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一文讀懂乙炔設備的性能比較

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一文讀懂乙炔設備的性能比較

發布日期:2020-05-09 作者: 點擊:

溶解乙炔設備安全性能和使用性能的好壞,直接影響到乙炔的生產安全與生產經濟成本的高低,是許多需要投資、改造乙炔生產企業應該關注的重點。為了安全,今天小編給大家科普一下各種設備的性能以供參考。

一、發生器的選擇

如何選擇發生器?在這方面大家爭議較多。目前,發生器基本上有三種類型,一類是中壓式的,又稱是排水或注水式;一類是敞開式的,又稱投水式;另一類是密閉式的,其給料型式也可分為螺旋給料或電振給料。此三類發生器在上個世紀80年代中期各地都有引進成套技術設備,以美國為代表的是中壓式、日本是敞開式、瑞典是密閉式。各自的優、缺點見下表1:


各種類型發生器性能比較

(表1:各種類型發生器性能比較)


二、各類發生器的優缺點:

1、中壓式(排水式)

優點:設備簡單,占地面積小,占空間體積小,對原料電石粒度要求不苛刻。

缺點:電石利用率低,乙炔純度相對較低,勞動強度較大,安全系數低。因為此類發生器是開啟式裝料,一次裝料排清渣,在這個過程中,肯定有部分乙炔外泄浪費,裝完料后,又要吹除發氣室內殘存空氣(用乙炔)。加之,一些微小電石不能利用。所以,整個發生過程不但勞動強度大、乙炔純度低,且安全系數低,尤其是一些含硫、磷較高的電石更危險。

PS:不符合國家規定,市場已經不生產

2、敞開式(投水式)

優點:相對密閉式設備成本低、配套設施較少(有些廠都不上吊車)、對原料電石粒度要求不苛刻、檢修較易。

缺點:因發生氣電石是人工投放的,勞動強度較大(有些廠搞了半自動化,但最終還須人控制給料),生產環境條件較差。電石利用率相對密閉式要低點,微小電石無法利用。因一些微小電石在投入水的瞬間既開始發氣,因粒度小、重力小,還沒等進入發氣室,其與水的反應已經完成,而這部分所產生的乙炔只能通過發生器上方的排空管放入大氣。不僅浪費原材料,而且由于瞬間發氣的溫度很高(特別是此類微小電石較多時),而硫化氫、磷化氫含量也較高時。極易引起裝料口自燃著火。一般使用此類發生器在廠家都有此經歷,有的可發生幾次,所以,一般微小電石不能使用。既使是大粒度電石,在進入水而未到發氣室之時,與水也發生反應生成乙炔,盡管只是瞬間,但每天累計數量也相當可觀。

乙炔壓縮機

3、密閉式

優點:產量大、無需人工加料、副發生器結構、電石利用率高、密閉安全性好、工作環境好、可實現自動化控制。密閉式乙炔發生器由于它采用的是全密封加料,所以在加料過程中沒有任何電石粉塵產生,操作環境相當好。全密封發生器采用電磁振蕩器(振蕩電機)把電石從均勻地振落到發生器內,電磁振蕩器與貯氣柜連鎖控制,當發生器的發氣量過大時,電磁振蕩器會自動停止工作。在安全性能方面,該發生器有超壓、超液位兩種保護裝置非常安全。具有較高的自動化程度。全密封發生器帶有副發生器,使所有電石得到充分反應。乙炔氣通過噴淋冷卻塔冷卻降溫。從設備的安全性能、自動化程度、乙炔提取率方面都是最理想的。

從這三種類型的乙炔發生器來看,最易達到標準要求的是帶副發生器的密閉式乙炔發生器,因為它可以使用0~80粒度的電石(大的可破碎),僅發生器這一項,在電石利用率上是很有賬算的。

投資辦廠,目的是要有較快的回報率。從投資成本到經濟回報來看,不妨對它們進行比較:如果每年用1000噸電石,密 式發生器的電石利用率為95%,敞開式發生器的電石利用率為90%,中壓式發生器的電石利用率為85%則每噸電石按平均價3500元計(含運費),它們的實際可利用值分別為:密閉式:333萬元;敞開式:315萬元;中壓式:301萬元。

劃重點:

按目前市場價格,密閉式設備成本價格不高,加上廠房建設及其他費用,最多也只需1~1.5年就可以全部收回(這里還沒有包括勞動人工費用的差別價)。一套設備投產至少 可運轉7~10年,綜合上述發生器性能比較,有條件的情況下采用密閉式乙炔發生器較好。

三、凈化設備的選擇

目前,常用的乙炔凈化法有硫酸凈化法、次氯酸鈉凈化法及氯水凈化法等,適合于溶解乙炔生產。其他類似干式藥劑凈化、硫酸鼓泡法凈化等,只能在極小量的單位(如凈化3~5瓶等)使用,不適合在成套溶解乙炔設備配套。因為,凈化系統必須要滿足以下幾個基本要求:

a.凈化裝置的凈化能力與生產規模相匹配;

b.凈化裝置的凈化質量要穩定、可靠、持久;

c.凈化處理后的廢液要便于處理,并對環境不能造成損壞;

d.凈化裝置本身要易操作、好調控等。

設備要與其他設施(諸如發生器、氣柜、壓縮機、充灌排等)有相應的使用周期,以利于設備的更新換代。硫酸凈化、次氯酸鈉凈化及氯水凈化的效果都很理想,但由于選擇的凈化材料不同,故其工藝也不盡相同,投資效率也不一樣,具體比較見下表2。


