塔壁結(jié)晶和處理技術(shù)
2011年05月04日 10:36 5933次瀏覽 來源: 中國(guó)有色網(wǎng) 分類: 鉛鋅資訊 作者: 自由書生
塔壁結(jié)晶過程分析:
泵送冷卻塔頂部的硫酸鋅溶液,經(jīng)反濺式噴頭反射,變成設(shè)定大小的液滴噴灑下落,主體液滴落入塔池,部分液滴灑向塔壁。
液滴從產(chǎn)生時(shí)刻起,受溫度較低的進(jìn)塔氣流撞擊傳熱,開始急劇降溫,并在急劇降溫過程中產(chǎn)生微細(xì)結(jié)晶。
含有微細(xì)結(jié)晶的液滴灑向塔壁后,在塔壁積聚。積聚液滴繼續(xù)被進(jìn)塔氣流降溫,液滴中的微細(xì)結(jié)晶繼續(xù)生長(zhǎng),并趨向塔壁沉積。
積聚在塔壁的液滴成為涓涓細(xì)流,夾帶結(jié)晶顆粒向塔池流動(dòng),使塔壁結(jié)晶沉積面積和沉積厚度不斷增大。新生的結(jié)晶沉積層對(duì)灑向塔壁的液滴提供晶種誘導(dǎo),又加速結(jié)晶的產(chǎn)生和生長(zhǎng)。
于是,塔壁結(jié)晶沉積量日益增大,結(jié)晶沉積層日益增厚。當(dāng)結(jié)晶沉積層達(dá)到一定厚度(比如400mm),超越塔板設(shè)定負(fù)荷,必須停塔進(jìn)行人工清理。
軟板阻抗塔壁結(jié)晶沉積技術(shù):
目前使用最多的技術(shù)措施,是在塔壁設(shè)置一層PE/PP/PVC材質(zhì)的軟板,把塔板與液滴隔離開來。軟板底部墜有鉛錘,防止軟板被進(jìn)塔氣流掀起,并強(qiáng)化軟板振動(dòng)。液滴灑到軟板上形成的結(jié)晶沉積層,在進(jìn)塔氣流鼓動(dòng)和鉛錘振動(dòng)下,被抖落下來。利用軟板阻抗結(jié)晶沉積的技術(shù)方法,是非常有效的。問題在于軟板在腐蝕環(huán)境下長(zhǎng)期經(jīng)受風(fēng)力剪切彎折,其拐彎和定位部分的材質(zhì)老化很快,進(jìn)而開裂、斷裂。軟板出現(xiàn)開裂或斷裂后,液滴進(jìn)入軟板與塔板之間的夾層區(qū)域,快速形成結(jié)晶沉積層,使軟板鼓脹破裂,最終破壞軟板防御體系。一旦軟板損壞,塔內(nèi)惡劣的酸霧環(huán)境,使得軟板維修工程變得極其麻煩,進(jìn)而對(duì)軟板維修工程質(zhì)量產(chǎn)生連帶影響。鑒于軟板阻抗結(jié)晶沉積的方法,預(yù)后性差,維修效果差,很多電鋅廠干脆不設(shè)置軟板,直接定期人工清理塔壁結(jié)晶。
冷卻后液流膜阻抗塔壁結(jié)晶沉積技術(shù):
利用軟板阻抗結(jié)晶沉積的方法,技術(shù)方案本身是非常有效的,問題出在軟板壽命和施工質(zhì)量。眾所周知,在惡劣環(huán)境下施工,工程質(zhì)量難以得到保障。我從沙雪落入河面不結(jié)晶沉積受到啟發(fā),提出了用冷卻后液阻抗液滴結(jié)晶沉積的方法。這種方法,把硫酸鋅溶液冷卻后液流膜看作塔壁表面流動(dòng)的軟板。冷卻后液是達(dá)到進(jìn)塔氣流極限降溫幅度的硫酸鋅溶液,因此,冷卻后液流膜又可以看成一種恒溫流膜,流膜本身不會(huì)在塔壁產(chǎn)生結(jié)晶沉積。而灑向流膜的液滴,盡管已經(jīng)產(chǎn)生微細(xì)結(jié)晶,但液滴進(jìn)入塔壁恒溫流膜后,結(jié)晶生長(zhǎng)過程受到遏制,結(jié)晶顆粒無法向塔壁表面沉積,而是被流膜帶入塔池。塔壁結(jié)晶沉積得以有效消除。
那么,冷卻后液流膜是否會(huì)存在斷流區(qū)域或斷流問題?我作了一個(gè)小型試驗(yàn):在一塊垂直放置的玻璃板頂部,設(shè)置一個(gè)溜槽,溜槽的溢流口水平設(shè)在玻璃板頂部,距離玻璃板平面間距為4mm。往溜槽泵入硫酸鋅溶液,使溶液不斷溢流,玻璃板表面的溶液流膜非常穩(wěn)定。即便在減少流膜厚度50%的情況下,流膜也未出現(xiàn)斷流區(qū)域。根據(jù)流膜潤(rùn)濕原理,在流膜形成后,流膜本身具備均質(zhì)化分布特性。這一特性,使溜槽溢流發(fā)生波動(dòng)的情況下,流膜可自動(dòng)調(diào)整均質(zhì)化分布。
發(fā)明冷卻后液流膜阻抗塔壁結(jié)晶沉積技術(shù)后,有煉鋅專家特別觀察了在某些賓館大廳設(shè)置的人工瀑布,提出進(jìn)塔氣流對(duì)塔壁冷卻后液流膜的影響問題。我提出解決這個(gè)問題的技術(shù)方案是:當(dāng)進(jìn)塔氣流沖力不足以形成塔壁流膜斷流區(qū)域時(shí),無須考慮進(jìn)塔氣流對(duì)塔壁流膜影響的技術(shù)措施;當(dāng)進(jìn)塔氣流沖力足以形成塔壁流膜斷流區(qū)域時(shí),就在塔壁迎風(fēng)面或受風(fēng)力折射干擾較大的塔壁前面設(shè)置一道平板屏風(fēng)(屏風(fēng)距離塔壁30-100mm),以消除進(jìn)塔氣流沖力對(duì)冷卻后液流膜結(jié)構(gòu)的影響。這個(gè)方案,得到煉鋅專家們的認(rèn)可。
盡管泵送硫酸鋅溶液冷卻后液需要消耗電力,但其單位投資成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于軟板方案和裸壁方案,尤其是免除塔壁結(jié)晶清理工程,節(jié)省了冷卻塔停塔時(shí)間,有利于充分發(fā)揮設(shè)備效能。
采用冷卻后液流膜阻抗塔壁結(jié)晶沉積技術(shù),要求塔板內(nèi)壁表面平整光滑,最好是成為鏡面。鏡面玻璃鋼制作技術(shù),已經(jīng)非常普及,不存在工程化實(shí)施難題。至于環(huán)形溜槽溢流堰的水平面施工質(zhì)量,現(xiàn)有安裝施工技術(shù)足以保證。
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