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还原尾气回收(CDI)讲座

发布时间:2024-01-11 作者:admin 来源:讲座

2024年1月11日发(作者:)

还原尾气回收(CDI)讲座

一、CDI工序的重要性

CDI工序在整个多晶硅工厂占据着重要的位置,起着承前启后的作用。通过CDI工序将氯硅烷气汽混合物分离出高纯度的H2和HCL,及氯硅烷混合液去精馏工序进一步分离精制。从下面的流程方框图可以看出其重要性。

H2

HCL

HCL合成

SIHCL3

合成

CDI-1

合成精馏

H2

SIHCL3

CDI-3

HCL HCL

CDI-2 还原

混合气气

氢化

H2

氯硅烷液

H2

SICL4

还原精馏

SICL4

SIHCL3

SIHCL3

氢化精馏

二、CDI工序主要设备及特点

虽然三套CDI工序基本相似,但相对其它工序比较而言流程长、设备种类多,包括冷冻机组、压缩机组、泵等动设备,塔、换热器、罐等静设备。

压缩机组又分为往复式氢压缩机、隔膜式氢压缩机。冷冻机组本身就是一种双螺杆式压缩机及冷凝设备组成的。

在CDI工序所有的泵基本上都是屏蔽泵,因为我们的物料为氯硅烷混合液体,其物理化学性质比较特殊,有毒,易燃易爆,属于贵重液体,所以必须使用屏蔽泵。

CDI工序主要有两种塔:填料塔和吸附塔。填料塔在工艺流程的不同地方作用也不同。在CDI-1的第一个塔称为淋洗塔,主要是将氯硅烷气汽混合物中的大部分氯硅烷气体冷凝吸收下来。第二个塔称为H2淋洗塔(又称HCL吸收塔),主要是将从压缩机压出来的高压气体中的大部分HCL冷凝吸收下来。而H2是不能冷凝的。第三个塔称为分馏塔(又称HCL精馏塔),主要是将含有HCL的氯硅烷富液中的HCL分离出来,并且HCL的纯度达到一定要求。吸附塔的吸附剂是活性炭,主要是将H2中的HCL、氯硅烷等吸附下来,而使H2的纯度达到99.9999%。当活性炭吸附到一定时间或程度时达到饱和,不能再吸附HCL、氯硅烷了,就必

须要用H2反吹,把活性炭中的HCL、氯硅烷脱附出来,达到活性炭再生的目的。有人会问,一般活性炭再生,是用水蒸汽呀,怎么还要浪费H2呢?是的,但是被活性炭吸附的HCL、氯硅烷会与水发生反应,产生HCL、盐酸、H2、二氧化硅等物质而影响活性炭的性能和寿命。

换热器全部是管壳式换热器,分为三种。一种是一般要求的;一种是R22冷凝物料的两层壳程结构;一种是氯硅烷与水、冷冻盐水、水蒸汽等进行换热的双管板换热器。

CDI工序的偖罐主要是压缩机前后缓冲罐、气液分离罐、分馏塔塔顶HCL回流罐等。

CDI工序的主要特点是高压与低温,也有高温,主要技术是深冷技术和吸附技术。

CDI工序主要是通过屏蔽泵和压缩机来实现流体输送的,使流体达到一定压力,或送到一定的高度(如流体到达塔顶进料)。为了与上下游工序保持连贯性,如保持到还原、氢化工序的H2压力达到0.9MPa,必须使用压缩机。

由于氯硅烷主要成分SIHCL3、SICL4、SIH2CL2等沸点较低,故需要达到一定的低温才能变成液体,而HCL还要求在一定压力、低温下才能变成液体,故还需要用压缩机将其压缩到一定的压力。

三、安全问题

上面提到CDI工序有几个特点是高压、高温、低温、运动设备等。说到安全问题,不仅仅是考虑化学物质易燃易爆的问题,还要考虑高压设备爆炸、高温水蒸汽烫伤、低温流体冻伤、高速运转的设备机械伤害、触电等。不仅仅是考虑人身安全的问题,还要考虑设备的安全问题,当然人身安全是首要的。今后在施工安装期间要防止身体磕碰、坠落、物件掉落、机械设备伤害等等情况。

四、下面具体讲几个主要设备的主要结构及工作原理:

1、压缩机

压缩机是把各类原动机(包括电动机、活塞式内燃机、涡轮轴式燃气轮机、外燃式的斯特林机、驱动大型风机和压缩机的蒸汽轮机等。也就是驱动压缩机运转的动力机。采用最多的是电动机。)的机械能转变为气体能量的一种机械。压缩机是一种压缩气体提高气体压力或输送气体的机器,压缩机又叫压气机和压风机、各种压缩机都属于动力机械,能将气体体积缩小,压力增高,具有一定的动能,作为机械动力或其他用途。根据所压缩的气体不同,称空气压缩机,氧气压缩机、氮气压缩机、氨压缩机、煤气压缩机、氢气压缩机等等。碳氢化合物气体中,石油裂解气和石油废气的主要成分为氢、甲烷、丁烷、乙烯、丙烯等;焦炉煤气和城市煤气的主要成分为氢、甲烷、一氧化碳、二氧化碳及氮等;天然气的主要成分为甲烷。碳氢化合物气体可以作为单一成分气体被制取和压送,也可作为混合成分的气体被制取和压送。

按照排气压力不同压缩机可分为低压压缩机—排气压力小于1.0MPa;中压压缩机—排气压力1.0-10MPa;高压压缩机—排气压力大于100MPa等等。低压压缩机为单级式,中压、高压和超高压压缩机为多级式,最多级数可达8级,目前国外已制成压力达343MPa聚乙烯用的超高压压缩机。

在气体压缩机中,压缩介质的成分和性质将与所采用的润滑方式和润滑材料的选取密切相关。

活塞式压缩机工作原理:

当曲轴旋转时,通过连杆的传动,活塞便做往复运动,由气缸内壁、气缸盖

和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从气缸盖处开始运动时,气缸内的工作容积逐渐增大,这时,气体即沿着进气管,推开进气阀而进入气缸,直到工作容积变到最大时为止,进气阀关闭;活塞反向运动时,气缸内工作容积缩小,气体压力升高,当气缸内压力达到并略高于排气压力时,排气阀打开,气体排出气缸,直到活塞运动到极限位置为止,排气阀关闭。当活塞再次反向运动时,上述过程重复出现。总之,曲轴旋转一周,活塞往复一次,气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程,即完成一个工作循环。(插图)

压缩机系统工作原理:

一级入口

缓冲罐

一级压缩

气缸

一级出口

缓冲罐

一级出口

水冷却器

二级出口

水冷却器

二级出口

缓冲罐

二级压缩

气缸

级 间

分离器

往复压缩机的安装和操作

1往复压缩机的排气口必须连接有贮气罐(以缓冲排气的脉动,使气体输出稳定均匀,同时使气体中夹带的水沫和油沫可以在此处沉降下来,并作定期排放),且贮气罐必须安装有准确可靠的压力表和安全阀。

