机械论文：基于负压发生器的溢流液体回收工艺设计

　　机械论文：基于负压发生器的溢流液体回收工艺设计

　　0引言

　　在现代化的化工生产企业中，通常采用湿式发生器利用燃料或其他能源产生的热量对液体进行加热。但利用这种发生器在实际的工艺生产过程中发生器中的渣浆溢流液体温度应当严格控制在75°C~85°C范围以内，且保证发生器的溢流量控制在65Nm3/h左右，一旦超出设定范围，发生器中的溢流液体会迅速与其他物质发生溶解或固态吸附作用造成部分气体损失在周围环境当中，不仅会对周围环境造成严重的污染，同时又会对化工生产企业的经济造成严重的损失，并且存在潜在的安全隐患，威胁化工生产人员的生命安全[1]。基于此，本文结合一种改造后的负压发生器，提出一种全新的溢流液体回收工艺。负压发生器是一种利用正压气源产生负压的新型发生器，具备高效率、高清洁度、经济效益良好等优势，在负压发生器使用过程中可以有效提高压缩空气位置或启动系统需要正负压场所时获取负压的便利程度。当前负压发生器被广泛应用于工业自动化的各类机械设备、电子设备中。

　　1基于负压发生器的溢流液体回收工艺设计

　　1.1基于负压发生器的回收工艺设备改造

　　传统溢流液体回收工艺是采用发生器加水全部由上往下注水的方式，溢流液体是由锥体的下部溢流。本文基于负压发生器对回收工艺中的设备进行改造，采用由下往上的注水方式，将溢流液体更改为从负压发生器的上半部分进行溢流的方式，从上半部分溢流出的电石渣浆送入到小型缓冲罐当中[2]。当进行电石渣浆回收气体的过程中，电石渣浆利用液体增压泵将其强制出料。当出现不开电石渣浆回收或渣浆泵出现问题时，电石渣浆将自动自然溢流[3]。由于负压发生器的抽吸机理会影响后续溢流液体的回收效果。因此，根据流体力学原理对不可进行压缩的空气气体流速进行控制，公式为：

　　（1）

　　公式（1）中，

　　表示为流出管道的横截面面积，单位为m2；

　　表示为流入管道的横截面面积，单位为

　　m2；

　　表示为不可进行压缩的气体流入负压发生器的流速，单位为m/s；

　　表示为不可进行压缩的气体流出负压发生器的流速，单位为m/s。根据公式（1）计算可以得出，当管道横截面的面积增加时，空气的气体流速会随之减小。反之，当管道横截面的面积缩小时，则空气气体的流速会随之增加。再根据伯努里理想能量方程，得出流速与压力之间的关系，如公式（2）所示：

　　（2）

　　公式（2）中，

　　表示为流出管道横截面的相应压力，单位为Pa；

　　表示为流入管道横截面的相应压力，单位为Pa；

　　表示为气体的密度，单位为kg/m3；

　　表示为流出管道横截面的相应流速，单位为m/s；

　　表示为流入管道横截面的相应流速，单位为m/s。根据公式（2）计算可以得出，随着流速的增加，负压发生器内的压力会随之降低，当出现vb>va时，压力Pa>Pb。当vb增加到一定程度时，Pb将小于一个大气压值，即产生相应的负压效果。利用负压发生器改造后的回收工艺设备增大流速获取回收所需的负压，以此产生更强的吸力。

　　1.2负压发生器及缓冲罐溢流液体液位控制

　　本文针对负压发生器的液位控制方法采用双法兰液位计对其进行测量，利用电动机三角带传动带动叶轮旋转，在其旋转的过程中通过产生的离心作用形成负压，在吸收充足后将空气与溢流液体充分融合，并对其进行搅拌。通过调节电气控制中的闸板高度，达到控制负压发生器液位高度的作用[4]。当液位过高时，溢流液体自动流入缓冲罐当中，在缓冲罐上方增加双法兰液位测量装置，并与结合变频控制的渣浆泵进行联锁调节控制，从而将负压发生器的液位控制在生产所需的规定范围内。

　　缓冲罐主要用于在负压发生器中缓冲系统的压力波动情况，使整个溢流液体回收工艺达到稳定。对于缓冲罐的溢流液体液位控制方法主要包括以下几个步骤：

　　第一步，根据水冷却系统的管道横截面直径、长度以及缓冲罐以外的各个设备的容量体积，确定水冷却系统的具体总体积容量；

　　第二步，控制水冷却系统内部溢流液体的最高温度和最低温度；

　　第三步，通过双法兰液位测量装置，得出溢流液体在最高温度和最低温度的体积变化情况；

　　第四步，确定缓冲罐结构的直径，并根据横截面面积得出溢流液体在最高温度和最低温度转化过程中缓冲罐当中的液位高度变化情况；

　　第五步，根据溢流液体在最高温度下的缓冲罐内部对应液位高度确定缓冲罐的高度；

　　第六步，在缓冲罐使用过程中实时监测水冷却系统中溢流液体的温度以及缓冲罐内部的实际液位，并对其及时进行补充，从而将实际液位与理论液位的高度控制在同一水平线上。

　　1.3溢流液体内渣浆出料

　　将传统发生器的电石渣浆自然溢流，改为利用负压发生器的强制出料模式，对渣浆泵进行变频控制。图1为溢流液体内渣浆出料的具体流程示意图。

　　图1 溢流液体内渣浆出料的具体流程示意图

　　利用负压发生器将溢流液体中的渣浆过滤，并将渣浆传输到渣浆泵当中，在泵出口位置上则增加自动切断阀装置，并在泵停止运行时，通过联锁作用，关闭泵，防止渣浆再次倒流回负压发生器当中[5]。联锁控制的依据是溢流液体含量分析超出控制范围的1.5%时，自动与主系统切断，回收溢流液体排出。

　　2实验论证分析

　　为验证本文提出的基于负压发生器的溢流液体回收工艺的回收效率，将该工艺方法与传统回收工艺进行对比实验，选择某化工生产企业中易产生溢流液体的生产模式作为实验对象，分别利用本文工艺与传统工艺对溢流液体进行回收，根据溶电石渣浆溢流液体溶解度计算得出两种工艺的回收率，并将实验结果绘制成如表1所示。

　　表1 实验结果对比表

　　根据表1中的实验结果可以看出，本文工艺的回收率明显高于传统工艺的回收率，且随着取样时间的增加，本文工艺的回收率呈现出不断上升的趋势，而传统工艺回收率呈现出明显的下降趋势。其主要原因可能是由于在实验过程中，传统的发生器容易受到外界环境的干扰

　　造成渣浆过滤不充分的问题发生，影响后续溢流液体的回收效果。

　　3结束语

　　本文结合负压发生器提出一种新的溢流液体回收工艺，通过该工艺流程可以有效回收渣浆中的溢流液体，降低化工生产材料的消耗，并进一步节约企业的生产成本，为企业带来更高的经济效益。