各種類型凈水性能比較

(表2:各種類型凈水性能比較)


劃重點:從上表不難看出,綜合效益還是次氯酸鈉凈化法較好,管理、投資成本也低,廢棄水處理也方便,不會對環境造成污染(直接排放到電石渣水中,中和后無污染)。所以過去多采用硫酸法凈化設備,但現在已基本不采用。目前,大多數新上項目或更新換代的乙炔凈化設備,大多數采用次氯酸鈉法。如果投資大型項目,每月產量超過5萬瓶,則氯水法運行成本較低,有很大的競爭優勢,且由于其設計的塔有5個之多(不含灌類),凈化、冷卻效果很好,對后面壓縮機及高壓干燥器影響最小,是大型乙炔設備投資的首選。


乙炔設備


四、乙炔壓縮機的選擇

目前,乙炔廠在用的壓縮機有膜片和活塞式二大類。膜式壓縮機在老式溶解設備中,占有相當比例。但在新上項目中,已很少見到(PS:按國家有關標準配套)。相對乙炔介質而言,其安全性、經濟效益較差,主要問題有:

1.壓縮形式為二級壓縮,壓縮比過大,壓縮溫度高,冷卻效果差,而且,要求進氣壓力是中壓(乙炔),與低壓類乙炔發生器配套,需增加一套水環泵裝置。由于其用水量較大,且對水質、水溫要求較高,水的重復利用使得占地投資也較大,若不重復利用,乙炔損耗(溶解于水中,一般在0.5~ 0.8gC2H2/H2Okg之間)較大。

2.安全系數低。因其設備簡陋,沒有高、低壓報警聯鎖自動停車系統,安全生產很難保障。每臺膜片式壓縮的產量較低(20m3/h),要多臺同時開車,人工操作時很難確保能及時處理設備高、低壓超限事宜,安全生產無法保證。

3.能耗高,易損件多。早期較老配型的膜片式壓縮機,而且,其主要壓縮氣體靠膜片凹、凸運動行程完成,受力集中,損耗較大,所以維修費用高。

目前,國產的活塞式乙炔壓縮機是與溶解乙炔專門配套的溶解乙炔專用設備,許多方面都考慮到乙炔的特殊要求,諸如高、低壓超限報警連鎖自動停車系統。一旦在低壓乙炔供應不上或高壓乙炔超過正常工作設定值時,均會自動停車(再啟動也無濟于事,必須要把保護系統得重新調節好,才可啟動開車),這樣就避免了因人工的誤操作而引起的安全事故發生。

還有水冷卻系統,由于其三級壓縮系統全部都在冷卻水中運作,故水溫由人工事先調整好,冷卻效果好,可以確保安全生產。

目前,一些壓縮機還具有調頻變速控制電動機轉速功能,可以根據充裝壓力的高低、充裝氣瓶的多少,調控電機轉數,確保大馬拉大車,小馬拉小車,合理匹配,控制能耗。有些電機還具有啟動電流回流系統,電耗更為降低。

相對于膜片式壓縮機,活塞式壓縮機還具有使用周期長、零配件更換率低、損耗小等諸多優勢,但其設備的一次性投資較高。而膜片式壓縮機的一次性投入則較低,這是一些小型企業至今仍青睞其的主要原因。隨著社會的發展,膜片式壓縮機最終肯定會退出溶解乙炔市場,這也是不爭的事實。我國的一些省、市己有明確規定(如云南?。?,溶解乙炔廠家不得使用膜片式壓縮機。

過去,高壓乙炔干燥器大多選用無水氯化鈣或硅膠干燥器(由于分子篩干燥技術未過關),但由于其需要頻繁更換填料,并工作效率低、乙炔損耗大、檢修成本高,故逐漸被淘汰。目前,國內外乙炔行業,大多采用分子篩干燥技術。

其主要特點有:

a. 干燥器吸附容器的強度設計按乙炔分解爆炸壓力來計算,因此,即使容器內的乙炔產生分解爆炸,容器仍是安全的;

b. 吸附容器內充滿了分子篩干燥劑,而分子篩在使用過程中不會下沉,容器內不會出現容器空間(空容積),即不會產生爆震;

c.因其設計采用變壓吸附再生工藝,分子篩填料使用周期長、更換次數少(平均10萬瓶左右一次),既降低了檢修成本,也降低了乙炔損耗;

d.分子篩高壓干燥通過氣動或電動(遙控裝置)控制系統自動切換作業,因此操作簡單,自動化程度高,但專業維修技術水平要求相對也較高;

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關鍵詞:乙炔設備

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