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      一文读懂乙炔设备的性能比较

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      一文读懂乙炔设备的性能比较

      发布日期:2020-05-09 作者: 点击:

      溶解乙炔设备安全性能和使用性能的好坏,直接影响到乙炔的生产安全与生产经济成本的高低,是许多需要投资、改造乙炔生产企业应该关注的重点。为了安全,今天小编给大家科普一下各种设备的性能以供参考。

      一、发生器的选择

      如何选择发生器?在这方面大家争议较多。目前,发生器基本上有三种类型,一类是中压式的,又称是排水或注水式;一类是敞开式的,又称投水式;另一类是密闭式的,其给料型式也可分为螺旋给料或电振给料。此三类发生器在上个世纪80年代中期各地都有引进成套技术设备,以美国为代表的是中压式、日本是敞开式、瑞典是密闭式。各自的优、缺点见下表1:


      各种类型发生器性能比较

      (表1:各种类型发生器性能比较)


      二、各类发生器的优缺点:

      1、中压式(排水式)

      优点:设备简单,占地面积小,占空间体积小,对原料电石粒度要求不苛刻。

      缺点:电石利用率低,乙炔纯度相对较低,劳动强度较大,安全系数低。因为此类发生器是开启式装料,一次装料排清渣,在这个过程中,肯定有部分乙炔外泄浪费,装完料后,又要吹除发气室内残存空气(用乙炔)。加之,一些微小电石不能利用。所以,整个发生过程不但劳动强度大、乙炔纯度低,且安全系数低,尤其是一些含硫、磷较高的电石更危险。

      PS:不符合国家规定,市场已经不生产

      2、敞开式(投水式)

      优点:相对密闭式设备成本低、配套设施较少(有些厂都不上吊车)、对原料电石粒度要求不苛刻、检修较易。

      缺点:因发生气电石是人工投放的,劳动强度较大(有些厂搞了半自动化,但Z终还须人控制给料),生产环境条件较差。电石利用率相对密闭式要低点,微小电石无法利用。因一些微小电石在投入水的瞬间既开始发气,因粒度小、重力小,还没等进入发气室,其与水的反应已经完成,而这部分所产生的乙炔只能通过发生器上方的排空管放入大气。不仅浪费原材料,而且由于瞬间发气的温度很高(特别是此类微小电石较多时),而硫化氢、磷化氢含量也较高时。极易引起装料口自燃着火。一般使用此类发生器在厂家都有此经历,有的可发生几次,所以,一般微小电石不能使用。既使是大粒度电石,在进入水而未到发气室之时,与水也发生反应生成乙炔,尽管只是瞬间,但每天累计数量也相当可观。

      乙炔压缩机

      3、密闭式

      优点:产量大、无需人工加料、副发生器结构、电石利用率高、密闭安全性好、工作环境好、可实现自动化控制。密闭式乙炔发生器由于它采用的是全密封加料,所以在加料过程中没有任何电石粉尘产生,操作环境相当好。全密封发生器采用电磁振荡器(振荡电机)把电石从均匀地振落到发生器内,电磁振荡器与贮气柜连锁控制,当发生器的发气量过大时,电磁振荡器会自动停止工作。在安全性能方面,该发生器有超压、超液位两种保护装置非常安全。具有较高的自动化程度。全密封发生器带有副发生器,使所有电石得到充分反应。乙炔气通过喷淋冷却塔冷却降温。从设备的安全性能、自动化程度、乙炔提取率方面都是Z理想的。

      从这三种类型的乙炔发生器来看,Z易达到标准要求的是带副发生器的密闭式乙炔发生器,因为它可以使用0~80粒度的电石(大的可破碎),仅发生器这一项,在电石利用率上是很有账算的。

      投资办厂,目的是要有较快的回报率。从投资成本到经济回报来看,不妨对它们进行比较:如果每年用1000吨电石,密 式发生器的电石利用率为95%,敞开式发生器的电石利用率为90%,中压式发生器的电石利用率为85%则每吨电石按平均价3500元计(含运费),它们的实际可利用值分别为:密闭式:333万元;敞开式:315万元;中压式:301万元。

      划重点:

      按目前市场价格,密闭式设备成本价格不高,加上厂房建设及其他费用,Z多也只需1~1.5年就可以全部收回(这里还没有包括劳动人工费用的差别价)。一套设备投产至少 可运转7~10年,综合上述发生器性能比较,有条件的情况下采用密闭式乙炔发生器较好。

