探討羅茨風(fēng)機(jī)替代氫氣泵輸送氫氣的可行性分析？

山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機(jī)、水冷羅茨鼓風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨鼓風(fēng)機(jī)，贏得了市場(chǎng)好評(píng)和認(rèn)可。此類產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電力、污水處理、環(huán)保、化工、鋼鐵、建材、農(nóng)藥、制藥等行業(yè)。產(chǎn)品和服務(wù)遠(yuǎn)銷全國各地及東南亞，深受客戶好評(píng)。

目前較先進(jìn)的氫氣輸送方法是使用羅茨風(fēng)機(jī)輸送氫氣。羅茨風(fēng)機(jī)工作時(shí)不需要其它工作介質(zhì)，效率高，能耗低。羅茨風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單使用臺(tái)數(shù)少，檢修量明顯少于氫氣泵，既節(jié)約了檢修費(fèi)甩又降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)不用水作為工作介質(zhì)，既可節(jié)約工業(yè)用水，又可降低排污量。

　　1、使用羅茨風(fēng)機(jī)輸送氫氣的可行性目前國內(nèi)有較多同行業(yè)廠家使用羅茨風(fēng)機(jī)輸送氫氣，但由于鹽酸生產(chǎn)操作條件不同我公司生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)氫氣壓力的要求較高：多數(shù)廠家般氫氣分配臺(tái)壓力控制在1013左右，這個(gè)壓力使用羅茨風(fēng)機(jī)沒有任何問題。而我公司氫氣分配臺(tái)壓力控制在撕1化上，如果用羅茨風(fēng)機(jī)輸送空氣完全可達(dá)到這個(gè)輸出壓力，但氫氣密度要遠(yuǎn)低于空氣，達(dá)到這個(gè)輸出壓力很困難。

　　經(jīng)過與羅茨風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家協(xié)商，巧做了L37X45LDA型羅茨風(fēng)機(jī)，電機(jī)四級(jí)，功率巧kW，通過提高電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、降低葉輪與泵殼間的間隙提高輸出壓力，設(shè)計(jì)能力為在風(fēng)機(jī)出入口升壓35 10的條件下，輸送能力為巧1.同時(shí)將軸端密封改為機(jī)械密封，防止在高壓情況下氨氣泄漏。巧做出的羅茨風(fēng)機(jī)與原有的氫氣泵并聯(lián)安裝，進(jìn)行實(shí)物試車。

　　通過試車檢驗(yàn)，當(dāng)升壓力為3511化味風(fēng)機(jī)的輸送能力達(dá)到3試車階段，開1臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)可替代2~3臺(tái)氫氣泵，證實(shí)了通過對(duì)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，使用羅茨風(fēng)機(jī)輸送氫氣在出口壓力要求較高的條件下也完全可行，而且與使用氫氣累相比具有明顯的優(yōu)越性。

　　2、對(duì)現(xiàn)行生產(chǎn)工藝進(jìn)行的改進(jìn)2.1對(duì)氫氣次冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改造氫氣次冷卻系統(tǒng)是用于對(duì)電解槽產(chǎn)生的氫氣進(jìn)行冷卻，保證氫氣壓縮能力，形式為噴淋塔。氫氣次冷卻的工作對(duì)氫氣壓縮王作有極強(qiáng)的影響，主要表現(xiàn)為：1如果氫氣次冷卻后氫氣溫度高，則氫氣體積會(huì)相應(yīng)增大，對(duì)氫氣壓縮輸送會(huì)造成不良影響；2由于羅茨風(fēng)機(jī)不使用水作為工作介質(zhì)，在給氫氣升壓的同時(shí)，氫氣的溫升也較高，正常情況下風(fēng)機(jī)出口氫氣溫度可達(dá)90°，如果入溫度升高，出口溫度及風(fēng)機(jī)工作溫度也將進(jìn)步提高，羅茨風(fēng)機(jī)葉輪與機(jī)殼間隙很小，風(fēng)機(jī)溫度過高，會(huì)使葉輪嚴(yán)重膨脹，最終會(huì)與機(jī)殼研磨在起，造成風(fēng)機(jī)突然停屯另外個(gè)會(huì)對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)王作造成嚴(yán)重影響的是氨氣結(jié)垢問題。由于隔膜電解槽陰極室氣液分離空間較小，氨氣會(huì)夾帶脫落的石棉絨和少量堿液進(jìn)入氨氣輸送系統(tǒng)，并在管路。設(shè)備內(nèi)結(jié)垢。

