新型塔内件格栅填料在脱硫塔和
- 格式:doc
- 大小:116.00 KB
- 文档页数:9
浅谈填料塔的结构、性能及安装注意点——南京市金陵石化烷基苯厂烷一平涛210046 关键字:填料塔安装注意点引言烷基苯联合装置400#的主要任务是:在催化剂氟化氢存在的条件下,使苯和来自脱氢装置的C10~C13直链烷烯烃混合物中的烯烃进行烷基化反应,生成直链烷基苯。
并经过脱苯、脱烷烃、烷基苯精馏等过程,制取高质量的洗涤剂用直链烷基苯。
C-405与C-406作为其中最重要的一环,分别肩负着将烷烃(返回300#循环以及部分作为机泵的冲洗液)与烷基化物分离以及将烷基苯(主要产品)与重烷苯分离。
这两个在整个联合装置内都处于比较重要的地位的塔,采用的却同样是填料塔的结构。
1.填料塔的主要内件填料塔的主要内件主要由以下组成1.1 填料填料作为填料塔的重要组成部分,其作用相当于板式塔中的塔盘,是塔中物料进行温度交换和传质的主要场所。
填料主要分为散装填料与规整填料两种。
散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或颗粒填料。
散装填料根据结构特点不同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。
规整填料是按一定的几何构形排列,整齐堆砌的填料。
规整填料种类很多,根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。
1.2 液体分布器液体分布器是保证传质顺利进行的重要塔内件之一。
分散相得到良好的分散和液滴群沿塔截面均匀分布是塔内传质过程得以顺利进行的必要条件。
大中型填料塔塔顶回流分布器在无脏堵情况下应优先选择带管式预分布器的二级槽式液体分布器(见图1),以便于安装、检修,且不易形成液沫夹带。
槽盘式气液分布器(见图2)是一种重力式液体分布器,由于该分布器的喷淋孔开在升气管的中上部,重脏物沉于盘底,小孔以下的空间内可以贮存大量的重脏物;轻脏物浮在液层上面;液层中的小孔难以被堵塞。
管式液体分布器一般都属于压力型分布器,目前应用十分广泛,其优点在于不仅适用于整砌填料,而且适用于乱堆填料。
CO2吸收塔设计摘要塔设备是化⼯、炼油⽣产中最重要的设备之⼀,是⼀种重要的单元操作设备。
它可使⽓(或汽)液或液液两相之间进⾏充分接触,达到相际传质及传热的⽬的。
常见的、可在塔设备中完成的单元操作有:蒸馏、吸收、解收、萃取、⽓体的洗涤等。
此外,⼯业⽓体的冷却与回收、⽓体的湿法制作和⼲燥,以及兼有⽓液两相传质和传热的增湿和减湿等也可在塔设备中完成。
塔设备按其结构特点可以分为板式塔、填料塔和复合塔3类。
本次设计选⽤填料塔作为吸收塔,主要考虑填料塔的以下优点:填料塔结构简单、压⼒降⼩,传热效率⾼,便于采⽤耐腐蚀的材料制造等,对于热敏性及容易起泡的物料更显出优越性。
本次设计内容包括:发展概况及应⽤的了解,塔体的选型,填料的选择,⼯艺计算(包括物料衡算,模拟计算,⼯艺尺⼨计算,⾼度计算,压降计算,分布装置设计,⽀撑装置设计);机械计算(包括塔釜设计,上部筒体机械设计,开孔与开孔补强计算,强度设计和稳定设计,⽀座的选型和设计,接管的选⽤,法兰的选取),设备的制造及安装等,最后利⽤CAD将其装配图和部分零件图分别绘制出。
关键词:填料塔;⼆氧化碳;⽓液传质;逆相混合AbstractTower is one of the most important equipment in chemical industry and oil production, it is also an important handling equipment. It will enable gas(or steam) liquid or liquid-liquid connnecting fully and reaching the purposes of transfering media and heat . Commonly, operation can be completed in tower are: distillation, absorption, of the admission, extraction, washing