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[求助] 风压升高时,流体不能从较低口溢流,却从较高处溢流是什么原因?详情见下文(附图)。

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下图为污水氧化工艺流程简图,污水出口和溢流口管径相同,正常生产时,污水从出口溢流至缓冲罐。但是当氧化风风压逐渐升高时,平衡被打破,污水液位逐渐升高,污水不能从出口溢出至缓冲罐(缓冲罐液位逐渐降低至零),而是从污水溢流口溢出,严重时会造成冒罐(污水从罐顶冒出)。请问:造成这种现象的原因是否与流体流化状态有关?例如:由于流体被气流吹起,流体间隙变大,密度变小,当超过某一临界值时,出口处的阻力增大(如气阻)导致其不能重出口处溢流至缓冲罐,而是从上一层的溢流口溢出。
请各位大神指教!最好有理论或数据支撑,如果有动画就更好了。

污水氧化反应简图

污水氧化反应简图

 

发表于 2020-12-25 12:40:50

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本帖最后由 qugd 于 2020-12-25 14:50 编辑

楼主最好把化工原理再复x i复x i吧,这是个很简单的压力或差压比较的问题,可以通过不同的差压或压力来达到让溢流口或污水出口液体流出的控制或调节的目的。我把图重新画了一下,标记上了压力或差压说明,风压没有标记,就当是氧化罐内的鼓入的气体静压。
差压图.png

正常生产时,污水出口溢流是受缓冲罐内的污水液位控制的,污水外送可以使缓冲罐内保持较低液位,以保证氧化罐 内污水从出口顺利溢流进入缓冲罐。
当氧化风压升高,是氧化罐内进行氧化操作,为保证氧化效果,缓冲罐可能(实际操作中也须这样做)停止外送污水,造成缓冲罐液位上升并使得其液位压力升高,阻止了氧化罐内的污水进入缓冲罐,从而使得氧化罐内液位上升,当上升到氧化罐的污水溢流口时,污水可以溢流出氧化罐。这个设计就是为了防止处理中发生冒顶冲罐。您所说的操作时,缓冲罐液位下降至零,估计缓冲罐是一个带有压力的封闭罐,不然不会发生污水不向缓冲罐自行溢流的情况,因为如果缓冲罐不是带压力的,液位是零时没有额外液位差,不正常溢流是不对的。

污水出口上方的溢流口就是为了在正常操作时,保证污水出口关闭时(或不排液时),液位上升到一定高度防止氧化罐冒罐的。

在控制逻辑上,氧化罐的溢流-出口液位差与缓冲罐的缓冲罐的液位压力 一定是关联的,如果有气体鼓入氧化罐,这个鼓入的气体静压也参与这两个数据的关联计算。如果说氧化罐溢流口不能正常溢流排液,说明溢流管道上有阀门关闭了或管道堵塞了,如果该管线设计的是常压大气开口,没理由不自行溢流。

因我不是专业学化工的,理解与描述不一定很准确,但基本原理我想是我说的那样。


 

发表于 2020-12-25 14:23:52

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这个貌似没有太好的办法,氧化过程要求汽液充分接触,随后要求汽液分离,本身是一对矛盾,最简单粗暴的做法是氧化罐加高,出水口溢流口都提高口径加大,伸出罐子后加一个向上的支管作为消气出口,支管过后再缩颈到正常大小,这样做的难点是罐子加到多高需要经验,不然只能拍脑门,好一点的做法是氧化罐上部(充分考虑混合物密度和停留时间)加装机械消泡器,强制消泡,气体从中间通道上升,液体被甩到罐壁上流出。

 

发表于 2020-12-28 14:52:29

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汽阻
氧化风增大时,罐内形成气液两相流,导致从氧化罐往缓冲罐内的管道内憋气,从而不能正常流动
改进方法要么管路上加一个分离罐,要么改为缓冲罐顶部进液

 

发表于 2020-12-28 16:17:18

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qugd 发表于 2020-12-25 14:23
楼主最好把化工原理再复x i复x i吧,这是个很简单的压力或差压比较的问题,可以通过不同的差压或压力来达到让 ...

哈哈哈!污水是持续外送的,即使缓冲罐液位空了,氧化罐的介质也没从出口流出,还是从溢流口溢出了,您说的压差问题,我计算过了,其实不是。其实我们后来考虑了应该是氧化罐里介质的状态问题——流化态,即气速太高将液体烘托起来,或者形成了气节。近期我们爬到氧化罐顶上录制了氧化罐的状态也证实了这一点。

 

发表于 2021-1-1 20:02:31

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wycasia 发表于 2020-12-28 16:17
汽阻
氧化风增大时,罐内形成气液两相流,导致从氧化罐往缓冲罐内的管道内憋气,从而不能正常流动
改进方 ...

最初考虑了气阻问题,缓冲罐本身也是常压罐,只是与大气联通的管径是50的管径,后来把氧化罐顶上的人孔打开也还是没有解决问题。其实是氧化罐内气速太高将液体烘托起来了,是气速太高的问题。现在问题已经解决。

 

发表于 2021-1-1 20:07:06

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alex4587 发表于 2020-12-28 14:52
这个貌似没有太好的办法,氧化过程要求汽液充分接触,随后要求汽液分离,本身是一对矛盾,最简单粗暴的做法 ...

前期已经在设计的基础上再加高了一米,公司要求节能降耗,风机有10%~30%的放空,为了把放空的风全部并进去才出现这个问题。您说的罐高问题也是一种解决措施,由于罐的加高还需要找设计院,而且费用高,所以就没采取这一措施。氧化罐出口设计的时候就已经开了排气孔来防止气阻,现在将风全部并进去后是气相负荷增大了,在满足生产负荷的情况下从氧化罐溢流线上加一条线到缓冲罐已解决了这个问题。

 

发表于 2021-1-1 20:17:20

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alex4587 发表于 2020-12-28 14:52
这个貌似没有太好的办法,氧化过程要求汽液充分接触,随后要求汽液分离,本身是一对矛盾,最简单粗暴的做法 ...

前期已经在设计的基础上再加高了一米,公司要求节能降耗,风机有10%~30%的放空,为了把放空的风全部并进去才出现这个问题。您说的罐高问题也是一种解决措施,由于罐的加高还需要找设计院,而且费用高,所以就没采取这一措施。氧化罐出口设计的时候就已经开了排气孔来防止气阻,现在将风全部并进去后是气相负荷增大了,在满足生产负荷的情况下从氧化罐溢流线上加一条线到缓冲罐已解决了这个问题。

 

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alex4587 发表于 2020-12-28 14:52
这个貌似没有太好的办法,氧化过程要求汽液充分接触,随后要求汽液分离,本身是一对矛盾,最简单粗暴的做法 ...

前期已经在设计的基础上再加高了一米,公司要求节能降耗,风机有10%~30%的放空,为了把放空的风全部并进去才出现这个问题。您说的罐高问题也是一种解决措施,由于罐的加高还需要找设计院,而且费用高,所以就没采取这一措施。氧化罐出口设计的时候就已经开了排气孔来防止气阻,现在将风全部并进去后是气相负荷增大了,在满足生产负荷的情况下从氧化罐溢流线上加一条线到缓冲罐已解决了这个问题。

 

发表于 2021-1-1 20:17:28

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