化工现代氯碱生产技术资料改良型道尔澄清桶的设计理论基础及应用.docVIP

碱工业第8期 氯No.8 2003年8月Aug.,2003Chlor-AlkaliIndustry 盐 水 改良型道尔澄清桶的设计理论基础及应用 丁晓玲,丁洁 (青岛海晶化工集团有限公司,山东青岛266042) [关键词]盐水精制;改良型道尔澄清桶;理论;设计 [摘 要]阐述了国内盐水澄清桶的设计现状,探讨了设计澄清桶的理论基础,即颗粒沉降速度的求取;介绍了改良型道尔澄清桶的设计特点、若干实用的技术数据及其在青岛海晶化工集团有限公司的使用效果。 [中图分类号]TQ114.261 [文献标识码]B [文章编号]1008-133X(2003)08-0004-04 TheoreticalbasisforthedesignofmodifiedDorrclarifieranditsapplication DINGXiao-ling,DINGJie (QingdaoHaijingChemicalIndustry(Group)Co.,Ltd.,Qingdao266042,China) saltrefining;modifiedDorrclarifier;theory;design Abstract:Thedomesticdesignstatusofbrineclarifierswasdescribed.Thetheoreticalbasisforthe Keywords: designofclarifiers,ietheselectionofsettlingvelocityofparticles,werediscussed.ThedesigncharacteristicsofmodifiedDorrclarifiers,somepracticaltechnicaldataanditsusingresultinQingdaoHaijingChemicalIndustryGroupCo.,Ltd.wereintroduced. 前言 澄清桶是氯碱厂盐水精制的关键生产设备之一,其性能优劣决定了精制盐水工序除钙、镁及其它固体悬浮物的效果,直接关系到氯碱厂隔膜电解槽的运行状态以及离子膜电解二次精制盐水的初始质量,影响电流效率、隔膜更换周期、二次精制盐水生产成本等一系列至关重要的技术经济指标。 物沉降到底部,排出;上升的清液溢流入集水堰,并由上部流出。 1 盐水澄清桶的设计现状 盐水澄清桶有多种型式,如道尔型、斜板型、浮上型等,其构造及性能各异。一般来说,道尔型澄清桶体积较大但操作稳定,适应各种质量的原盐,操作弹性大而效率较低。斜板型、浮上型澄清桶生产效率较高但操作不稳定,抗干扰能力较弱。氯碱生产厂家往往根据自己的工艺特点和原盐质量来选择适用的型式,但应用最广泛的仍然是道尔型。道尔型澄清桶系由水处理设备转化而来,20世纪60年代由原上海天原化工厂首先推出。如图1所示,含钙、镁等固体悬浮物的粗盐水由顶部注入中心筒,到底部展开成沉降面,清液反流向上,沉降分离出的悬浮 [收稿日期]2002-06-28 1圆形胴体;2中心筒;3集泥器;4锥底;5集水堰 图1 旧道尔型澄清桶结构图 旧式的道尔澄清桶经过几十年的运行,逐渐暴露出其在原理和结构上的不足之处,总的表现是效 率偏低。尽管如此,国内厂家受条件所限,一般不具备在大范围内对澄清桶进行改良的条件,所以旧式的道尔澄清桶大都沿用至今。 在此期间,国外许多厂家对道尔型澄清桶进行了各种改良,并取得了各自的成功,其中比较突出的 第8期 丁晓玲等:改良型道尔澄清桶的设计理论基础及应用 2003年8月 是20世纪80年代由齐鲁石油化工股份有限公司氯碱厂从日本引进的改良型道尔澄清桶。其后,国内有些厂家对这种澄清桶经过消化吸收,并基于自己的生产规模进行了因地制宜的设计。 在这方面,青岛海晶化工集团有限公司对该澄清桶的设计也有了初步的理解和认识。 盐 水 浓度是从初始值c0起逐渐增高的,颗粒从此层上方流入,从下方流出,通过该层的固体质量速度称为该层的固体处理能力。如果存在某一层,其固体处理能力比初始浓度还低,那么此层一定是从沉降筒的底面开始向沉降界面移动的。令此层为L,向界面移动速度为v,若在某时刻v层的固体浓度为cL,此浓度下的颗粒沉降速度为vL,从上面以vL+dvL速度进入浓度为cL-dcL的颗粒。 则单位截面上的物料平衡式为: (cL-dcL)(vL+dvL+v)=cL(vL+v), (2) 2 改良型道尔澄清桶设计的理论基础 2.1 斯托克斯公式与Kynch理论的指导意义 盐水澄清实质上就是盐水中固体悬浮颗粒与清液分离的过程,也就是所谓液相非均一系的分离。在这一领域,许多专著如!氯碱工艺学?等都提到了斯托克斯公式,即在层流区域、球形粒子、非干扰沉降条件下,粒子的沉降速度为:slvt= 18 ?10-3 式中: vt%固体粒