2往复压缩机的入口应装有过滤器,以免吸入灰尘、杂物而磨损活塞和气缸部件。

3 操作过程中应经常注意气缸的冷却和润滑。润滑油是用小型泵注入气缸,再经循环回路返回到油泵,但有一部分会被排出的气体所带走。因此要经常检查,控制注油情况。气缸壁上水夹套及中间冷却器冷却水的出口温度需作定期检查,保证供应充足。

无油润滑压缩机的构造原理

在活塞式压缩机的活塞与气缸、填料函与活塞杆之间,采用自润滑材料做活塞环、导向环和填料函,而不再另设气缸和填料部分的油(或其他润滑剂)润滑系统,此类压缩机称为无润滑压缩机。

无润滑压缩机特别适用于压缩气体不能与油接触的场合,主要用于:

1)压缩气体与油接触会引起爆炸的氧气压缩机;

2)压缩气体中含油会造成使用压缩气体的设备发生故障的仪表空气压缩机。

不过,近些年来,无润滑压缩机的应用市场已经大大扩大了。即便是普通的空气压缩机,现在也多采用无润滑压缩机结构形式。这是因为在实际应用中,无油润滑会给生产带来许多方便。

自润滑材料是指本身具有良好润滑性能的材料。早期采用的自润滑材料为石墨,后因其韧性差、易脆裂,已经不再单独使用。目前国内外普遍采用的自润滑材料有:填充聚四氟乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺等。

无油润滑压缩机为工作气缸中不注油润滑的活塞式压缩机。由压缩机主机、

中间冷却器、中间分离器、后冷却器、后分离器、储气罐及控制系统组成,由电动机直接驱动。这种压缩机广泛应用于化工、石油、医药、食品、纺织、环境保护、电站、电子元件及仪表制造、科研等部门用来输送纯净气体或作为设备自动控制气源之用。

隔膜压缩机的构造原理:

靠隔膜在气缸中作往复运动来压缩和输送气体的往复压缩机。隔膜沿周边由两限制板夹紧并组成气缸﹐隔膜由机械或液压驱动在气缸内往复运动﹐从而实现对气体的压缩和输送。

采用橡胶或塑料制的隔膜且由机械驱动的压缩机﹐只适用于排气量为数立方米每小时和排气压力为1.2兆帕左右的场合﹐一般制成为单级或两级的。

采用金属隔膜并由液力驱动的压缩机(见图 隔膜压缩机的结构示意图 )比3较常见﹐其排气量可达100米/小时﹐多级压缩的排气压力可超过 100兆帕﹐适用于各种气体的输送和加压﹐也可用作无油润滑压缩机之后的增压压缩机。金属隔膜的厚度一般取0.3~0.5毫米。隔膜的寿命取决于选用的材料及其表面粗糙度。由于液压驱动的运动质量较大﹐液压部分的活塞平均速度只能取2米/秒﹐因而机器的转速通常在300~500转/分的范围内。隔膜压缩机的气缸工作容积表面积与气缸体积的比值比往复活塞压缩机大得多﹐气体的压缩接近于等温过程﹐故每级的压缩比可高达25。隔膜压缩机由于气缸密封性好﹐压缩的气体不受污染﹐适合于小排气量时的各种用途。如用作小型供气装置﹑气动调节器﹑水族馆饲养池的通气装置﹐以及化学工业中无油﹑有毒﹑有腐蚀性﹑贵重的或有放射性气体的输送和加压。

PPI隔膜式压缩机是两个系统的结合——液压油系统和气体压缩系统。金属膜片将两个体系的完全隔离开。

气体压缩体系:气体压缩系统包括三层金属膜片和气体进口和出口阀。

液压油系统:液压油系统包括一个由电机驱动的曲轴、活塞和连杆,通过活塞往复运动,产生液压油压力,推动底层膜片向气体侧运动,从而压缩气体,将气体排出。液压系统的另一个组件是自动液压油注射泵、液压油止回阀和液压油压力控制阀,保证液压油系统在压缩循环过程中一直处于充满液压油状态,同时在压缩机长时间停机并重新启动时,为液压油系统提供快速的液压油填充。在压缩工程中,液压油止回阀将液压油和注射油泵隔离开,防止液压油回流,同时压力控制阀控制液压油压力,从而形成液压油系统的压力

1)当活塞处于最底部时,液压系统被自动注射油泵注入液压油,气体在入口压下通过入口止回阀进入膜腔,把膜片推动到膜腔的底部。膜腔被充满气体,当曲轴旋转,活塞从底部向顶部移动,液压油系统压力升高,当液压油压力达到压缩气体压力时,膜片向腔体的顶部移动,压缩气体。

2) 当膜腔内的气体压力达到出口止回阀背压时,出口止回阀打开,气体排出,液压系统压力继续增加,膜片继续向顶部移动,确保最大限度地气体排量和效率,当膜片已经完全地进入腔体顶部,活塞继续运动到最顶部,此时,通过液压油压力打开液压油压力控制阀,液压油返回曲轴箱,液压油压力控制阀的设定压力比出口压力高(通常为出口压力的1.1-1.15倍),因此可保证气体的出口压力达到设计值,此时,压缩循环完成,活塞开始向底部移动。

3) 当活塞向底部移动时,余隙气体和吸入气体推动膜片组朝向腔体的底部

运行,整个循环完成。

PPI压缩机的组成结构

1. 气阀:球型、升降式和盘形气阀,与气体操作条件和气体相匹配。气阀容易检测、维修或更换,可从压缩机膜头中整体拿出。

2. 液压油入口止回阀:与液压油入口管道和膜头安装在一起,阀体是不锈钢材质,球体是硬质合金。

3. 液压活塞:设计压力为3000 psi(200bar),活塞有高质量的铸铁或填充硬质塑料活塞环制成,高压活塞为柱塞,无环活塞。

4. 液压油压力控制阀:控制液压系统的压力,阀杆、阀球和弹簧决定了阀门的压力范围。阀体的材质为碳钢,座和杆材质是坚硬的工具钢。

5. 回油视镜:通过它可看到液压油回流情况,检查液压系统是否正常。

6. 液压油注射泵:由主曲轴驱动,将液压油注入液压系统

7. 曲轴箱:所有的PPI压缩机曲轴箱为铸铁材质。

8. 活塞杆:高强度合金钢材质。

9. 十字头:球墨铸铁或铝合金材质。

10. 十字头销:高强度和硬度钢材质,直线移动式。

11. 连杆:铸铁或铝合金材质,重量轻。

12. 轴瓦:承受高负载能力的滑动轴承轴

13. 曲轴:高强度的合钢材质。

制冷压缩机的类别介绍

压缩机是制冷系统中的核心设备,只有通过它将电能转换为机械功,把低温低压气态制冷剂压缩为高温高压气体,才能保证制冷的循环进行。

一、容积式:靠改变工作腔的容积,将周期性吸入的定量气体压缩。

1. 往复活塞式:靠活塞的往复运动来改变汽缸的工作容积。

依外部构造分为:

① 全封闭:制冷量小于60KW,多用于空调机和小型制冷设备中。

驱动电机和运动部件封闭在同一空间里,结构紧凑,密封性好,噪声低。但功率较小,不易维修。

② 半封闭:制冷量60~600KW,可用于各种空调﹑制冷设备中。

由曲轴箱机体与电机外壳共同构成密闭的空间,工作稳定寿命长,制冷能力较大,可用于多种工况,可维修,但噪声稍高。

(常规型,碟阀型,卸载型,连通型)和双级压缩型。

③ 开启式:

压缩机和电机分别为两个设备于外部连接,结构复杂笨重,工作不稳定,已近于淘汰。

2. 回转式:靠回转体的旋转运动来改变汽缸的工作容积。

依内部构造分类:

① 滚动转子式:制冷量8~12KW,多用于小型空调机和制冷设备中。

为全封闭式,结构紧凑,密封性好,噪声低。但功率较小,不易维修。

② 涡旋式:制冷量8~150KW,可用于各种空调﹑制冷设备中。

为全封闭式,结构简单紧凑,工作性能高,密封性好,噪声低,为今后主导机型。

③ 螺杆式:制冷量100~1200KW,可用于大中型空调﹑制冷设备中。

为半封闭式,结构紧凑,工作性能高,制冷能力大并可进行无级调节,但润滑油系统较复杂,噪声较高。分为单,双螺杆型。

二. 离心式:靠离心力的作用,连续将吸入的气体压缩。 制冷量最大可达30000KW,用于大型空调﹑制冷设备中。 工作稳定,性能高寿命长,制冷能力大,可进行无级调节。

螺杆式压缩机的构造原理:

工作循环可分为吸气、压缩和排气三个过程。随着转子旋转,每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。

吸气过程、压缩与喷油过程、排气过程

1) 吸气过程:当转子转动时,主副转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时,其空间最大,此时转子的齿沟空间与进气口的自由空气相通,外界空气即被吸入由阴阳转子及壳体组成的封闭腔内。当空气充满整个齿沟时,转子的进气端面转离了机壳的进气口,齿沟间的空气被封闭。

2) 压缩过程:随着转子的旋转,齿间容积由于转子齿的啮合而不断减小。被封闭在齿间容积的气体占据的体积也随之减小,导致压力升高,从而实现气体的压缩过程。压缩过程可一直持续到齿间容积即将与排气口连通之前。

3) 排气过程:当齿间封闭容积与排气口连通后,压缩气体开始排出。随着齿间容积的不断减小,压缩气体被完全排出。

螺杆式制冷压缩机工作原理及特点

一、工双作螺原杆

转速高,重量轻,体积小,占地面积小以及排气脉动低

没有往复质量惯性力,动力平衡性能好,运转平稳,机座振动小,基础可作得较小

二、工结构简单,机件数量少,没有易损件,它的主要摩擦件强度和耐磨程度都作比较高,而且润滑条件良好,因而机加工量少,材料消耗低,运行周期长,特使用比较可靠,维修简单,有利于实现操纵自动化

强制输气

用了滑阀调节,可实现能量无级调节

相同的压力比下,排温比活塞式低得多,因此单级压力比高

没有余隙容积,因而容积效率高

制冷剂气体周期性地高速通过吸、排气孔口,通过缝隙的泄漏等原因,使压缩机有很大噪声,需要采取消音减噪措施

缺螺旋形转子的空间曲面的加工精度要求高,需用专用设备和刀具来加工

由于间隙密封和转子刚度等的限制,目前螺杆式压缩机还不能像往复式压缩机那样达到较高的终了压力

降低排气温度。

喷油减少工质泄漏,提高密封效果

式增强对零部件的润滑,提高零部件寿命

优对声能和声波有吸收和阻尼作用,可以降低噪声

冲洗掉机械杂质,减少磨损

三、带经济器的螺杆式制冷压缩机

为了扩大其使用范围,改善低温工况的性能,提高效率,可利用螺杆制冷压缩机吸气、压缩、排气单向进行的特点,在机壳或端盖的适当位置开设补气口,基本原使转子基元容积在压缩过程的某一转角范围,与补气口相通,使系统中增设的理

中间容器内的闪发性气体通过补气口进入基元容积中。这样,单级螺杆压缩机按双级制冷循环工作,达到节能的效果。此增设的中间容器称为经济器

结构图

螺杆式制冷压缩机的构造

总体结构

单螺杆

总体结构

双螺杆

由机体、吸气端座和排气端座组成,是压缩机的主要组成部机分。机体2是连接各零部件的壳

中心部件,它为各零部件提供正确的装配位置

结转它是实现变容式压缩的主要部构子 件,由阴、阳转子组成

组成(双螺杆)

主轴支承阴、阳转子,并保证转子高速旋转的零件

轴承

副轴克服这种轴向力

平衡采用平衡活塞来平衡轴向力

活塞

轴采用摩擦环式机械密封结构

能量调由滑阀、油缸、油活塞、连接件、复位弹簧、四通换向阀(也可用四通电磁换向节阀)、油管路及能量指示器等组成,起调节制冷量的作用

机构

消声消声设备

转子及端面齿形

冷冻系统流程图

不可压缩气

热净化系统

压缩机 油分器 冷凝器 偖液器

经济器

油冷器

油加热

气分器

过冷器

蒸发器

图中红色线表示油路,蓝色线表示R22气体及不可压缩气体,黑色线表示R22液体。

油分器表示高效油气分离器,气分器表示油气分离器及气液热交换器。压缩机为两级压缩,压缩机前设过滤器。油路设辅助油泵及油过滤器,部分热油与经油冷器冷却后的油混合后的温度保持在54.4℃。储液器旁边设干燥过滤器,过滤掉R22中的水分。储液器旁边还设置液体喷嘴(热气旁通),当从过程蒸发器回到油气分离器的R22不足时,通过液体喷嘴(热气旁通)产生R22气体,补充进入压缩机的气体量,以保护压缩机正常工作。

常规冷冻原理:低温低压气体油压缩机高效油气分离器

气冷凝器水走管层

R22走壳层气态R22回压缩机液

经济器冷却塔蒸发器-35℃

-40℃

10%提前降压节流降温载冷剂盐水

油路部分:

高效油分离器分离出油载冷剂盐水去冷却物料冷却塔水滑阀容易调节油冷却器热水54.4℃

压缩机同R22一起进入高效油分离器

工业冷水机组系统的运作是通过三个相互联系的系统:制冷剂循环系统、 水循环系统、电器自控系统。

制冷剂循环系统:

蒸发器中的液态制冷剂吸收水中的热量并开始蒸发,最终制冷剂与水之间形成一定的温度差,液态制冷剂亦完全蒸发变为气态,后被压缩机吸入并压缩(压力和温度增加),气态制冷剂通过冷凝器(风冷/水冷)吸收热量,凝结成液体。通过膨胀阀(或毛细管)节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器,完成制冷剂循环过程。

水循环系统:

水泵负责将水从水箱抽出泵到用户需冷却的设备,冷却水将热量带走后 温度升高,再回到冷冻水箱中。

电器自控系统:

包括电源部分和自动控制部分。电源部分是通过接触器,对压缩机、风扇、水泵等供应电源。自动控制部分包括温控器、压力保护、延时器、继电器、过载保护等相互组合,达到根椐水温自动启停、保护等功能。

制冷循环

本系列机组的制冷循环在原理上与其他循环相同,同样包括压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置四大部件。最新的SLEA机组更高效、可靠、运行工况更宽。

制冷剂循环过程如下图所示。

压缩机

SLEA采用的半封闭喷油螺杆式压缩机,属于正位移压缩机,由三部分组成:电机、转子和一次油分离器。半封闭电机转速为3000RPM,由吸气冷却。

单机头制冷量为209~709kw,双机头制冷量为791~1419kw。双机头机组的两台

压缩机可同可异。压缩机仅有三个运动部件:阴、阳转子和一个滑阀。

阳转子由电机直接驱动,并带动阴转子,转子两边各有各自的轴承。

调节滑阀位于阴、阳螺杆齿和部位上部,通过改变滑阀位置可以调节压缩机容量。油压驱动活塞带动滑阀,沿着螺杆顶部平行于螺杆转子移动。

滑阀完全盖住转子时,压缩机满载。滑阀向排气口侧运动,压缩机便卸载,这时压缩机螺杆的有效工作长度便减少,制冷量便随之下降。

制冷循环过程

来自蒸发器的制冷剂进入压缩机吸气口,吸气口位于压缩机电机端部。对于双机头机组,两个制冷剂系统各自独立,然后制冷剂气体均匀流过电机壳体,带走电机热量,进入螺杆慈和空间。螺杆相互慈和使制冷剂气体压缩,同时螺杆转子顶部喷油。与压缩过程的制冷剂混合,清洁螺杆齿和内腔内壁。喷油不但能润滑螺杆驱动接触面,更重要的是密封阴阳转子、内腔表面之间接触间隙,间隙密封良好,将减少压缩机高低压侧之间冷剂的泄漏,因而提高压缩机效率,压缩完成后制冷剂气体和油得混合物从螺杆排气端排出,进入一次油分离器。一次油分离器位于压缩机排气一侧,由不锈钢丝网和离心通道组成。制冷剂气体和油的混合物流过不锈钢丝网,流速和方向的变化,这样部分油分离出来。冷剂和剩余的油流经离心通道时,油在离心力的作用下集中在通道壁上。最终,从这两部分分离出来的油集中在一次油分底部,然后流回压缩机油槽。这样含少量油冷剂气体流经止回阀和排气隔离阀,进入二次油分离器。二次油分离器同样包括一个离心流道,到后面有一个吸附分离段。油气混合物流经这两部分时,悬浮态的微小油滴将分离出来。微量含油的制冷剂气体进入冷凝器。冷凝器内的分气板使气流均匀掠过冷凝管束。来自冷却塔的冷却水在冷却管束内流动并带走冷凝热。使制冷剂气体不断过冷,凝结。制冷剂液体自冷凝器底部排出。然后持续流过隔热阀、过滤于干燥器、电子膨胀阀和多孔板。制冷剂液体在流经电子膨胀阀后压力降低因而有少许闪发。少许闪发的制冷剂液体进入蒸发器,经过均匀布液,覆盖每根管子,冷剂蒸发的同时带走热量,然后从压缩机吸气口进入压缩机,继续上述循环。

屏蔽泵的工作原理及特点

随着化学工业的发展以及人们对环境、安全意识的提高,对化工用泵的要求也越来越高,在一些场合对某些泵提出了绝对无泄漏要求,这种需求促进了屏蔽泵

技术的发展。屏蔽泵由于没有转轴密封,可以做到绝对无泄漏,因而在化工装置中的使用已愈来愈普遍。

1 屏蔽泵的原理和结构特点

普通离心泵的驱动是通过联轴器将泵的叶轮轴与电动轴相连接,使叶轮与电动机一起旋转而工作,而屏蔽泵是一种密封泵,泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内,此压力容器只有静密封,并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转子。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置,故能

做到完全无泄漏。

屏蔽泵把泵和电机连在一起,电动机的转子和泵的叶轮固定在同一根轴上,利用屏蔽套将电机的转子和定子隔开,转子在被输送的介质中运转,其动力通过定子磁场传给转子。

此外,屏蔽泵的制造并不复杂,其液力端可以按照离心泵通常采用的结构型式和有关的标准规范来设计、制造。

2 屏蔽泵的优缺点

2.1 屏蔽泵的优点

(1)全封闭。结构上没有动密封,只有在泵的外壳处有静密封,因此可以做到完全无泄漏,特别适合输送易燃、易爆、贵重液体和有毒、腐蚀性及放射性液体。

(2)安全性高。转子和定子各有一个屏蔽套,使电机转子和定子不与物料接触,即使屏蔽套破裂,也不会产生外泄漏的危险。

(3)结构紧凑占地少。泵与电机系一整体,拆装不需找正中心。对底座和基础要求低,且日常维修工作量少,维修费用低。

(4)运转平稳,噪声低,不需加润滑油。由于无滚动轴承和电动机风扇,故不需加润滑油,且噪声低。

(5)使用范围广。对高温、高压、低温、高熔点等各种工况均能满足要求。

2.2 屏蔽泵的缺点

(1)由于屏蔽泵采用滑动轴承,且用被输送的介质来润滑,故润滑性差的介质不宜采用屏蔽泵输送。一般地适合于屏蔽泵介质的粘度为0.1~20mPa.s。

(2)屏蔽泵的效率通常低于单端面机械密封离心泵,而与双端面机械密封离心泵大致相当。

(3)长时间在小流量情况下运转,屏蔽泵效率较低,会导致发热、使液体蒸发,而造成泵干转,从而损坏滑动轴承。

3 屏蔽泵的型式及适用范围

根据输送液体的温度、压力、粘度和有无颗粒等情况,屏蔽泵可分为以下几种:

(1)基本型

输送介质温度不超过120℃,扬程不超过150m。其它各种类型的屏蔽泵都可以在基本型的基础上,经过变型和改进而得到。

(2)逆循环型

在此型屏蔽泵中,对轴承润滑、冷却和对电机冷却的液体流动方向与基本型正好相反。其主要特点是不易产生汽蚀,特别适用于易汽化液体的输送,如液化石油气、一氯甲烷等

(3)高温型

一般输送介质温度最高350℃,流量最高300m3/h,扬程最高115m,适用于热介质油和热水等高温液体。

(4)高融点型

泵和电机带夹套,可大幅度提高电机的耐热性。适用于高融点液体,温度最高可达250℃。夹套中可通入蒸汽或一定温度的液体,防止高融点液体产生结晶。

(5)高压型

高压型屏蔽泵的外壳是一个高压容器,使泵能承受很高的系统压力。为了支承处于内部高压下的屏蔽套,可以将定子线圈用来承受压力。

(6)自吸型

吸入管内未充满液体时,泵通过自动抽气作用排液,适应于从地下容器中抽提液体。

(7)多级型

装有复数叶轮,适用于高扬程流体输送,最高扬程可达400m。

(8)泥浆型

适用于输送混入大量泥浆的液体。

4、结构图

部件名序号 部件名称 序号

屏蔽电1 底板 5

机定子

屏蔽电2 泵体 6

机转子

冷却水3 叶轮 7

4

石墨轴承 8 阀门

工作原理/Technical Principles

屏蔽电泵/Canned Motor Pump

出口

discharge side

滑动轴承/slide bearing

定子/stator 转子/rotor

定子屏蔽套

入口

suction side

stator can

叶轮

impeller

滑动轴承

slide bearing

一、填料塔的结构

填料塔是一种应用广泛的气液两相接触并进行传热、传质的塔设备,可用于吸收(解吸)、精馏和萃取等分离过程。

图1 填料塔的典型结构

填料塔的结构如图1所示,塔体为圆筒形,两端有封头,并装有气、液相进、出口接管。塔底有气体的进口及分配空间,其上为填料的支撑——支撑栅板,板上充填一定高度的填料,填料可以乱堆,亦可以整砌。栅板可允许气、液体通过。塔顶有液体进口和液体分布器,使入塔液体尽可能均匀地喷淋在填料层地顶部,液体沿填料表面向下流动。由于填料层中地液体往往有向塔壁流动地倾向(壁流效应),故填料层较高时,常将其分为若干段,每两段之间设有液体再分布装置,可将向塔壁流动的液体重新导向填料层中。

填料塔在操作时,气体从塔底通入,自下而上通过填料层地空隙,与自上而下沿填料表面流下地液体呈逆流接触,进行传质,传热,两相地组成沿塔高呈连续变化,故填料塔为微分接触式设备。

填料塔地塔体可根据被处理物料地性质,用金属、陶瓷、塑料或金属外壳内衬以耐腐蚀材料制成。为保证液体在整个塔截面上地均匀分布,塔体应具有良好地垂直高度。

填料塔不仅结构简单,而且具有阻力小和便于用耐腐蚀材料制造等优点,尤其适用于塔直径较小地情形及处理有腐蚀性的物料或要求压强较小的真空蒸馏系统,此外,对于某些液气比较大的蒸馏或吸收操作,也宜采用填料塔。

近年来,国内外对填料的研究与开发进展迅速。由于性能优良的新型填料不断涌现以及填料塔在节能方面的突出优势,使得目前填料塔最大直径可达20m。在国内,具有新型塔内件的高效填料塔技术也已作为国家重点推广项目,在全国1600余座塔器中得到应用,获得了巨大的经济效益和社会效益。填料塔的应用日趋广泛。

二、填料

填料式填充于填料塔中的材料,它是填料塔的主要内构件,其作用是增加气、液两相的接触面积,并提高液体的湍动程度以利于传质、传热的进行。因此填料应能使气、液接触面积大、传质系数高,同时通量大而阻力小。表征填料特性的主要参数有:

1. 比表面积

填料的表面是填料塔内传质表面的基础。显然,填料应具有尽可能大的表面积。

填料所能提供的表面,通常已表面积来表征,即单位堆体积所具有的表面积,用23符号表示,其单位是m/m。

2. 空隙度

填料塔内气体在填料间的空隙内通过。留题通过颗粒层的阻力与空隙率密切相关。为减少气体的流动阻力,提高填料塔的允许气速(处理能力),填料层应有尽可能大的空隙率。对于各向同性的填料层,空隙率等于填料塔的自由截面百分率。

3. 单位堆体积内的填料数目n

对于同一种填料,单位堆体积内所填充的填料个数由填料尺寸决定。减少填料尺寸,填料的数目增加,填料层的比表面积增大而空隙率减少,气体的流动阻力也相应增加,若填料尺寸国小,还会使填料的造价提高。繁殖,若填料尺寸过大,在靠近塔壁处,填料层空隙率很大,将有大量气体由此短路通过。为控制这种气流分布不均的现象,填料尺寸不应大于塔径的1/10~1/8。

4. 堆积密度

填料的堆积密度是单位体积填料的质量,单位为kg/m3。

在机械强度允许的范围内,填料的壁面愈薄,堆积密度愈小,可降低填料生产的材料成本。

5. 干填料因子及填料因子

2干填料因子为/,是由填料的比表面积和空隙率组成的复合量。当气体通过干填料层时其流动特性往往用于填料因子进行关联。干填料因子值由实验测定。

当由液体通过填料层时,由于部分空隙被液体所占据,故填料的空隙率减小,比表面积也随之发生变化,所以气体通过湿填料表面时其流动特性可用一个相应的湿填料因子来关联。湿填料因子成为填料因子,用符号表示,单位为1/m,其值亦需由试验测定。

6. 机械强度及化学稳定性

填料要有足够的机械强度,以防压碎,同时还需堆所处理的物料具有化学稳定性。

此外,性能优良的填料还必须满足制造容易、造价低廉等多方面的要求。

常用的填料可分为两大类:个体填料与规整填料。个体填料由实心的固体块、中空的环形填料、表面开口的鞍形填料等,其常用的构造材料包括陶瓷、金属、塑料(聚丙烯、聚氯乙烯等)、玻璃、石墨。陶瓷填料耐腐蚀,但易碎,空隙率小;金属填料比表面积及空隙率大,通量大,效率高,但不锈钢价贵,普通钢易腐蚀;塑料填料比表面积大,空隙率较高,但不耐高温。工业上常用的一些个体填料如下。

图2 填料的形状

1. 拉西环(Raschig ring)

拉西环是使用最早的人造填料(1914年)。它是一段高度和外径现等的短管[图10—2(a)],可用陶瓷和金属制造。拉西环形状简单,制造容易,其流体力学和传质方面的特性得到了比较充分的研究,一度被广泛地应用。

但是,大量的工业实践表明,拉西环由于高径比太大,堆积时相邻环之间容易形成线接触,填料层的均匀性较差。因此,拉西环填料层存在着严重的向壁偏流和沟流现象。目前,拉西环填料在工业上的应用日趋减少。

2. 鲍尔环(Pall ring)

鲍尔环时在拉西环的基础上发展的,是近年来国内外一致公认的性能优良的填料。其构造是在拉西环的壁上沿周向冲出一层或两层长方形小孔,但小孔的母材不脱离圆环,而是将其向内弯向环的中心[图10—2(b)]。鲍尔环这种构造提高了环内空间和环内表面的有效利用程度,使气体流动阻力大为降低,y因而堆真空操作尤为适用。鲍尔环的两层方孔是错开的,在堆积时即使相邻填料形成线接触,也不会阻碍气液两相的流动或产生严重的偏流和沟流现象。因此,采用鲍尔环填料,床层一般无须分段。