　　在管路內(nèi)結(jié)垢，會(huì)降低管道的截面積，造成管路阻力上升，影響輸送能力。在設(shè)備內(nèi)結(jié)垢，會(huì)造成葉輪與粟殼間隙迅速縮小，最終研磨在起，導(dǎo)致突然停車。由于使用水環(huán)式氫氣泵時(shí)開動(dòng)力設(shè)備臺(tái)數(shù)務(wù)每臺(tái)機(jī)器的過機(jī)氣量較小，因此，氫氣結(jié)垢對(duì)生產(chǎn)造成的影響很小而羅茨風(fēng)機(jī)開動(dòng)臺(tái)數(shù)少，氫氣過機(jī)氣量大幅度力口，氫氣結(jié)垢現(xiàn)象會(huì)明顯加重使葉輪與泵殼的間隙迅速縮小，極易造成羅茨風(fēng)機(jī)突然停車。由于電解槽陰極室的氣液分離空間不可能改變，因此，只能通過改進(jìn)后部處理工序來解決這問題。由于氫氣出電解槽后經(jīng)過的第1臺(tái)設(shè)備就是氫氣次冷卻塔，在氫氣次冷卻塔除去石棉絨最為理想。

　　由于保證氫氣冷卻溫度及消除氫氣結(jié)垢的要求，對(duì)氫氣次冷卻塔進(jìn)行改造勢(shì)在必行。我公司氫氣干燥冷卻塔使用的是填料塔，根據(jù)經(jīng)過氫氣二次冷卻塔洗涂后可完全消除氫氣結(jié)垢的情況分析，最佳的辦法就是將氫氣次冷卻塔改為填料塔，同時(shí)加粗塔徑，這樣既可保證冷卻效果，又可保證洗緩除雜質(zhì)的效果。

　　對(duì)氯氣二次冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改造氨氣二次冷卻系統(tǒng)是用于冷卻壓縮后的氨氣，所用設(shè)備為填料塔，內(nèi)裝增強(qiáng)聚改良鮑爾環(huán)填料。羅茨風(fēng)機(jī)出口氨氣溫度可達(dá)90°，而使用水環(huán)式氨氣粟輸送氨氣時(shí)，累出氨氣溫度僅為40~50心由于出口溫度升高，對(duì)氨氣壓縮后的冷卻系統(tǒng)提出了較高要求。

　　我公司處于北方冬季最低溫度可達(dá)零下3°與氫氣必須經(jīng)過固堿干燥、降低含水后才能送給用戶使用。含水過高，冷凝水會(huì)在管路內(nèi)結(jié)冰，堵塞管路，影響生產(chǎn)。而氫氣氣冷卻效果對(duì)氫氣干燥能力有極大影響，經(jīng)實(shí)踐證實(shí)，氫氣干燥完全起不到作用。因此，為了保證氫氣干燥效果，必須對(duì)氫氣冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，保證氫氣冷卻效果。溫度提高后，體積增大，而且氫氣冷卻能力需要提高，為此需要將氫氣冷卻塔的直徑加粗，對(duì)填料層進(jìn)行加高。

　　3、對(duì)生產(chǎn)操作進(jìn)行改進(jìn)氫氣回流操作由于保證電解槽氫氣壓力的需要，氫氣必須有部分從正壓區(qū)回到負(fù)壓區(qū)從而保證電解生產(chǎn)氫氣量與過機(jī)氣量的平衡。在使用氫氣泵輸送氫氣時(shí)，正常使用兩種形式的回流，種是從氫氣累出口總管回到氫氣泵入總管，另種是從氫氣泵本機(jī)的出口回到本機(jī)的入；第二種方法是在第種方法的回流量無法滿足要求時(shí)使用。但使用羅茨風(fēng)機(jī)后這兩種方法均不可用，因?yàn)榱_茨風(fēng)機(jī)出氫氣溫度較高，用上述方法回流操作會(huì)提高入口溫度，造成風(fēng)機(jī)運(yùn)行溫度過挹極易發(fā)生突然停車。

