رسیدگی به شرایط شدید: انتخاب برگ های فیلتر برای گیاهان گوگرد مذاب و اسید سولفوریک

در قلب کارخانه تولید اسید سولفوریک در مقیاس جهانی، مرحله فیلتراسیون گوگرد مذاب مسلماً یکی از تهاجمی‌ترین محیط‌های مکانیکی و شیمیایی است که یک سیستم جداسازی می‌تواند با آن مواجه شود. به طور مداوم در دماهای در نوسان بین130 درجه و 150 درجهو وظیفه جداسازی خاکستر عنصری بسیار ساینده، قیر و ناخالصی های کربن پیچیده از گوگرد مایع، سخت افزار استاندارد فیلتراسیون صنعتی به سرعت تخریب می شود.

هنگامی که یک ورقه فیلتر در یک مدار گوگرد مذاب خراب می شود، عواقب عملیاتی بسیار فراتر از هزینه مستقیم جایگزینی صفحه فلزی آسیب دیده است. بای پس جامدات کشف نشده می تواند به سرعت و به طور غیرقابل برگشتی بسترهای کاتالیزور پنتوکسید وانادیوم (V2O5) را در داخل مبدل خراب کند. این مسمومیت با کاتالیزور باعث کاهش شدید-راندمان تبدیل SO2 به SO3، افزایش انتشار گازهای گلخانه ای و تعطیلی ناگهانی چند-میلیون دلاری تأسیسات می شود.

برای مهندسان پردازش و مدیران تعمیر و نگهداری، درک نحوه انتخاب، تعیین و نگهداریبرگ های فیلتر فولاد ضد زنگزیرا خدمات گوگرد مذاب شدید برای تضمین زمان کار مداوم کارخانه و محافظت از تجهیزات سرمایه پایین دستی بسیار مهم است.

برای درک الزامات کیفیت سخت برای برگ های فیلتر گوگرد، مهندسان باید تاثیر اقتصادی پایین دستی یک نشت بای پس را محاسبه کنند. سیستم فیلتراسیون گوگرد مذاب-چه از یک مخزن فشار عمودی یا افقی استفاده کند-سپر اولیه محافظ مبدل فرآیند تماس است.

هنگامی که خاکستر ریز، سیلیس، یا فلس از لبه برگ فیلتر آسیب دیده یا پارچه سیمی پاره شده عبور می کند، مستقیماً به مشعل گوگرد می رود. گوگرد به گاز دی اکسید گوگرد (SO2) احتراق می شود، اما ذرات خاکستر غیرآلی غیر قابل احتراق به همراه جریان گاز داغ مستقیماً به مخزن مبدل منتقل می شوند.

پس از داخل شدن، این ریز{0}}ذرات مستقیماً روی حلقه‌های کاتالیزور متخلخل پنتوکسید وانادیوم (V2O5) می‌نشینند. این یک حالت خرابی چند مرحله‌ای مخرب را راه‌اندازی می‌کند:

● کور کردن منافذ:خاکستر مکان‌های سطح فعال میکروسکوپی کاتالیزور را می‌بندد و واکنش شیمیایی را برای همیشه متوقف می‌کند.

● کانال های گاز و افت فشار:از آنجایی که خاکستر در حفره های بین حلقه های کاتالیزور انباشته می شود، جریان گاز را محدود می کند. دمنده اصلی نیروگاه باید به میزان قابل توجهی سخت تر کار کند تا گاز را از بستر عبور دهد و مصرف برق را افزایش دهد. در نهایت، افت فشار باعث کاهش سرعت کامل کارخانه یا خاموش شدن اضطراری می شود تا کاتالیزور فوق العاده گران قیمت غربال و غربال شود.

تلفات الک کردن:غربالگری مکانیکی کاتالیزورهای آلوده معمولاً منجر به اتلاف فیزیکی 10 تا 15 درصدی ماده فعال به دلیل ساییدگی می شود که هزینه ای برای تسهیلات صدها هزار دلاری صرف هزینه های تکمیلی دارد.

انتخاب عنصر فیلتراسیون مناسب نیاز به فرو رفتن عمیق در شیمی فیزیکی تهاجمی حاکم بر گوگرد مایع در دماهای بالا دارد:

1. پنجره ویسکوزیته حرارتی بحرانی

گوگرد عنصری باید به شدت در یک پنجره حرارتی باریک کنترل شود تا قابل پردازش باقی بماند. در115 درجه، گوگرد به یک مایع زرد و آزاد- با ویسکوزیته کم حدود 11 cP ذوب می شود. با افزایش دما به سمت140 درجهویسکوزیته آن کمی بیشتر کاهش می یابد و این منطقه فیلتراسیون بهینه است.