鲍尔环可用陶瓷,金属或塑料制造。

3. 弧鞍形填料

弧鞍形填料又称伯尔鞍(Ber saddle)填料,其构造如图10—2(c)所示。弧鞍形填料只有外表面,与拉西环相比,其表面利用率高,气体流动阻力亦小。弧鞍形填料的两面是对称的,故相邻填料由重叠倾向,填料层均匀性较差,容易产生沟流。瓷质弧鞍形填料的机械强度不入拉西环,容易破碎。

4. 矩鞍形填料

矩鞍形填料又称英特洛克斯鞍(Intalox saddle),是在弧鞍形填料的填料上发展起来的。这种填料结构不对成,填料两面大小不等[图10—2(d)],堆积时不会重叠,填料层的均匀性大为提高。矩鞍形填料的气体流动阻力小,处理能力大,各方面的性能虽不及鲍尔环,但仍不失为一种性能优良的填料。矩鞍形填料的制造壁鲍尔环方便。

5. 阶梯环填料

阶梯环填料[图10—2(e)]的构造与鲍尔环相似,环壁上开有长方形孔,环内有两层交错的450C的十字形翅片。阶梯环壁鲍尔环短,高度通常只有直径的一半。阶梯环的一端制成喇叭口形状,因此,在填料层种填料之间多呈点接触,床层均匀且空隙率大。与鲍尔环相比,气体流动阻力可降低25%左右,生产能力可提高10%。

6. 网体填料

上面介绍的几种填料都是用实体材料制成的,此外,还有一类似金属网或多孔金属片为基本材料制成的填料,通称为网体填料。网体填料的种类也很多,如压延环[图10—2(f)]、网环[图10—2(g)]和鞍形网[图10—2(h)]等。

网体填料的特点是网材薄,填料尺寸小,比表面积和空隙率都很大,液体均布能力强。因此,网体填料的气体阻力小,传质效率高。但造价高,在大型的工业生产种难以应用

与个体填料相比,规整填料在目前工业中应用较多,其中以波纹填料应用最00为广泛。它由许多与水平方向成45C(或60C)倾角的波纹薄板组成,相邻两板波纹倾斜方向相反,由此组成了蜂窝状气液通道。波纹板表面又有不同花纹、细缝或小孔以利于表面润饰和液体均匀分布。上下两层波纹板相互垂直放置。

波纹状填料可用金属丝网、金属薄板、陶瓷板、塑料或玻璃钢等制造。用网材制成的成为网状填料,用薄板制成的称板状填料。由于气流流到规则,气、液分布均匀,故容许气速高,亚降低、效率高,放大效应低。

栅板填料是用得较早得规整填料,它由狭长的薄木板、金属板或塑料板排列而成,两层中的板互成900C。板间有直通向下的缝隙,处理含固体颗粒的液体时不易堵塞,其阻力也小,但传质效果不及个体填料。

三、填料的选择

1、填料用材的选择

(1)当设备操作温度较低时,塑料能长期操作而不出现变形,在此种情况下如果体系对塑料无溶胀时可考虑使用塑料,因其价格低、性能良好。塑料填料的操作温度一般不超过1000C,玻璃纤维增强的聚丙烯填料可达1200C左右。塑料除浓硫酸、浓硝酸等强酸外,有较好的耐腐蚀性,但塑料表面对水溶液的润湿性差。

(2)陶瓷填料一般用于腐蚀性介质,尤其是高温时,但对HF和高温下的H3PO4与碱不能使用。

(3)金属材料一般耐高温,但不耐腐蚀。不锈钢可耐一般的酸碱腐蚀(含-C1的酸除外),但价格较昂贵。

2、 填料类型的选择

首先取决于工艺要求,如所需理论级数,生产能力(气量),容许压降,物料特性(液体粘度、气相和液相中是否有悬浮物或生产过程中的聚合等)等,然后结合填料特性来选择,要求所选填料能满足工艺要求,技术经济指标先进,易安装和维修。

由于规则填料气、液分布较均匀,放大效应小,技术指标比乱堆填料好,故近年来规则填料的应用日趋广泛,尤其是大型塔和要求压降低的塔,但装卸清洗较为困难。

对于生产能力(塔径)大,或分离要求较高,压降有限制的塔,选用孔板波纹填料较宜,如苯乙烯—乙苯精馏塔、润滑油减压塔等。

对于一些要求持液量较高的吸收体系,一般用乱堆填料。

乱堆填料中,综合技术性能较优越是金属鞍环、阶梯环、其次是鲍尔环,再次是矩鞍填料。

3、 填料尺寸的选择

一般,填料尺寸(直径、波峰高)大,则比表面小,通量(容许气速)大,

压降低,但效率(每米填料的理论板数)也低,故多用于生产能力(处理气量)大的塔。一般塔径D<300mm,填料直径d=20~50mm;D=300~900mm,d=25~38mm;D>900mm,d=50~70mm。由于D/d太小,壁效应较严重,故一般要求Dd10,对鞍形填料Dd15,规整填料则无此限制。

大型工业用规整填料塔常用波峰高12mm左右的板波填料(比表面约为250m2/m3)。

对于理论板数很多或塔高受厂房限制的场合,一般用小尺寸、高比表面填料,如波峰高4.5mm或6.3mm的刺孔板波填料。

对于易结垢或易沉淀的物料通常用大尺寸的栅板(格栅)填料,并在较高气速下操作。

填料塔的附属结构

填料塔的附属结构包括填料支撑板,液体分布器,液体再分布器,气、液体进口及出口装置等。

1、 支承板

支承板的主要用途是支承塔内的填料及填料上的持液量,同时又能保证气液两相顺利通过。支承板应有足够的机械强度和耐腐蚀能力。支承板若设计不当,填料塔的液泛可能首先在支承板上发生。对于普通填料,支承板的自由截面积应不低于全塔截面积的50%,并且要大于填料层的自由截面积。常用的支承板有栅板和各种具有升气管结构的支承板(图5)。栅板式支承装置是由竖立的扁钢条焊接而成,如图5(a)所示,扁钢条的间距应为填料外径的0.6~0.7倍。升气管式支承装置多是为了适应高空隙率填料的要求,如图5(b)所示。气体由升气管上升,通过气道顶部的孔及侧面的齿缝进入填料层,液体则由支承装置底板上的诸多小孔中流下,气液分道流动。

(a)栅板(b)升气管式

(c)条形升气管

图5 填料的支撑

2、 液体分布器

液体分布器对填料塔的性能影响颇大。分布器设计不当,液体预分布不均,填料层内的有效润湿面积减少而偏流现象和沟流现象增大,影响传质效果。

(1)管式喷淋器

管式喷淋器如图6所示,(a)为弯管式,(b)为缺口式,这两种一般用于直径在300mm以下的填料塔。(c)为多孔直管式,(d)为多孔盘式。所谓多孔是在管下侧开2~4排、直径3~6mm的小孔,小孔的总截面积与进液管截面积大致相等。多孔直管式喷淋器适用于直径600mm以下的塔,多孔管式喷淋器适用于1.2m直径以下的填料塔。多环多孔盘管式喷淋器可用于直径更大的塔设备。

