一种新型树脂塔内件

1、一种新型树脂塔一种新型树脂塔内件内件2012014 4- -9 9- -1616 孙玉堂孙玉堂营创三征（营口）精细化工有限公司营创三征（营口）精细化工有限公司前言前言 伴随着离子膜法制碱技术的诞生与发展，作为电解槽核心材料的离子膜，对入槽盐水质量的要求非常苛刻。多年来，一次盐水精制工艺发生了巨大变化。从传统的澄清桶加石英砂过滤到种植膜过滤、有机膜过滤以及无机膜过滤等，技术水平不断的提高，对于钙、镁倒置和国产劣质原盐的适应性越来越强，新的一次盐水精制工艺技术很快被更多的氯碱企业认可和大面积采用前言前言 但是，作为关键工序的关键设备树脂塔，在盐水精制全部过程中，始终处于不可动摇的重要地位。必须强调

2、的是，如此重要的设备，它的实际运行情况却不尽如人意，表现在树脂塔内件寿命低，可靠性差，有跑、漏树脂等风险问题，至今，这些问题没有得到根本性的解决。用于过滤和拦截螯合树脂的元件，我们称其为塔内件。过去我们采用老式的塔内件已深受其害，吃尽了苦头。前言前言 为了彻底解决树脂塔内件出现的问题，我公司技术人员十几年前就下定决心，开始了塔内件的技术攻关，下大力气，潜心研究，历经无数次试验，成功地研究出一整套氯碱专用新型树脂塔内件，这种新型内件聚集了现有内件的优点并彻底克服了不足，这种内件不仅适用于新做树脂塔，也可以通过改进用于老式树脂塔上，达到同样理想的效果。 展顾展顾现有现有在线使用的在线使用的树脂树脂

3、塔内件结构及存在塔内件结构及存在的不足的不足1 1、莎纶网树脂塔内件莎纶网树脂塔内件 这种莎纶网采用莎纶树脂（PVDC）-偏二氯乙烯与氯乙烯共聚物，拉丝编织而成的，莎纶网具有较好的机械强度和化学稳定性，加之从单体共聚到拉丝过程，具有相当的技术难度，是昂贵高分子材料制品。2 2、莎莎纶网树脂塔内件的纶网树脂塔内件的不不足足1、价格昂贵 莎纶网树脂塔内件目前还需要进口，一套年产10万吨烧碱装置的莎纶网塔内件，含关税价近30万元；莎纶网树脂塔内件的不莎纶网树脂塔内件的不足足2、寿命低 莎纶网的使用寿命一般在3-5年左右，塔径越大寿命越短，如若到期不及时更换，漏、跑树脂的风险增大。寿命短的主要原因是莎

4、纶网作为高分子材料制品，不可避免的自然老化，更主要的是，从图一中可以看出，过滤莎纶网垫片边缘处，在工作运行和再生反洗过程中，反复承受上下交变的剪切力，引起过滤网边缘疲劳破坏。莎纶网树脂塔内件的不莎纶网树脂塔内件的不足足3、可靠性差 过滤网和拦截网除了正常的寿命损坏外，由于材料的缺陷或者操作压差过大等原因，都可能引起丝网寿命期内非正常损坏，造成漏、跑树脂现象。补救办法是采取塔外增加反洗水出口的树脂捕集器和精盐水出口的树脂过滤器（钛材），不仅增加了额外的投资，也使工艺变得更复杂。莎纶网树脂塔内件的不莎纶网树脂塔内件的不足足4、过滤网有效利用孔隙面积小，网阻力大 虽然过滤网整张截面积接近树脂塔横截面

5、积，但是处于对花板强度的考虑，支撑花板开有分布均匀的20mm小孔，和树脂塔截面积相比，开孔率不足15%，而膜本身的孔隙率和膜面积比约占40%，总的流通面积不到塔截面积的6%（这还不考虑被树脂堵塞的网孔），由于流通面积很小加之2层过滤网，无形增加了网的阻力。莎纶网树脂塔内件的不莎纶网树脂塔内件的不足足5 5、破碎破碎树脂不能及时清除塔外，更加速树脂破碎树脂不能及时清除塔外，更加速树脂破碎 反洗拦截莎纶网，具有高的热收缩性和热膨胀性（塑料热膨胀系数约为碳钢10倍），加上莎纶丝具有一定的弹性伸缩，网眼大小受温度和外力作用在一定范围内变化，网眼选择过大，反洗时，可能跑树脂，现在使用的网孔直径都在0.0

