
大庆石化公司腈纶厂采用硫氰酸钠(NaSCN)溶液未溶剂生产腈纶纤维。通过离心机设备将蒸发后的NaSCN浓溶液进行较长时间的重力沉降,应用高速旋转的卧式沉降离心机分离出沉降槽底部堆积的Na2SO4,将Na2SO4外运处理。
离心机的分离效果既影响NaSCN溶液的质量和产量,又涉及对环境的影响。良好的分离效果可使外运废料Na2SO4中的NaSCN含量较低、减轻NaSCN对环境的污染。
1 工作原理
离心机是根据NaSCN溶液和Na2SO4晶体的离心力不同,形成可分离的固液两相。固液分离发生在水平的圆柱锥体转鼓中,转鼓高速旋转,转速约2800r/min。转鼓内设有螺旋推进器,其旋转方向与转鼓同向,但转速比转鼓低25r/min。料液从转鼓大端进料管进入,通过螺旋推进器中央的进料孔,进入转鼓内腔,在离心力作用下,相对密度较大的Na2SO4晶体附着转鼓内壁,形成固相层,相对密度较小的NaSCN溶液形成了内层液环。螺旋推进器沿倾斜的转鼓内壁将Na2SO4晶体送至小端固相出料口,并将液相挤压回大端的液相出口,使固液两相分离。
2 影响分离的因素
2.1 进料的影响
沉降槽底部料液作为离心机的进料,Na2SO4浓度或料液粘度过高,易堵塞离心机进料线及内部的进料孔,导致无法进料分离,严重时可造成跳车、损坏离心机构件等情况。
离心机进料堵塞时,应及时用温度较高的蒸发冷凝液清洗离心机;如进料浓度、粘度过高,可将沉降槽底部料液适量放出。
离心机进料量过大,分离效果下降。该离心机的进料量设计值为0~0.5m³/h。生产实践证明,如果进料量超过0.5m³/h,分离效果会下降,进料量越大,离心力形成的固液相分层越不明显,分离效果越差。
由于进料调节阀的灵敏度和精度等原因,会引起进料量的频繁波动。进料波动大,易损伤离心机构件,并且使固液相分离效果变差。通过手动调节离心机进料阀的开度,及时联系仪表处理调节阀,将流量控制在一定范围内。避免进料时有时无,波动过大。
2.2 自身构件的影响
离心机的润滑、安装、构件质量及电机转动等情况影响着离心机的使用寿命。离心机电机及差速器的转动决定转鼓与螺旋推进器的转速,影响固液相分离的效果。转速过低时分离效果急剧下降,转速过高会减少设备的使用寿命。一般地,采用变频式电动机,保证转速恒定。
离心机只有具备良好的动平衡条件,才能在高速旋转下平稳运行。转子平衡的微小偏差会引起较强的振动,转动平稳性差会缩减使用寿命,并影响分离效果。因此,在检维修过程中,避免打击拆卸,回装时必须将所有零件,尽可能保持原有的平衡。差速器的安装尤其值得注意,其位置的偏差可造成转速变化,改变了螺旋推进器的转移,影响固液分离的效果。
要保证良好的润滑。由于进料温度较高(65℃左右),离心机的轴承和差速器均在高温环境下工作。如果沿用定时定量的原则,造成润滑指过多,导致滚动体在高转速下因摩擦产生大量的热,使轴承和差速器的温度迅速升高,缩短了使用寿命。通过采用少加勤加的方式,每天向轴承和差速器加20~50g润滑脂,既保证良好的润滑,又避免升温过高。
2.3 清洗效果的影响
离心机需要定期清洗,去除沉积的Na2SO4。清洗水流量、温度、清洗时间及频率影响转鼓和流道的清洗效果,水温高、流量大、时间长有利于清洗。由于清洗水回收并重新蒸发,清洗水流量过大,清洗时间过长使生产成本上升,所以清洗频率、时间及水量要适中。该离心机的清洗水温度为70℃左右,流量控制为1.0~1.5m³/h,清洗流道时间为30min,清洗转鼓时间为10min,确保了清洗效果。
3 结束语
(1)放出沉降槽底部的部分料液,降低Na2SO4浓度及料液粘度,减轻进料对离心机的影响,并保证NaSCN浓溶液在沉降槽内重力沉降分离的效果。
(2)如果长时间清洗仍无法去除堵塞离心机内部的Na2SO4,只能拆开离心机,清楚内部的Na2SO4,回装后重新投用离心机。