BABA(a)A-A(c)B-B(d)(b)

图6 管式喷淋器

(2)莲蓬式喷淋器

莲蓬式喷淋器如图7所示。莲蓬头的直径约为塔径的1/4左右,莲蓬球面上开有许多3~10mm的小孔,喷洒角80。莲蓬式喷淋器只适用于直径小于600mm的填料塔。

(3)盘式喷淋器

如图10—8,分布盘上开有许多筛孔或装有溢流管,通过筛孔或溢流管将液体均布在整个塔截面上。这种喷淋器可用于直径大于0.8m的填料塔。

0

(4)齿槽式分布器

如图9所示,液体先由上层的主齿槽向下层的分齿槽作预分布,然后再向填料层喷洒。齿槽式分布器自由截面积很大,不易堵塞,对气体的阻力小,故特别适用于大直径的塔设备。但是这种分布器的安装水平要求较高。

3、 液体再分布器

液体再分布器的作用是将流到塔壁附近的液体重新汇集并引向中央区域。为改善向壁偏流效应造成的液体分布不均,可在填料层内部每隔一定高度设置一液体再分布器。每段填料层的高度因填料种类而异,偏流效应越严重的填料,每段高度应越小。

常用的液体再分布器为截锥形(图10)。如考虑分段卸出填料,再分布器之上可另设支撑板[图10(b)]。

图9 槽式喷淋器

DTaD1(a)图10-10 液体再分布器(b)

4、 其他

为避免操作中因气速波动而使填料被冲动及损坏,常需在填料层顶部设置填料压板或挡网,否则有可能使填料层结构及塔的性能急剧恶化,破碎的填料也可能被代入气、液出口管路而造成阻塞。

填料塔气体进口的构形应考虑液体倒灌,更重要的是要有利于气体均匀地进入填料层,对于小塔常见的方式是使进气管伸至塔截面的中心位置,管端作向下倾斜的切口或向下弯的喇叭口。对于大塔,应采取其他更为有效的措施。

气体出口有时需设置除雾沫装置,常用的除沫装置有折流板除雾器、丝网除雾器等。

液体的出口应保证形成塔的液封,并能放置气体的挟带。

吸附再生原理:

活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。

物理吸附主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大量的表面积,从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样,所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此,活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力,从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是,这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径,这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。这也就是为什么我们通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的活性炭,从而适用于各种杂质吸收的应用。

除了物理吸附之外,化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭不仅含碳,而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢,例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应,从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。取一个典型的例子:水处理过程中活性炭可以与水中的亚氯酸盐发生反应使亚氯酸盐变成氯离子形式,从而达到去除水中亚氯酸盐的目的,使水不再有令人反感的味道和气味。

吸附剂的脱附再生方法

(1)升温脱附 升高温度,可增大吸附质分子的动能,使吸附质由固体吸附剂上逸出而脱附,这也就是吸附剂的吸附容量在等压下随温度升高而降低的原因。要根据吸附质和吸附剂的性质选择适应的脱附温度并严格控制,既能保证吸附质脱附得比较完全,达到较低的残余负荷,又能防止吸附剂失活或晶体结构破坏。升温脱附经常采用过热蒸汽、电感加热或微波加热。

(2)降压脱附 降低压强也就是降低吸附质分子在气相中的分压,从而使吸附质分子从固相转入气相,达到脱附的目的。吸附剂的吸附容量在等温下随压力降低而降低的原因就在于此。因此,工程上采用降压或真空脱附,采用降压脱附要考虑系统的安全性和经济性。降压脱附的回收率一般较低,实际工程上很少采用,

(3)置换脱附 采用在脱附条件下与吸附剂亲和能力比原吸附质更强的物质,将原吸附质置换下来的方法,称为置换脱附。置换脱附特别适用于对热敏感性强的吸附质,能使吸附质的残留负荷达到很低。在气体净化中常使用热的水蒸气作脱附剂。采用置换脱附时要考虑脱附后的原吸附物质和置换剂的分离。经过置换脱附后,吸附床层要把置换剂脱附下来而使吸附剂再生。

(4)吹扫脱附 吹扫脱附的原理与降压脱附相类似,也是降低吸附质在气相中的分压,使吸附质脱附。采用的吹扫气体必须是不被该吸附剂吸附的气体,比如用惰性气体吹扫吸附床层中的水蒸气等。

(5)化学转化脱附 向吸附床层中加入可与吸附质进行化学反应的物质,使生成的产物不易被吸附,从而使吸附质脱附,这种方法多用于吸附量不太大的有机物,可以使之转化成CO2而脱附下来。

实际应用中,往往是几种脱附方法的结合,例如用水蒸气脱附,就同时具有加热、置换和吹扫的作用。

在脱附时多选用水蒸气作脱附剂,尤其是在大多数有机溶剂的脱附时。水蒸气作脱附剂具有许多优点,一是它的饱和温度适中,不会破坏有回收价值的溶剂;二是载热量大,尤其是潜热大,实际上是在恒定和适中的温度下把大量的热迅速

地传给吸附剂。许多有机溶剂不溶于水,冷凝后便于分离回收,水蒸气与大多数溶剂不起反应,故而用水蒸气脱附十分安全。但是,如果污染物浓度很低且没有回收价值或溶于水,就不易采用水蒸气作脱附剂。

3.吸附剂的劣化现象

由于吸附剂的反复吸附—再生的循环使用,使吸附剂的吸附容量逐渐下降的现象,称为吸附剂的劣化现象。由于劣化现象的产生,使吸附剂的使用寿命缩短。吸附剂的劣化现象是由滞后现象和吸附剂再生造成的。由于吸附剂的毛细管孔洞和微孔的形状复杂或固体被吸附质润湿的情况复杂,有时发生化学反应,使再生后的吸附剂中总会有一些吸附质残留在里面并随着循环次数的增多而逐渐积累,这些残留积累将会覆盖在吸附剂的表面,从而造成吸附容量不断下降。另外,吸附剂再生时,如加热再生,会使吸附剂成为半熔融状态,使部分细孔堵塞或消失,引起吸附表面积的减少。如硅、铝类吸附剂在320℃左右就会产生半熔融现象。化学反应也会破坏吸附剂细孔的结晶,如气体或溶液中的稀酸或稀碱就会使合成沸石、活性氧化铝的结晶或无定形物质破坏,从而导致吸附性能下降。

吸附剂的劣化现象用劣化率或劣化度来表示,对于长期使用的吸附剂,在设计时其劣化度至少应为初始吸附量的10%~30%。吸附剂的劣化度可由实验求得或由生产过程测量出来,当吸附剂劣化度超过设计值时,应考虑更换或部分更换吸附剂。

CDI工序主要问题:

1、分离H2的淋洗塔的工作原理。

经压缩冷凝后的混合物(H2、HCL及少量氯硅烷)从塔底进入,-40℃氯硅烷贫液从塔顶进行喷淋,冷的氯硅烷吸收HCL气体变成富液从塔底排出,而H2从塔顶以气态形式排出