6、6mm以下，而螯合树脂的合理使用应该是，小于0.35mm的碎树脂在反洗时被及时排除塔外。而使用莎纶网的实际运行时破碎树脂根本不能通过网孔排除塔外，更多的破碎树脂留在塔内，导致运行过程床层阻力增大，树脂受到更大的挤压力，再生反洗时又释放压力，反复作用使树脂破碎率增高。2 2、ABSABS滤帽树脂塔内件滤帽树脂塔内件 ABS是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物。 ABS通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。 ABS为使用最广泛非通用塑料之一。ABSABS滤帽树脂塔内件的不足滤帽树脂塔内件的不足1、寿命寿命低长短不一低长短不一 与所有的塑料制品一样，ABS也同样存在老化现象，寿命长短参差不齐

7、，短的只有一两年，长的甚至有用到十年以上的，正是这种无稳定性和不固定的使用寿命，使用中，漏树脂的风险性一直存在。ABSABS滤帽树脂塔内件的不足滤帽树脂塔内件的不足2 2、可靠性可靠性差差 ABS材料热膨胀系数是碳钢的7倍之多，树脂塔每次从工作到再生过程中的温度变化，膨胀和收缩承受大小交变的拉伸力，尽管采用高强度的ABS材料，比一般塑料强度高，但实际上ABS抗拉强度仅仅不到碳钢的20%，加之由于流水的需要，连接杆必须是空心结构，剩余承受拉力的截面积很小，容易在滤帽颈根部断裂，一旦某一只滤帽折断，就会造成树脂泄漏，这种情况在很多工厂发生过，在没有安装树脂过滤器的工厂，甚至泄漏的树脂进入电解槽内，

8、造成无法挽回的损失，教训十分惨痛！ 为了保险起见，使用这种塔的工厂，一般都安装树脂过滤器。为了避免滤帽发生根部断裂，滤帽生产企业在滤帽结构上做了很多改进，但由于材料和结构的条件所限，始终没能彻底消除滤帽断裂的发生。ABS滤帽的固定方式见图二 ABS在高温时，刚度和强度下降，实际上由于ABS滤帽过滤缝隙是沿圆周均布的纵向细条构成的，入塔盐水温度高时，滤帽的细条被挤压变形靠在一起，堵塞了过滤缝隙，阻力骤增，为了避免这种情况的发生，一方面对过滤帽缝隙部分增设环形加强圈，得到了一定的改善，另一方面，对入塔盐水温度也进行了严格的限制和控制。 ABS滤帽安装时螺母紧固力需要凭感觉和经验确定，安装过松容易脱

9、落，安装过紧滤帽运行当中温差变化容易断裂，很多工厂因安装不当引起漏树脂事故。ABSABS滤帽树脂塔内件的不足滤帽树脂塔内件的不足3 3、ABSABS滤帽树脂塔缺少反洗树脂拦截部件滤帽树脂塔缺少反洗树脂拦截部件 这种形式的树脂塔没有反洗树脂拦截部件，如果反洗水量大，大量的树脂就会从顶部跑掉，反洗水量小破碎的树脂根本不能排除塔外，但为了不跑树脂，往往只能选择小的反洗水量，更多的破碎树脂留在塔内，导致运行过程床层阻力增大，树脂受到更大的挤压力，再生反洗时又释放压力，反复作用使树脂破碎率增高，另外，为了防止反洗水量过大，跑树脂，一般工厂在反洗水出口管安装一个树脂捕集器。二、新型树脂塔专用内件1、新型新

10、型树脂塔内件材料树脂塔内件材料选择选择 新型内件选择适合的金属材料，在使用条件下，既能保证耐腐蚀和强度，又能保证足够的刚性，以保持最佳的过滤效果。 树脂塔正常运行为60的饱和盐水，还有再生的5%盐酸、5%氢氧化钠交替的工况，选择最合适的材料是解决问题的关键，于是我们开始了材料的研究与试验。1 1、新型树脂塔内件材料选择新型树脂塔内件材料选择 针对非金属材料塔内件的不足，我们就把目光转向金属材料上，当初钛材作为首选，钛丝有着良好的加工性能，用钛丝制作滤管能够达到精度要求，经过试用验证考核，过滤和拦截效果极好，由于稀盐酸对钛有一定的腐蚀性，使用2年以后，形成过滤缝隙的锐边，会因腐蚀，使缝隙渐渐变大