of the gases. In addition, recycling and cooling of gas in industrial , the gas production of wet and dry, and both two-phase of gas-liquid mass transfering and heat transfering by the humidification and wet,could also be done in the tower. The struction of tower can be divided into plate tower, packed tower and the tower due to its characteristics . The packed tower is choosen as the absorber in the design, Given to the following advantages of the tower: the structure of the tower is simple, the pressure is small , the efficiency of heat conveying is high , and it could be made by corrosion-resistant materials easily, such as manufacturing, thermosensitive and sparkling materials more easily Demonstrate superiority.The design includes: Development and application of knowledge of the tower, and the selection of the structer about the tower, the choice of packing terms and caculating(including the caculating about material balance, simulation caculating, process size, height, the pressure drop, the distribution of design, Design Support Unit); mechanical calculations (including the reactor design of the tower, the design of the upper shell, the opening and the opening reinforcement, the strength of the design and stability of the design, the selection and design of the bearing ,the choice to take over, the selection of flange ), The manufacture the map of assemble and parts with the help of CAD.Key words:Packed tower;Carbon dioxide;Gas-liquid mass transfer;Reverse mixed⽬录第1章填料塔技术的现状与发展趋势 (1)1.1填料塔技术 (1)1.1.1 塔填料的现状和发展趋势 (1)1.1.2 塔内件的现状和发展趋势 (2)1.1.3 ⼯艺流程的现状和发展趋势 (3)1.2 塔板-填料复合塔板 (3)1.3 填料塔发展趋势 (4)第2章原理及⽅案的确定 (5)2.1 CO2吸收塔⼯作原理及⼯艺流程简介 (5)2.2 设计⽅案及论证 (5)第3章⼯艺计算 (7)3.1 主要⼯艺参数的确定 (7)3.1.1 吸收温度 (7)3.1.2 吸收压⼒ (7)3.2 物料衡算 (7)3.2.1 进塔物料 (7)3.2.2 吸收液量计算 (8)3.2.3 原料液的平均分⼦量 (10)3.2.4 出⽓量 (10)3.3 吸收塔直径的确定 (11)3.3.1 塔径 (11)3.3.2 每⽶填料层的压降 (15)3.4 填料选择 (16)3.4.1 填料结构选择 (16)3.4.2 填料特性数据 (16)3.5 填料层⾼度确定 (17)3.5.1 吸收模型分析 (17)3.5.2 吸收系数 (17)3.5.3 填料层⾼度计算 (19)3.5.4 填料分层⾼度 (21)3.6 填料层⾼度确定 (21)3.7 顶盖死区 (22)3.8 塔底容积计算 (22)3.9 吸收塔总体结构尺⼨ (23)第4章塔内零部件结构设计 (24)4.1 丝⽹除沫器 (24)4.1.1 操作⽓速 (24)4.1.2 丝⽹的使⽤⾯积 (25)4.1.3 丝⽹除沫器的效率 (25)4.1.4 丝⽹除沫器的结构 (25)4.2 直管排列式喷淋器 (26)4.3 液体分布器 (27)4.4 直管排列式⽓体分布器 (28)4.5 填料保持栅板 (29)4.6 ⽓体喷射—填料⽀承板—液体再分配器 (29)第5章塔外零部件结构设计 (32)5.1 吊⽿ (32)5.2 裙座 (32)5.2.1 裙座的材料 (32)5.2.2 裙座的结构 (32)5.3 ⼈孔 (33)5.4 吊柱 (34)5.5 操作平台与梯⼦ (35)5.5.1 操作平台的设置及尺⼨ (35) 5.5.2 梯⼦; (35)5.6 ⼯艺接管 (36)第6章塔外零部件结构设计 (37) 6.1 材料选择 (37)6.2 设计参数 (37)6.3 壳体壁厚计算 (37)6.3.1 筒体壁厚计算 (37)6.3.2 封头壁厚 (38)6.4 载荷计算 (39)6.4.1 不等直径塔的固有周期 (39) 6.4.2 临界风速 (43)6.4.3 风载荷和风弯矩的计算 (44) 6.4.4 地震载荷和地震弯矩计算 (47) 6.5 强度校核 (49)6.5.1 容器强度校核 (49)6.5.2 裙座的强度计算及校核 (53) 6.6 开孔补强计算 (58)6.6.1 不另⾏补强最⼤开孔直径 (58) 6.6.2 最⼤开孔直径的限制 (58) 6.6.3 开孔补强设计准则 (58)6.6.4 等⾯积补强计算 (59)第7章设备制造技术要求 (60)7.1 制造上的要求 (60)7.2 制造与安装 (60)7.3 焊接 (61)第8章结论 (62)参考⽂献 (63)致谢 (64)附录 (65)第1章填料塔技术的现状与发展趋势填料塔是化⼯类企业中最常⽤的⽓、液传质设备之⼀,在塔体内设置填料使⽓液两相能够达到良好传质所需的接触状况。
天津市天大北洋化工设备有限公司多晶硅精馏填料塔内件安装要求(2009版)针对多晶硅行业行业精馏塔的特殊要求,我单位置顶塔内件安装相关标准,各技术人员在进行对外施工图需严格执行以下要求,要求安装人员进塔前换干净的工作服工作鞋。
1.安装前的准备工作1.1 塔内件的清点和验收交付安装的塔内件必须符合设计要求,并附有出厂合格证明书、材质单、装箱单等技术文件。
塔内件开箱应在有关人员参加下,对照装箱单及图样,按下列项目检查与清点,并填写“塔内件验收清点记录”:a)箱号、箱数及包装情况。
b)内件名称、规格、代号及材质。
c)内件的尺寸及数量。
d)内件表面损伤、变形及锈蚀状况。
1.2 塔内件的保管a)内件安装时如液体收集器、液体分布器等可放置在现场保管,但要防止变形、损伤、腐蚀等情况发生;现场应保持平整清洁,不影响其它工程施工。
特别是应保证液体分布器的清洁,不得将任何杂物落入分布器内,必须保证液体分布器入塔前各分布孔畅通。
b)易损易失零部件,如螺栓、螺母、连接筋板等较小部件,应按类按规格作好标记后,存放库房保管。
1.3 塔内件安装条件a)内件安装前,应对塔内安装表面进行清理,去除表面油污、焊渣、铁锈、泥沙及毛刺等杂物。
b)对用于安装塔内件的预焊件进行检查,检查其是否满足焊接件的图样要求及水平度要求。
c)安装前应将各物流口用盲板盲死。
d)塔内必须具备严格的防火措施。
e)塔内件安装尽量在塔体压力试验合格并清扫干净后进行;内件安装时,应严格按图样技术要求施工,以确保工艺指标要求。
1.4 塔内件的现场预组装a)对要安装的塔内部件必须编注序号以便安装。