　　概括羅茨風(fēng)機(jī)出口溫度高的特點(diǎn)，必須將回流起點(diǎn)移至氫氣二次冷卻后?？紤]到防止存水的要求，最理想的位置就是從氫氣分配臺(tái)回流到入口總管。由于羅茨風(fēng)機(jī)能力較高，為適應(yīng)不同生產(chǎn)負(fù)荷的要求，必須設(shè)置2套回流系統(tǒng)，套回流量相對(duì)較小，進(jìn)行自動(dòng)控制，這樣調(diào)節(jié)靈敏，可保證槽上氫氣壓力正常另套回流量較大，進(jìn)行手動(dòng)或與第套聯(lián)動(dòng)控制，用于第套回流量達(dá)不到要求化對(duì)回流量進(jìn)行補(bǔ)充。

　　 開車操作我公司有隔膜。離子膜2套電解生產(chǎn)系統(tǒng)，許多同行企業(yè)也有2套抖上的電解系統(tǒng)。正常情況下，開車前對(duì)送電系統(tǒng)進(jìn)行充氮，分析合格后即可送電。

　　這種操作方法在使用氫氣泵的條件下可行，因?yàn)闅錃獗玫妮斔湍芰Ψ春笏碗姷南到y(tǒng)中氮?dú)膺M(jìn)入系統(tǒng)的速度較慢，這樣對(duì)氫氣純度造成的影響很小。而使用羅茨風(fēng)機(jī)后，這樣操作是很危險(xiǎn)肋因?yàn)榱_茨風(fēng)機(jī)輸送能力贏本機(jī)又不能進(jìn)行回流操作，只能通過分配臺(tái)進(jìn)行回流操作，這樣，后送電系統(tǒng)中氮?dú)膺M(jìn)入氫氣分配臺(tái)的速度極快，氫氣純度會(huì)在瞬間大幅度下降雖然氮?dú)獗旧聿粫?huì)與氨氣形成爆炸混合氣，但氫氣純度大幅度下降，會(huì)使鹽酸與樹脂生產(chǎn)的合成爐中氫氣氣與氮?dú)獾谋壤д{(diào)，極易達(dá)到爆炸極限，造成生產(chǎn)事故。

　　根據(jù)上述情況，對(duì)后開車的系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的充氮處理是不可行的，最可靠的方法是將分配臺(tái)的氫氣倒壓回去部分，使整個(gè)系統(tǒng)中充滿氫氣，這樣，羅茨風(fēng)機(jī)送入分配臺(tái)的全是氫氣，就不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的氨氣純度造成影響。

　　4、對(duì)操作生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行改進(jìn)羅茨風(fēng)機(jī)與氫氣泵相比雖然有低能耗、低檢修量等優(yōu)越性，但也具有個(gè)突出的缺點(diǎn)，就是噪音極大。使用氨氣粟時(shí)，生產(chǎn)廠房是接近封閉晚而且控制室不需要特殊的隔音要求。但若完全使用羅茨風(fēng)機(jī)，噪音極大，這種操作條件對(duì)工人的健康是有害的，需要對(duì)生產(chǎn)廠房及控制室進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)。生產(chǎn)廠房可使用框架結(jié)構(gòu)，不巧音，可降低噪音的影響，工人在生產(chǎn)廠房工作時(shí)少受噪音危害?？刂剖业目诖斑M(jìn)行隔音處理，可巧除噪音影響。

　　5、結(jié)語通過試車檢驗(yàn)，在我公司使用羅茨風(fēng)機(jī)替代氫氣泵輸送氨氣完全可行，而且具有低能耗。低檢修量、低排污量等優(yōu)越性。但是要完全使用羅茨風(fēng)機(jī)替代氨氣粟輸送氨氣，對(duì)生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)操作都要進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，才能保證羅茨風(fēng)機(jī)的正常工作對(duì)生產(chǎn)操作環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的改善，才能更好地發(fā)揮抖羅茨風(fēng)機(jī)替代氨氣粟的社會(huì)效益。

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