11、，造成较大颗粒树脂漏出，并且随着使用时间的延长泄漏加重，由此可见，使用钛材做内件，不能达到我们预期的寿命。 我们同时选择了5种材料，其中，只有一种金属腐蚀试片，分别在5%盐酸和5%氢氧化钠浸泡90天后，重量和形状以及外观颜色，前后没有变化，我们用这种金属制作的缠绕滤管，无论是加工性能，强度、刚度以及耐腐蚀性，还是实际应用考核，都达到甚至某些指标超过了我们的预期。2 2、新型新型树脂塔内件结构特点树脂塔内件结构特点 采用截面形状为等腰三角形的金属丝，在骨架上螺旋缠绕成管，根据需要控制螺距形成不同的缝隙，分别制作成过滤管和反洗拦截管。将过滤管安装在树脂塔底部，树脂塔任何工作状态时，只允许盐水或反洗

12、水正常通过，而树脂不能从塔的底部流出；反洗拦截管安装在树脂塔反洗水出口上，树脂塔再生反洗时，允许反洗水和破碎的小颗粒树脂通过，而正常粒径的树脂不能从反洗管口流出。新型树脂塔内件的优点新型树脂塔内件的优点1、较高的树脂过滤精度和反洗分离效率 根据过滤管和反洗拦截管不同的作用，设计选择不同的缝隙，过滤管设计缝隙较小，以保证高精度的过滤效果，而反洗拦截管设计比过滤管较大的缝隙，以达到树脂塔操作反洗时，已破碎的小颗粒树脂及时顺利地清除塔外。由于设计了足够的过滤面积和反洗时破碎树脂的顺利排出，保证了树脂塔运行时床层阻力的最小，实际应用中，单塔运行长达96小时，塔内压差始终20KPa。1 1、较高的树脂过

13、滤精度较高的树脂过滤精度和和 反洗反洗分离效率分离效率 这种均匀缠绕形成的精准的V形缝隙通道，有利于树脂的过滤和拦截，而通道能保证树脂不会卡在通道内部，而堵塞有效通道的情况。而金属的热膨胀系数很小，在树脂塔操作温度范围内，金属的膨胀或收缩对缝隙的影响几乎忽略不计（仅仅是非金属的1/10）。另外，在该工况温度范围内，金属的强度和刚度没有变化，这样即使树脂塔有超压差和超温度的误操作，也不会对内件缝隙有任何影响。 2、超超长的使用寿命长的使用寿命 众所周知，非金属高分子材料都存在老化现象，而金属材料只要能耐工况下介质的腐蚀，在这种温度下，就不必担心材料老化问题，试验和应用证明该金属在二次盐水精制条件

14、下，无任何腐蚀发生，这种塔内件是一次投入，终身受益（只要不是认为损坏），即使树脂塔外壳坏掉了，更换新壳体，内件可以照样使用。3、超高超高的可靠性的可靠性 新型树脂塔内件，使用过程可尽管放心，新型塔内件不仅能够始终保持高精度和高效率运行效果，而且不用任何的检查和维护工作，也不用担心跑、漏树脂这类问题。4 4、紧凑紧凑的内件使树脂的内件使树脂塔塔 体体简单化简单化 新型树脂塔内件结构紧凑，不仅安装便捷，还可以使树脂塔体的结构简化，使用莎纶网和ABS滤帽型塔内件要求树脂塔内设置支撑花板，不仅给花板上成百上千的小孔带来制作加工以及衬胶的困难和工作量的增加，由于花板将塔体隔离，分为上下两部分，这种树脂塔要在上部和下部各设一个人孔，否则，内件无法安装。采用新型内件的树脂塔只要一个人孔的空壳塔体，无需加装花板，使塔体的设计和制造变得更加简单容易。5 5、性性价比高价比高 尽管新型树脂塔克服了非金属塔内件的不足，继承和保留了优点，但就这样性能卓越的新型内件的造价并不比现存的塔内件高，如果把树脂塔造价总体考虑，采用新型塔内件要比非金属内件更便宜，如果把使用寿命考虑进来，新型塔内件要比非金属内件节省几倍的成本，这仅仅是直接费用，还不考虑事故损失。结论结论1、现有树脂塔内件