با این حال، اگر درجه حرارت پایین تر باشد120 درجهبه دلیل وجود نقاط سرد در محفظه فیلتر، گوگرد فوراً متبلور می‌شود و انجمادهای موضعی- ایجاد می‌کند که می‌تواند به صورت فیزیکی پارچه سیمی را خرد کند. برعکس، اگر دما از آن گذشته باشد158 درجهحلقه‌های گوگردی باز می‌شوند و به زنجیره‌های مولکولی بلند و درهم پلیمریزه می‌شوند. ویسکوزیته فوراً از آن بالا می رود11 cPبه پایان90000 cP، سیال را به یک رزین ضخیم و غیر قابل پمپ تبدیل می کند که سطح برگ فیلتر را کور می کند. پانل های برگ فیلتر باید این انتقال حرارتی شدید و حرکات ساختاری ناشی از آن را بدون ترک یا تاب خوردگی تحمل کنند.

2. متالورژی تنش{1}}خوردگی و خستگی حرارتی

هنگامی که یک برگ فیلتر بین دمای اتاق در حین پاکسازی و145 درجهدر طول عملیات، فلز انبساط حرارتی قابل توجهی را تجربه می کند. در یک برگ استاندارد 5-لایه، پارچه سیم فیلتراسیون بیرونی، هسته زهکشی داخلی و قاب محیطی U شکل سنگین دارای جرم ساختاری و مقطع بسیار متفاوتی هستند.

اگر از روش‌های مونتاژ{0} درجه پایین استفاده شود، قاب ضخیم‌تر کندتر از شبکه سیمی ظریف منبسط می‌شود. این دیفرانسیل حرارتی فشار برشی شدیدی بر روی مفاصل وارد می کند و باعث خستگی حرارتی می شود. در طی چرخه‌های عملیاتی متعدد، این خستگی جوش‌های نقطه‌ای را برش می‌دهد، پرچ‌های اتصال را می‌شکند و شکاف‌های میکرو-در امتداد لبه مرزی که خاکستر می‌تواند از آن نشت کند باز می‌کند.

3. حفره شکاف اسیدی

در حالی که گوگرد عنصری خالص برای فولاد ضد زنگ- خورنده نیست، گوگرد خام صنعتی به ندرت خالص است. نفوذ رطوبت محیط یا نشت بخار از ژاکت های گرمایش، مولکول های آب را به سیستم وارد می کند. این آب به صورت دینامیکی با گوگرد داغ واکنش می دهد و اسیدهای گوگردی بسیار خورنده (H2SO3) و سولفوریک (H2SO4) را تشکیل می دهد.

این اسیدها به دنبال شکاف‌های ریز- مانند فضاهای زیر سر پرچ‌ها، گوشه‌های قاب روی هم قرار گرفته‌اند، یا تقاطع‌های محکم پارچه‌های سیمی بافته می‌شوند. در دمای بالا، ناخالصی‌های کلرید در این مناطق متمرکز می‌شوند و باعث خوردگی حفره‌ای سریع می‌شوند که می‌تواند در عرض چند هفته از طریق یک پارچه سیمی استاندارد خورده شود.

برای زنده ماندن در این شرایط سخت، برگ‌های فیلتر مواد غذایی عمومی-باید با عناصر سنگین-که دارای ارتقاء ساختاری و مهندسی شیمی خاص هستند جایگزین شوند:

1. آلیاژهای کربن بالا-نیکل / کم- (SS316L در مقابل{4}}L)

فولاد ضد زنگ استاندارد 304 به دلیل آسیب پذیری آن در برابر حمله بین دانه ای و ترک خوردگی تنشی در دماهای بالا، هرگز نباید در مدارهای گوگرد مذاب مستقر شود. حداقل، کارخانه-گواهی شده استSS316Lباید استفاده شود. محتوای کربن کم، رسوب کاربید را در حین جوشکاری به حداقل می رساند، در حالی که مولیبدن افزوده شده، دفاع مهمی در برابر حفره های اسیدی ایجاد می کند.

برای کارخانه‌هایی که «گوگرد تیره»-خاکستر پایین-بالا- را فرآوری می‌کنند یا از پاک‌کننده‌های اسیدی تهاجمی برای حذف رسوبات معدنی استفاده می‌کنند و سطوح فیلتراسیون فعال را ارتقا می‌دهند.904Lیاهاستلوی C276عملکرد بلندمدت- عالی ارائه می‌دهد. محتوای نیکل و کروم بالاتر باعث می شود که سیم های ریز قطر اصلی و رتبه منفذ اسمی خود را در طول سال ها قرار گرفتن در معرض مداوم حفظ کنند.

2. معماری قاب کاملاً جوش داده شده (استاندارد صفر-پرچ)

در حالی که پروفیل های قاب پرچ شده برای روغن های خوراکی و مواد شیمیایی عمومی بسیار موثر هستند، آنها مسئولیت شدیدی را در خدمات گوگرد شدید نشان می دهند. اصطکاک ناشی از ارتعاشات پنوماتیک مداوم، سر پرچ ها را به مرور زمان شل می کند. هنگامی که یک شکاف کوچک در زیر پرچ باز می شود، گوگرد مایع به داخل قاب وارد می شود و در هنگام خاموش شدن جامد می شود. پس از راه اندازی مجدد، این گوگرد جامد به دام افتاده منبسط می شود، مانند یک گوه عمل می کند و مرز قاب را منحرف می کند و در نتیجه بای پس فاجعه بار می شود.

