碳化塔上部液位控制是碳化塔操作的主要內(nèi)容之一。液位過高會造成尾氣帶液嚴重，氨鹽水損失增大，中和水或氨鹽水進入尾氣支管和總管，會造成尾氣支管和總管生成ＮａＨＣＯ３結晶，堵塞尾氣管道；液位過低則出氣ＣＯ２濃度高，ＣＯ２損失加大，碳化塔容積利用系數(shù)降低，降低了碳化塔的生產(chǎn)能力。液位過低碳化塔上部預碳化不夠，結晶差，鹽耗高，濾過損失大，重堿水分高等，同時又浪費了壓縮機的生產(chǎn)能力。本文通過一組典型生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析碳化塔上部液位對純堿生產(chǎn)指標的影響，簡要介紹碳化塔上部液位測量、控制方法。

 

１　碳化塔上部液位對生產(chǎn)指標的影響

１．１　碳化塔上部液位對尾氣濃度的影響

通過對清洗塔液位與尾氣ＣＯ２濃度測試發(fā)現(xiàn)：

        １）清洗作業(yè)時，清洗塔能夠保持高液位，尾氣ＣＯ２濃度２％，以清洗氣總量１７?。埃埃埃危恚常?，中段氣６?。福埃埃危恚常瑁逑醋鳂I(yè)時尾氣中排放的ＣＯ２（以１００％ＣＯ２計）為４６０Ｎｍ３／ｈ。清洗作業(yè)時清洗氣排放總量為１３?。担玻矗危恚常?，屬于較為理想狀態(tài)。

        ２）碳化塔制堿作業(yè)時，由于沒有液位測量及控制，存在單塔、多塔尾氣ＣＯ２濃度較高，尾氣總管ＣＯ２濃度高的情況。

        碳化尾氣總管ＣＯ２濃度控制在５％能夠做到，且為效果較好狀態(tài)。如若碳化塔上部液位控制不穩(wěn)定，對應各種尾氣濃度狀況下與尾氣總管ＣＯ２濃度５％相比，從尾氣系統(tǒng)中多排放的ＣＯ２如表３。

        目前碳化塔液位測量無有效手段，實際操作中基本上以塔壓作為控制的標準。由于碳化塔在清洗和制堿作業(yè)時阻力是變化的，測量液位試驗時發(fā)現(xiàn)，當塔壓值較高時，碳化塔上部仍有可能是無液位，尾氣中ＣＯ２濃度仍然較高。從上表３統(tǒng)計中可以發(fā)現(xiàn)：從尾氣中多排放的ＣＯ２與中段氣總量比值依然過高。

 

１．２　碳化塔上部液位對碳化反應的影響

        由于碳化塔上部液位沒有測量手段，為防止冒塔，往往運行在低液位狀態(tài)，為提高塔壓，人為增加碳化尾氣壓力，塔壓雖然達到要求，但實際液位不夠，這就導致制堿塔作業(yè)時有效容積利用率不高。中和水在碳化塔上部預碳化不夠，結晶位置下移，到達出堿口時結晶小，在塔內(nèi)停留時間短。由于重堿結晶小，造成了濾過損失加大，濾堿機后重堿水分高，加大了后續(xù)煅燒爐的負荷。

 

１．３　碳化塔上部液位對爐氣系統(tǒng)的影響

        由于重堿結晶小，煅燒后輕灰粒度小，被爐氣帶走更多堿塵，經(jīng)過煅燒進入熱堿液系統(tǒng)較多，造成熱堿液系統(tǒng)膨脹，給爐氣處理系統(tǒng)增加負擔。

 

１．４　碳化塔上部液位對壓縮機組能力的影響

        碳化塔運行在低液位狀態(tài)，導致碳化尾氣總管ＣＯ２濃度高，表３數(shù)據(jù)可以得知，浪費了８．７５％～１５．８４％的折標中段氣總流量，浪費了壓縮機組的能力，增加了能源消耗。

 

２　碳化塔上部液位測量

２．１　碳化塔上部所處環(huán)境特性

        １）氣體、液體、固體三相共存；

        ２）湍流嚴重；

        ３）腐蝕性強；

        ４）對測量元件沖刷嚴重；

        ５）死角易沉積，生產(chǎn)過程有堿疤產(chǎn)生。

 

２．２　傳統(tǒng)液位測量方法及存在問題

        差壓法：由于介質(zhì)本身特性（氣體、液體、固體三相共存）對測量膜片沖刷嚴重，導致雙法蘭變送器膜片使用壽命較短（初步統(tǒng)計碳化塔液位變送器使用壽命均小于１２個月），為確保碳化塔液位測量，頻繁更換雙法蘭變送器。大、中型純堿企業(yè)均為多塔分組，并聯(lián)作業(yè)方式，雙法蘭變送器數(shù)量多，更換費用高。

 

        玻璃管液位計：上、下接口存在死角易沉積，正常使用時間短，無法長期正常使用。視鏡：由于介質(zhì)湍流嚴重，氣、液、固三相無法確定液面，不能對碳化塔上部液位進行有效控制。

 

２．３　新的液位測量方案

        等壓管：利用連通器原理，在碳化塔上部液位測量區(qū)域建立穩(wěn)定、等效的便于測量的液面，使用材料符合介質(zhì)腐蝕性要求、口徑符合測量儀表要求、內(nèi)部防粘附，便于和碳化塔上部沖洗孔連接，壓力等級符合碳化塔要求。

 

        測量儀表：選擇導波雷達液位計，導波桿選擇滿足介質(zhì)腐蝕性要求。

        測量系統(tǒng)組成：定制的等壓管和導波雷達構成了碳化塔上部液位測量系統(tǒng)。

 

        經(jīng)過試驗碳化塔上部液位測量系統(tǒng)能夠長期運行穩(wěn)定。

 

３　碳化塔上部液位控制方法

        首先要穩(wěn)定碳化塔尾氣總管壓力，始終處于一個恒壓狀態(tài)。清洗作業(yè)時，碳化塔上部液位控制變量為進塔氨鹽水流量；制堿作業(yè)時，碳化塔上部液位控制變量為進塔中和水流量。單塔試驗：在確保不冒塔前提下，找出碳化尾氣濃度與塔上部液位關系，并對所有碳化塔進行試驗，找到每臺碳化塔上部液位zui佳控制點。對已投入優(yōu)化控制的，改塔壓控制為液位控制，并根據(jù)試驗情況設置優(yōu)化控制指標，能達到較理想效果。