| 配料系統氮封控制的設計及應用 | 2020-02-09 |
| 摘要：電解液混合釜配料設備采用氮氣充填于固定頂配料系統的氣相空間謂之氮封。因氮氣的密度小于有機氣體而浮于其上故而形成氮封。氮封具有以下特點：①氮封可減少有機氣體揮發；②氮封能有效防止有毒氣體對周圍環境的污染；③氮封可防止潤滑油計量釜配料系統內爆炸性混合氣體的形成，且對儲存物質的性質無任何影響；④氮封可以減少吸水性物質對空氣中水分的吸收；⑤氮封可以隔絕易氧化物質與空氣中氧氣發生氧化反應。氮封控制主要用于保持容器頂部保護氣(一般為氮氣)的壓力恒定，以避免容器內物料與空氣直接接觸，防止物料揮發，被氧化，吸水，以及保護容器的安全。涂料反應釜稱重配料系統氮封控制廣泛應用于石油、化工、醫藥、環保、水處理等行業。本文主要研究車間多個或者單個樹脂涂料罐配料系統頂部采用氮氣微正壓充氣保護，減少污染物質排放以及提高油墨原料罐配料系統的安全性的一整套裝置。控制主要包括：氮氣閥門、自力式調節閥、緊急排空閥門、混合反應罐、反應釜、壓力變送器、DCS溶劑反應鍋自動配料系統、排空總管。 1氮封控制的作用、應用以及組成 1.1作用 1)隔離氧氣(外界氣體) 利用氮氣作為助劑發酵罐配料系統低壓時的補氣源，控制天那水儲料罐配料系統上層氣相的氧氣含量，既避免物料被外界氣體污染，也提高了存儲過程的安全性。 2)減少污染物的排放 將裝有同一物料或者同一控制內的多個甲醇調漆罐配料系統排空連接起來，形成較大的氮封控制，當一個配料系統出料，另一個鹽酸計量罐配料系統進料時，利用配料系統之間的排空管，可以減少呼吸氣排放。另外控制低壓時補氮氣，高壓時排氣，中間壓力不排氣，也減少了污染物的排放。 3) 乙醇潤滑油儲罐配料系統保護應用 受氣候驟然變化如突然大幅降溫等影響時， 粘合劑混合罐配料系統內部物料急劇收縮，氮封控制及時補充氮氣，避免配料系統被抽癟。 1.2氮封控制的應用 是否需要氮封，主要根據物料的性質來定，以下幾種情況下需要用氮封： 1)毒性較大，對環境污染較大的物料； 2)吸水性較強，容易造成物料水分增加的物料； 3)對氧氣比較敏感，容易氧化的物料； 4)閃點較低，危險性較大的物料，氮封可減少火災發生的系數。 1.3組成 氮封控制由補氮氣閥門、自力式調節閥、緊急排空閥門、混合反應罐、反應釜、壓力變送器、DCS控制控制等裝置組成。 2氮封控制基本要求 2.1技術要求 1)補氣量的設置 醇溶液醇沉罐配料系統氮封控制的供氣量應大于或等于由于泵抽出配料系統內儲存的液體所需的補充氣量與由于外界氣溫變化而產生的配料系統內氣相冷凝和收縮所需補充的氣量之和。 ①泵抽出氨溶液結晶罐配料系統內儲存的液體所需補充的氣量等于泵的輸出能力； ②因氣溫變化而引起活性劑萃取罐配料系統內的氣體冷凝和收縮需補充的氣量，一般來說對容積<30180m3的配料系統，每立方米容積，每小時需補入0.178m3氮氣； ③氮封控制補氣時必須平緩，氮氣流量不能過大，確保控制壓力穩定。 