己二酸生產中沉降式增稠器漿料結晶上涌的原因及對策探討

連永義

摘 要：本文首先介紹沉降式增稠器，然后分析漿料結晶上涌的原因，并提出解決對策，希望為相關行業提供借鑒。

關鍵詞：己二酸;沉降式增稠器;漿料結晶

0 引言

增稠器在己二酸生產中可以起到濃縮的作用，在查閱資料后得知，國內某化工企業所應用的增稠器，可以將低濃度己二酸漿料濃縮成50%濃度的己二酸漿料。但漿料結晶上涌現象的出現，卻對其使用效果造成了不利影響。因此，對此項課題進行研究，具有十分重要的意義。

1 增稠器

增稠器在己二酸生產中的作用為增加濃度，其原理如下所述：增稠器通過對己二酸晶體和母液相對密度差值和重力沉降作用，壓縮己二酸，即可實現增稠的目的。其組成部分包括殼體、過濾器、稱重計和溢流堰。其整體形狀呈圓錐形，其上部形狀為圓柱形，下部為錐形，其中，錐體的角度為30-50°，其內部設置了多個過濾器。除過濾器外，增稠器內的連接管數量眾多，但這些過濾器連接管都會與母液管線相連。此外，增稠器稱重計作用為判斷漿料濃縮度，所采取的方法為稱重法，這種方法較為簡單和直觀，便于作業人員了解實際情況。

2 沉降式增稠器漿料結晶上涌原因和對策分析

沉降式增稠器在正常運行期間，物料會在增稠器內停留，同時將增稠器分為三個區域，如圖1所示。首先物料會在清液區停留，再經過處理后進入懸浮區，最后高稠度漿料會進入濃縮物聚集區[1]。

圖1 ? 增稠器分區

某化工企業在啟動沉降式增稠器后，發現己二酸的沉降效率和質量與要求不符，導致漿料在增稠器分區內停留的時間參差不齊，存在漿料在濃縮物聚區停留時間延長，而在清液區和懸浮區停留時間減少的現象，在此類現象出現后，增稠器內的己二酸結晶不斷上涌，導致大量結晶在濾網表面附著，隨著結晶附著量的增加，堵塞問題隨之出現，增稠器的增稠效果也因此而下降，無法繼續生產高質量的產品。增稠器結晶上涌如圖2所示。

圖2 ? 增稠器結晶上涌

在發現故障設備故障后，化工企業組織技術人員對工藝進行分析，結果表明，導致沉降式增稠器漿料結晶上涌的原因表現在以下方面：

2.1 結晶顆粒度大小及溫度控制不當

結合上文可知，增稠器通過對己二酸晶體和母液相對密度差值和重力沉降作用，壓縮己二酸是增稠器的工作原理。在查閱資料后得知，沉降速度和固體粒度之間呈正比關系，而懸浮顆粒直徑平方與黏度之間呈反比關系。簡言之，就是顆粒速度越大，沉降速度越快，反之則亦然。如果顆粒度小于標準值，就會導致沉降速度下降，懸浮區也會因此發生湍動，這對于顆粒沉降效率提升而言，會造成極為不利的影響，漿料層的穩定性也會被破壞，數量眾多的己二酸結晶會因為沉降效率低下而滯留在濾拍表面。這種情況的發生概率會隨著增稠器運行時間的延長而加大。己二酸結晶狀況，會對結晶顆粒的質量產生影響，針對此類問題，技術人員需要優化工藝，并對結晶器壓力進行調整，與此同時，還要將溶液結晶生成過程、晶核形成和影響因素作為依據，采取行之有效的措施確保己二酸晶體顆粒度與標準相符。目前，將晶種添加到結晶器中較為適用，簡言之，就是控制晶種返回量和結晶器的進料比，通常情況下，二者的比重應該為10：1.2。此外，溫度同樣會影響結晶顆粒度，溫度正常情況下，結晶數量較少，有利于增稠器晶漿分離效果的提升。但溫度過高和過低均會對增稠器晶漿分離效果造成不利影響。因此，建議技術人員將漿料罐溫度控制在23-35℃之間。研究結果表明，在漿料罐溫度超過35℃時，微結晶數量會顯著增加，并且己二酸具有非常強的黏性，在雙重作用下，大量結晶會在壁面附著，最終導致漿料層結晶上涌現象的出現[2]。

2.2 增稠式過濾器母液抽出效率低下

澄清液體和濃縮懸浮液是增稠器所具備的功能，在設備運行階段，母液會在清液區留存，然后被過濾器強制抽出。位于濃縮區域漿料，其濃度應該處于40%-50%之間。在化工生產階段，增稠器會保持平衡狀態，簡言之，就是低稠度漿料進料量與高稠度晶漿出量大致相同。假設設備運轉正常且容積不變，稠度較低漿料和高稠度晶漿較為穩定，此時，母液抽出效率會對高稠度晶漿濃度控制造成直接影響，對母液抽出量進行控制，是調整濃縮漿料濃度和分布高度的重要措施。過濾器設計和安裝狀況與母液抽出能力息息相關。以該企業所使用沉降式增稠器為例，該增稠器內部過濾器以單面濾網為主，相鄰兩組過濾器之間的距離較小，且濾網一面背對中心漿料管線，與增稠器壁面之間的距離非常近，正因如此，導致過濾面積與設計要求不符。在產能尚未提高時，過濾空間不足和過濾面積有限的問題并未暴露，但在產能提高后，過濾器固有問題被徹底暴露，具體表現為母液抽出能力有限，與實際生產需求嚴重不符。為解決問題，技術人員通過試驗的方式重新確定了過濾面積和母液抽出量之間的比重，并在此基礎上，對過濾網的面積，使單面過濾網和壁面之間的距離由10-25cm增加到35-60cm，改進后的增稠器，其母液抽出效率大幅度上升，使沉降式增稠器漿料結晶上涌現象得到了控制。

2.3 增稠器內漿料進出量無法匹配

在實際運行過程中，增稠器會保持沉降動態平衡的狀態，簡言之，就是進出溶液量和晶漿出料量大致相等，如果這個狀態被打破，就會導致漿料結晶上涌現象的發生。簡言之，就是增稠器內部不同區域內的漿料，其濃度不同，在平衡狀態下，三個區域高度固定不變，如果低濃度漿料進入高濃度區域，就會導致高濃度漿料被溢出進入上級區域，從而使懸浮區和清液區沉降縮短，沉降效果會顯著下降。針對此類現象，技術人員應定期觀察稱重計的指示值，如果指示值發生異常變化，需要對進出料量平衡進行調整，降低漿料結晶上涌現象出現的概率。

3 結論

綜上所述，增稠器作為己二酸生產工藝中的重要設備，其運行效果關系到己二酸生產效率和質量，為此，化工企業應針對問題的成因，采取有效的措施解決漿料結晶上涌問題，在延長增稠器的使用壽命的同時，保證產品的生產質量。

參考文獻：

[1]盧慶平.己二酸成品中微量固體雜質的分析與改進措施[J].化工管理，2020（28）：159-160.

[2]翟保山，張警衛，董曉凱.己二酸生產中沉降式增稠器漿料結晶上涌的原因及對策[J].河南化工，2019，36（07）：32-33.