b)液体分布器、液体收集器等分块进塔的塔内件在安装前需进行预组装,预组装时在塔外按组装图把零部件组装到一起,调整并检查是否符合图样要求。
1.5对塔内件安装人员的要求a)塔内件安装人员必须遵守现场施工的安全规定。
b)塔内施工人员须穿干净的胶底鞋;在规整填料安装时不得直接踩踏在填料上,应用填料安装工具或木板铺在填料上,人踩在垫板上;在散堆填料安装时同样不得直接踩踏在填料上而应踩在安装支架上或站在塔外。
填料塔习题一、判断题1、在选择吸收塔用的填料时,应选比外表积大的,空隙率大的和填料因子大的填料才好。
〔〕2、同一种填料,不管用什么方式堆放到塔中,其比外表积总是相同的。
〔〕3、吸收过程一般只能在填料塔中进行。
〔〕4、乱堆填料安装前,应先在填料塔内注满水。
〔〕5、泡沫塔吸收塔与填料塔吸收塔相比其优越性主要天线在泡沫塔体积小,枯燥速度快。
〔〕6、填料塔的根本结构包括:圆柱形塔体、填料、填料压板、填料支承板、液体分布装置、液体再分布装置。
〔〕7、操作弹性大、阻力小是填料塔和湍球塔共同的优点。
〔〕二、单项选择题1、以下不是填料特性的是〔〕。
A、比外表积B、空隙率C、填料因子D、填料密度2、为改善液体的壁流现象的装置是〔〕。
A、填料支承板B、液体分布C、液体再分布器D、除沫器3、目前工业生产中应用十分广泛的吸收设备是〔〕。
A、板式塔B、填料塔C、湍球塔D、喷射式吸收器4、目前吸收操作使用最广泛的塔是〔〕。
A、板式塔B、湍流塔C、湍流塔D、填料塔5、在泡沫塔钟,当空塔速度介于~s时,气液两相将形成〔〕。
A、鼓泡层B、泡沫层C、雾沫层D、液泛层6、在氯碱生产氯氢工段泡沫吸收塔中,气液两相常形成三种类型的分散系统,该分散系统包括〔〕①鼓泡层②泡沫层③雾沫层。
A、①②B、②③C、①③D、①②③7、在填料吸收塔中,为了保证吸收剂液体的均匀分布,塔顶需设置〔〕。
A、液体喷淋装置B、再分布器C、冷凝器D、塔釜8、吸收操作大多采用填料塔。
以下〔〕不属于填料塔构件。
A、液相分布器B、疏水器C、填料D、液相再分布器9、能显著增大吸收速率的是〔〕。
A、增大气体总压B、增大吸收质的分压C、增大易溶气体的流速D、增大难溶气体的流速10、氯气枯燥采用填料塔时,如果空塔气速过高,将引起〔〕现象,导致传质效果变差。
A、沟流B、液泛C、雾沫夹带D、壁流三、问答题1、塔板上汽液接触可分为哪几种类型?2、影响塔板效率的主要因素有哪些填料塔习题答案一、判断题1、×2、×3、×4、√5、√6、×7、×二、单项选择题1、D2、C3、D4、D5、A6、D7、A8、B9、B 10、C三、问答题1、答:鼓泡接触:当塔内气速较低的情况下,气体以一个个气泡的形态穿过液层上升;蜂窝状接触:随着气速的提高,单位时间内通过液层气体数量的增加,使液层变成为蜂窝状况;泡沫接触:气体速度进一步加大时,穿过液层的气泡直径变小,呈现泡沫状态的接触形式;喷射接触:气体高速穿过塔板,将板上的液体都粉碎成为液滴,此时传质和传热过程是在气体和液滴的外外表之间进行。
塔类-试题1一、单选题1、根据( B )来分类,通常将塔设备分为板式塔和填料塔。
A、操作压力的不同B、塔内件的结构特点C、塔设备在工艺流程中所起的作用2、( B )依靠塔内充填的各种形式填料作为其基本传质元件。
A、板式塔B、填料塔C、负压塔D、萃取塔3、下列不属于颗粒型填料的是:(D )A、拉西环填料B、阶梯环填料C、扁环填料D、波纹填料4、裙座壳的腐蚀余量为( A )。
A、2mmB、1mmC、2.5mmD、3mm5、在压力较低时(包括内压和外压),(A )就成了塔器安全运行的主要荷载。
A、风荷载和地震荷载B、压力荷载C、温度荷载D、其他质量荷载6、若液体流量过大,降液管面积不够,液体发生堵塞现象,几层塔板的液体将连成一片,根本无法正常操作。
这就称为( B )。
A、雾沫夹带B、液泛C、淹没D、脉动7、除沫装置安装位置:塔顶部最上一块塔盘之上,至塔盘的距离略( A )塔盘间距,便于更好的汽化。
A、>B、<C、=8、(C)不设单独通道板,但每层有一块可单独拆卸的塔板,采用上下可拆的连接方式,可以起到通道板的作用。
A、单流式塔板B、双流式塔板C、槽式塔板D、自身梁式塔板9、当液流强度(即堰上液流量)小于3m3/(h·m)时,采用(A)A、齿形堰B、可调节堰C、平直堰10、( B )是当今应用最广泛的一种塔板。