2、CDI分馏塔的工作原理。

含HCL的氯硅烷进入分馏塔,在塔底被加热后,HCL与氯硅烷分离,与塔顶回流的液态HCL传质传热,塔底出来的即为液态氯硅烷。塔顶出来的即为气态HCL,经R22冷冻液化后进入回流罐,一部分回流,一部分送下一工序,未液化 的气体返回压缩机入口缓冲罐。

3、氢压机油路系统自动控制过程。

润滑油从油箱出来(冬天环境温度过低时,压缩机启动时通过温度调节器控制电加热器将润滑油预热到32℃),经油泵加压,经单向阀,热油经油冷却器冷却,冷却后的油经过滤器过滤后回到油箱,完成一个润滑冷却循环。

为保证油温在43.3℃左右,冷却器后设有自力式温度调节阀及旁路管,冷却器后温度用TE检测并送DCS显示。

为防止供油压力过高,在泵后设有2台安全阀(主、辅油泵管路各1台),当压力高于0.61MPaG时,油从安全阀泄压口排至油箱;为检查过滤器是否堵塞,在过滤器两端设有压差高报开关,此开关报警说明过滤器堵塞;为了防止润滑回路压力过高,采用稳定阀前压力的自力式调节阀(设定值0.306MPaG)保证回路压力稳定;当回油管路油压低于0.2MPaG时,管路上压力低报开关动作,启动辅助油泵;当回油管路油压低于0.15MPaG时,管路上压力低低报开关动作,给出

联锁信号,使压缩机停机。

4、CDI中HCL淋洗塔内采用的填料及特点

CDI中HCL淋洗塔内采用的填料是25mm鲍尔环,材质为304SS,鲍尔环在环壁上开出两排有内伸舌片的窗孔,这种结构改善了气液分布,充分利用环的内表面,具有通量大,效率高,压降低的特点。

5、CDI中使用的液体输送泵

CDI中使用的是屏蔽泵,其密封性能好,无泄漏。泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内,此压力容器只有静密封。电动机的转子和泵的叶轮固定在同一根轴上,利用屏蔽套将电机的转子和定子隔开,转子在被输送的介质中运转,其动力通过定子磁场传给转子。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置,故能做到完全无泄漏。屏蔽泵的制造并不复杂,其液力端可以按照离心泵通常采用的结构型式和有关的标准规范来设计、制造。

6、吸附器的吸附原理

主要是利用活性碳的吸附性,在高压、低温下向吸附器中通入含有HCL、氯硅烷的氢气,活性碳会将HCL、氯硅烷吸附,放出纯净的氢气,其纯度可达到99.999%,一个塔在吸附的过程中,另一个则在进行解吸,包括:降压、热净化、冷却和加压几个过程。活行碳预期寿命10年,当有必要更换时,可采用氮气净化碳以便去除大部分的氯硅烷,再倒入罐中并用腐蚀物中和,之后输送到垃圾填埋池。

7、CDI中隔膜压缩机工作原理

吸附再生的返回气体入CDI-3之前,需要用隔膜压缩机加压。

隔膜式压缩机由液压油系统和气体压缩系统组成,用金属膜片将两个系统完全隔离开。

气体压缩系统:气体压缩系统包括金属膜片和气体进口和出口阀。

液压油系统:液压油系统包括一个由电机驱动的曲轴、活塞和连杆,通过活塞往复运动,产生液压油压力,推动底层膜片向气体侧运动,从而压缩气体,将气体排出。

8、冷冻机组中经济器的作用和原理

冷冻机组中采用经济器的目的是增加制冷量,尤其是低温工况,这一效果更加显著。

制冷剂液体在进入蒸发器前先由膨涨阀进入经济器中,由于经济器中的压力介于低压吸气压力和高压排气压力之间,高压液态进入经济器中膨胀后产生的闪发气体由螺杆机中间补气口吸入,经济器中的液体降到与中间压力相对应的温度,另一路高压液体在经济器的热交换盘管中被冷却到中间温度,再向蒸发器进行供液,由于这时的制冷剂温度较低,进入蒸发器产生的闪发气体很少(大量的闪发气体已经发生在经济器里),从而提高了制冷量。

9、氢压机的保护措施

①、防喘振控制。当压缩机入口气体不足时,本回路控制调节阀从压缩机出口缓冲罐排放部分气体返回压缩机吸入缓冲罐,以保证压缩机的负荷不低于最低负荷。

②、联锁信号。在出现下列异常情况时,联锁信号使压缩机停止运行。

Ⅰ、压缩机电机三相绕组任何一相温度超过上限;

Ⅱ、压缩机出口温度的2个温度检测回路同时高报警;

Ⅲ、压缩机入口压力低于设定值时;

Ⅳ、压缩机润滑油压低低报时;

Ⅴ、压缩机振动高报时。

联锁信号使压缩机停机的同时,给出信号关闭其出口阀,开启阀门使气体回到入口。

10、R-22热交换器的自动控制过程。

当被冷却物质的流量增加或者减少时,引起深冷器内R-22的蒸发量相应增大或者减少(即液位发生变化),根据深冷器内R-22的液位来自动控制R-22的进料阀门开度以保持R-22的液位稳定。当深冷器内R-22的液位高报时,联锁信号使电磁阀动作来快速关闭进料阀。

11、简述HCL吸收塔塔底液位自动控制。

检测HCL吸收塔塔底液位,并用该液位信号控制从分馏塔下部泵送来的氯硅烷管道上的阀门开度,自动保持塔底液位。

12、简述HCL分馏塔进料及塔底液位控制过程。

为了保证分馏塔的稳定运行,其进料量为恒流量控制,并优先使用冷凝降温后形成的富HCL的氯硅烷液体,其次为HCL吸收塔来的富HCL的氯硅烷液体。在自控方面通过如下方式满足以上工艺要求:分别检测两路氯硅烷液体的流量,送DCS系统后经加法器处理,生成控制信号来控制HCL吸收塔来的富HCL的氯硅烷液体管道上的调节阀的开度。

塔底液位控制过程:检测塔底液位,根据该信号来控制排出的氯硅烷冷凝液(用于主工艺中的下一步的精馏提纯用)的量,当液位过高时多排出,低时少排,当出现联锁信号通过电磁阀快速关断该调节阀。

13、HCL分馏塔塔顶温度控制过程。

此控制过程采用串级控制系统。检测进料温度和进料流量,作为分馏塔再沸器加热蒸汽流量调节器的给定值(温度为主变量、蒸汽流量为副变量),通过流量控制器来控制蒸汽调节阀的开度。采用串级控制可以克服蒸汽波动对温度的影响。

14、简述HCL分馏塔塔顶馏出物的排出和回流的控制过程。

HCL分馏塔塔顶馏出物的排出由顶部平衡罐的液位检测信号来控制HCL排出管道上的调节阀的开度;回流量采用恒流量控制。当平衡罐液位偏低时,减少HCL的排出量,保证回流量的稳定。

还原尾气回收(CDI)讲座

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