      三、净化设备的选择

      目前,常用的乙炔净化法有硫酸净化法、次氯酸钠净化法及氯水净化法等,适合于溶解乙炔生产。其他类似干式药剂净化、硫酸鼓泡法净化等,只能在极小量的单位(如净化3~5瓶等)使用,不适合在成套溶解乙炔设备配套。因为,净化系统必须要满足以下几个基本要求:

      a.净化装置的净化能力与生产规模相匹配;

      b.净化装置的净化质量要稳定、可靠、持久;

      c.净化处理后的废液要便于处理,并对环境不能造成损坏;

      d.净化装置本身要易操作、好调控等。

      设备要与其他设施(诸如发生器、气柜、压缩机、充灌排等)有相应的使用周期,以利于设备的更新换代。硫酸净化、次氯酸钠净化及氯水净化的效果都很理想,但由于选择的净化材料不同,故其工艺也不尽相同,投资效率也不一样,具体比较见下表2。


      各种类型净水性能比较

      (表2:各种类型净水性能比较)


      划重点:从上表不难看出,综合效益还是次氯酸钠净化法较好,管理、投资成本也低,废弃水处理也方便,不会对环境造成污染(直接排放到电石渣水中,中和后无污染)。所以过去多采用硫酸法净化设备,但现在已基本不采用。目前,大多数新上项目或更新换代的乙炔净化设备,大多数采用次氯酸钠法。如果投资大型项目,每月产量超过5万瓶,则氯水法运行成本较低,有很大的竞争优势,且由于其设计的塔有5个之多(不含灌类),净化、冷却效果很好,对后面压缩机及高压干燥器影响Z小,是大型乙炔设备投资的首选。


      乙炔设备


      四、乙炔压缩机的选择

      目前,乙炔厂在用的压缩机有膜片和活塞式二大类。膜式压缩机在老式溶解设备中,占有相当比例。但在新上项目中,已很少见到(PS:按国家有关标准配套)。相对乙炔介质而言,其安全性、经济效益较差,主要问题有:

      1.压缩形式为二级压缩,压缩比过大,压缩温度高,冷却效果差,而且,要求进气压力是中压(乙炔),与低压类乙炔发生器配套,需增加一套水环泵装置。由于其用水量较大,且对水质、水温要求较高,水的重复利用使得占地投资也较大,若不重复利用,乙炔损耗(溶解于水中,一般在0.5~ 0.8gC2H2/H2Okg之间)较大。

      2.安全系数低。因其设备简陋,没有高、低压报警联锁自动停车系统,安全生产很难保障。每台膜片式压缩的产量较低(20m3/h),要多台同时开车,人工操作时很难确保能及时处理设备高、低压超限事宜,安全生产无法保证。

      3.能耗高,易损件多。早期较老配型的膜片式压缩机,而且,其主要压缩气体靠膜片凹、凸运动行程完成,受力集中,损耗较大,所以维修费用高。

      目前,国产的活塞式乙炔压缩机是与溶解乙炔专门配套的溶解乙炔专用设备,许多方面都考虑到乙炔的特殊要求,诸如高、低压超限报警连锁自动停车系统。一旦在低压乙炔供应不上或高压乙炔超过正常工作设定值时,均会自动停车(再启动也无济于事,必须要把保护系统得重新调节好,才可启动开车),这样就避免了因人工的误操作而引起的安全事故发生。

      还有水冷却系统,由于其三级压缩系统全部都在冷却水中运作,故水温由人工事先调整好,冷却效果好,可以确保安全生产。

      目前,一些压缩机还具有调频变速控制电动机转速功能,可以根据充装压力的高低、充装气瓶的多少,调控电机转数,确保大马拉大车,小马拉小车,合理匹配,控制能耗。有些电机还具有启动电流回流系统,电耗更为降低。

      相对于膜片式压缩机,活塞式压缩机还具有使用周期长、零配件更换率低、损耗小等诸多优势,但其设备的一次性投资较高。而膜片式压缩机的一次性投入则较低,这是一些小型企业至今仍青睐其的主要原因。随着社会的发展,膜片式压缩机Z终肯定会退出溶解乙炔市场,这也是不争的事实。我国的一些省、市己有明确规定(如云南省),溶解乙炔厂家不得使用膜片式压缩机。

      过去,高压乙炔干燥器大多选用无水氯化钙或硅胶干燥器(由于分子筛干燥技术未过关),但由于其需要频繁更换填料,并工作效率低、乙炔损耗大、检修成本高,故逐渐被淘汰。目前,国内外乙炔行业,大多采用分子筛干燥技术。

      其主要特点有:

      a. 干燥器吸附容器的强度设计按乙炔分解爆炸压力来计算,因此,即使容器内的乙炔产生分解爆炸,容器仍是安全的;

      b. 吸附容器内充满了分子筛干燥剂,而分子筛在使用过程中不会下沉,容器内不会出现容器空间(空容积),即不会产生爆震;

      c.因其设计采用变压吸附再生工艺,分子筛填料使用周期长、更换次数少(平均10万瓶左右一次),既降低了检修成本,也降低了乙炔损耗;

      d.分子筛高压干燥通过气动或电动(遥控装置)控制系统自动切换作业,因此操作简单,自动化程度高,但专业维修技术水平要求相对也较高;

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      关键词:乙炔设备

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