2)基本運行參數設置 ①乳化劑催乳罐稱重配料系統當控制壓力小于設定值1（-0.3kPa）時，打開氮氣閥門（低壓補氣）； 當控制壓力大于設定值2（1.6kPa）時，關閉氮氣閥門； ②助懸劑調色釜稱重配料系統當控制壓力大于設定值3（2.8kPa）時，打開應急排空閥（高高壓排氣），并“報警”；當控制壓力小于設定值4（1.8kPa）時，關閉應急排空閥； ③潤濕劑調色罐自動配料系統當控制壓力小于設定值5（-0.8kPa）時，打開應急排空閥補氣（低低壓補空氣，安全措施），并報警； ④涂劑調膠罐配料系統氮封控制水封為兩級水封，單個水封浸沒深度為10cm； ⑤甘油劑臥式儲罐自動配料系統自力式調節閥啟動閥前壓力為800Pa； ⑥酊劑濃縮罐配料系統液位報警設置參數為50mm； ⑦糖漿劑配料罐配料系統氮氣閥門連續開啟超過5分鐘，控制報警； ⑧醑劑燃油儲罐配料系統氣動閥門故障報警（閥門30秒內未能執行控制命令）。 3設備要求 1)混合反應罐安裝有液位變送器，液位信號輸送至DCS控制，并設置有液位報警； 2)氮封控制的緊急排空氣動閥門一般采用氣動蝶閥，閥門口徑一般為DN80或者DN100；旁路一般采用DN80的手動襯PE球閥，避免閥芯銹死； 3)自力式調節閥的膜片屬于易損件，需要準備備用膜片； 4)DCS控制控制界面簡潔易懂，參數設置方便，操作方便； 5)DCS控制配備UPS備用電源，便于斷電后仍能查看控制狀態，確保安全。 4安裝要求 1)所有芳香水劑計量罐配料系統的排空管在連接到排氣總管時，需要上翻連接，避免串料； 2)混合反應罐一定要安裝在排空總管的點，便于收集滿溢或冷凝下來的物料； 3)安裝在室外的反應釜需要考慮保溫，并 安裝溫度變送器，并設置高低溫報警；反應釜液位計安裝為兩段，便于觀察反應釜內是否有油污；反應釜排液管道需要接至車間廢水控制內； 4)壓力變送器安裝位置要能準確代表排空總管的真實壓力，變送器管道底部要設置有排液口，方便冬天排掉變送器管道中的冷凝液，減小測量誤差； 5)壓力變送器的安裝位置需要離氮氣補氣口至少3米，確保檢測的穩定； 6)在壓力變送器的附近位置安裝現場微壓壓力表，用于校準壓力變送器； 7)反應釜安裝時需要考慮位置，方便操作觀看液位； 8)裝有氮封控制的著色劑計量釜配料系統、儲槽如果有取樣口，取樣口必須安裝有液封，確保取樣時控制的密閉性； 9)自力式調節閥出口管道需要安裝有排液管，避免自力式調節閥內有積液。 5調試和運行要求 1)氮封控制管道在安裝后必須試壓試漏；控制在投入使用前需要檢查控制的氣密性，確保配料系統的排空、取樣口都關閉； 2)氮封控制投入使用前必須檢查自控閥門能否正常開關、反應釜液位是否合適、DCS控制控制參數設定是否正確、壓力變送器數值和現場微壓表是否一致等； 3)氮封控制調試前人員培訓要到位，尤其掌握緊急停車應急處理操作； 4)氮封控制調試時需重點確認DCS控制程序是否正常； 5)運行期間氮封控制不常開的閥門必須每星期人工開啟一次，避免閥門銹死； 6)運行期間必須按時檢查反應釜的液位并做好記錄，如果發現反應釜油污多，則需要及時更換反應釜的水； 7)運行期間如果遇到停電等異常情況，需要根據車間實際情況確認是否需要開啟緊急排空閥門。 6結論 潛溶劑配色罐配料系統的氮封控制，氮氣補氣采用自動調節裝置，當反應罐內壓力低于設定值時調節閥開啟，補充氮氣；當反應罐內壓力高于設定值時，調節閥關閉，停止補氣，確保設備安全。 助溶劑混合釜配料系統設置氮封控制可以有效防止反應罐內爆炸性混合物的形成，防止有毒介質的揮發，對環境造成污染；減少吸水性物質對水分的吸收；降低易氧化物質的氧化反應。增溶劑反應釜配料系統的壓力可保持在-300~1600Pa之間。 | |
