次/月，离心泵及离心机维修职工加班费减少50%。检修费用由36.4万元/年降低为12万元/年。工艺非计划停车次数由15次/月降低到6次/月。元明粉产量有所提高，产出率由49.11%增长到51.57%，创造效益明显。提硝系统材料改造成功后，车间对其余易磨损易腐蚀的工况进行逐一改造。

参考文献

[1]徐达人.闪蒸结晶“一步提硝”新技术[J].人造纤维，2012（12）：4-7.

中图分类号：TQ125.14

文献标识码：A