راه حل مهندسی:لایه های توری فیلتر باید با استفاده از میزهای هیدرولیک چند محوری کشش داده شوند و سپسبه طور مداوم TIG یا پلاسما{0}}جوش قوس الکتریکیمستقیماً در یک قاب محیطی{0}}سنگین، U{1}}شکل. این یک واحد منفرد و هرمتیک مهر و موم شده با شکاف های صفر را ایجاد می کند که به طور کامل بای پس رینگ را حذف می کند و اطمینان می دهد که قاب می تواند نیروهای ارتعاشی مداوم را بدون از دست دادن مهر و موم خود جذب کند.

3. اسکلت زهکشی داخلی{1}سنگین تقویت شده

از آنجا که گوگرد مذاب متراکم است و کشش هیدرولیکی قابل توجهی را اعمال می کند، هسته داخلی باید بسیار سفت و سخت باشد. ما صفحه‌های پشتیبانی نازک استاندارد را با گیج-سنگین جایگزین می‌کنیمصفحه مش سیمی 3×3 یا 4×4 چین دارساخته شده از سیم تا ضخامت 1.60 میلی متر. این اسکلت داخلی سنگین از خم شدن یا غارنوردی سطح فیلتر فعال به داخل در هنگام افزایش فشار غیرمنتظره یا راه اندازی مجدد پمپ جلوگیری می کند و کانال زهکشی داخلی را باز نگه می دارد تا گوگرد تمیز بتواند آزادانه به سمت نازل جریان یابد.

هنگامی که یک پانل برگ فیلتر به حداکثر فشار دیفرانسیل خود می رسد، باید برای تمیز کردن از خط- خارج شود. از آنجایی که گوگرد جامد را نمی توان به سادگی با آب شست، تیم های تعمیر و نگهداری باید از یک پروتکل دقیق و منظم ترمیم برای جلوگیری از آسیب رساندن به پارچه فلزی ظریف پیروی کنند:

بخار-تخلیه کیک با ژاکت:قبل از باز کردن مخزن فیلتر، بخار به داخل ژاکت مخزن تزریق می شود تا دمای آن ثابت بماند140 درجه. این اجازه می دهد تا گوگرد مایع باقی مانده به طور کامل از کیک فیلتر تخلیه شود. سپس سیستم تحت یک ضربه هوای پنوماتیک یا پاکسازی نیتروژن بی اثر قرار می گیرد تا کیک خشک شود.

تخلیه ارتعاشی پنوماتیک:لرزاننده خودکار یا لرزاننده شافت برای انداختن کیک شکننده در قیف پایینی فعال می شود. اگر قاب برگ کاملاً صاف باشد، کیک به آرامی از بین می‌رود.

فرسودگی حرارتی یا حلال:در طی چرخه های متعدد، لایه های میکرو{0}}خاکستر در اعماق منافذ بافت هلندی قفل می شوند. برای بازگرداندن نرخ جریان، برگ ها برداشته می شوند و در یک کوره بازسازی حرارتی تخصصی قرار می گیرند که در آن گوگرد محبوس شده با دقت در دماهای کنترل شده زیر آستانه حساسیت فلز تبخیر می شود. روش دیگر، شستشوی شیمیایی با استفاده از سود سوزآور داغ و رقیق یا حلال های تخصصی می تواند عناصر اتصال دهنده را بدون خوردگی آلیاژ فولاد ضد زنگ حل کند.

پایان کاویتاسیون اولتراسونیک:بهترین راه برای تکمیل فرآیند بازسازی، غوطه ور کردن برگ ها در یک مخزن اولتراسونیک صنعتی است. امواج با فرکانس بالا-حباب‌های حفره‌ای میکرو- ایجاد می‌کنند که ذرات زیر{3}}میکرونی خاکستر باقی‌مانده را از تقاطع‌های سیمی محکم بیرون می‌کشند و عنصر را به 99% افت فشار تمیز اولیه بازمی‌گرداند.

در فرآوری گوگرد مذاب، انتخاب سخت‌افزار ارزان و ارزان{0}}فیلتراسیون درجه پایین، یک قمار عملیاتی-پرخطر است. یک نشت بای پس می تواند بسترهای کاتالیزور پایین دست را خراب کند و منجر به چرخش کارخانه های گران قیمت و کاهش حجم تولید شود. حفاظت از تأسیسات شما به عناصر{4}}فیلتراسیون سنگین نیاز دارد که به طور خاص برای کنترل استرس شدید حرارتی و شیمیایی مهندسی شده اند.

در مرکز تولید خود، ما در ساخت پانل های جایگزین کاملاً جوش داده شده، آسیاب-تأیید شده SS316L، 904L و Hastelloy که برای خدمات صنعتی شدید طراحی شده اند، تخصص داریم. این که آیا گیاه شما از بزرگی استفاده می کند

صفحه ستون، یا نقشه های تجهیزات فعلی خود را مستقیماً برای هماهنگی یک ارزیابی فنی جامع و دریافت قیمت مستقیم کارخانه- ارسال کنید.