A、舌形塔板B、浮阀塔板C、泡帽塔板D、S型塔板11、具有处理能力大、压降小、操作弹性大、效率高的塔板是(C)。
A、斜孔塔板B、筛孔型塔板C、浮动舌形塔板D网孔塔板12、( D )在国内外石油和化学工业中曾广泛应用于石油炼制、芳烃分离、有机原料精制等工艺过程,被公认为最佳塔盘之一。
A、斜孔塔板B、筛孔型塔板C、浮动舌形塔板D网孔塔板13、通常,直径(A )的板式塔都开设人孔,以方便检修人员出入和塔盘及塔内件检修时的清理和拆装。
A、≥800mmB、<800mmC、>800mmD、=800mm14、( A )是最原始和最为普通的一种填料形式。
认识实习报告姓名:班级:学号:专业:实习单位:生产车间:地址:时间:1 公司简介北洋国家精馏技术工程发展有限公司是根据国家发改委对天津大学精馏技术国家工程研究中心进行转制的要求成立的,具有独立法人资格,并在国家工商总局注册。
注册资本为5568万元,其中天津大学投资3068万元,天津泰达国际创业中心投资2500万元。
公司的中试基地和产业基地位于天津经济技术开发区,占地面积15000平方米,建筑面积3000平方米。
近三年来,公司利用国家计委核准的世界银行480万美元科技贷款和注册资本金,分别于2000年投入2000万元、2001年投入3000万元、2002年投入1000万元,共计总投资6000万元用于基地建设。
该公司目前主要从事精馏技术的研究和开发、精馏塔的设计与制造,经营的主要产品有各种塔盘、填料、液体/气体分布器、成套精馏技术和设备等.目前拥有精馏技术中试仪器设备100余台套,精馏塔内件及填料生产设备和大型液体喷淋试验检测装置等63台套,已形成各种规格规整填料年生产能力达到15000标准立方米,板式精馏塔和填料精馏塔内件年生产能力达到3000吨,年产值达2亿元规模。
公司以天津大学及精馏技术国家工程研究中心(国家工程研究中心之一)为技术依托,开发新的精馏过程、设备和精制技术;开发精馏过程控制和诊断技术、模拟与放大等技术。
通过技术转移,改进现有的普通精馏过程和分馏装置,将新技术产业化,为解决我国精馏技术落后、能耗高、污染严重的问题服务。
公司拥有规整填料和塔内生产各项专利共十四项,并经天津大学授权,拥有列入国家推广计划的天津大学“新型塔内件的高效填料塔技术”的无偿使用权、技术推广权和生产经营权。
公司现有员工130人,其中具有本科以上学历42人,工学硕士、工学博士以上学位20人,正教授职称4人,副高职称12人,博士导师3人,硕士导师8人。
设有经国家人事部批准的精馏技术企业博士后工作站,在站博士后10人,在读工学硕士、博士研究生50人,在读石化企业工程硕士研究生20人。
新型塔内件—格栅填料在脱硫塔和煤气洗涤塔节能减排技术总结杭州华纳塔器分离工程有限公司沈树荣1、概述填料塔作为一种传统的气、液传质设备,近年来有很大发展。
由于填料结构的不断改进,在很多生产过程中已代替了传统的板式塔。
填料主要有两大类:散堆填料和规整填料。
散堆填料有拉西环、鲍尔环、阶梯环、矩鞍环、海尔环、泰勒花环等。
散堆填料主要优点在于安装方便,具有通用性。
但是通量较小,流体分布性能较差,易偏流,阻力较大,如果有沉淀物生成,易造成填料塔堵塞等缺点。
随着化学工业的发展,对塔没备不断提出新要求:有的要求分离热敏性物系,有的要求通过技术改造提高生产能力和产品质量,有的要求降低回流比,减少系统阻力以求节能;有的因环保要求,在三废处理时必须进一步提高效率以达到国家有关标准等等。
随着塔器的大型化,散堆填料难以满足这种要求。
因而结构与排列整齐、有效传质面积大、阻力小的规整填料应运而生,很到广泛应用,格栅填料属于新型规整填料的一项系列产品。
从技术开发至今已有八年历程,目前已改造的塔和新设计的塔已到180台,尤其是在节能减排中得到广大厂家的肯定。
我国大多数中小合成氨厂,在气体净化过程中,半水煤气冷却洗涤塔、常压脱硫塔、变换气加压脱硫塔,有的采用板式塔(旋流板塔),有的用散堆填料塔或空塔喷淋,大多数中型厂则采用木格子填料。
无论用哪一种脱硫方法采用硫磺回收,在脱硫塔中有硫膏析出。
因此采用旋流板塔,脱硫效率低。
如果煤质较差,往往达不到净化效果,煤气冷却除尘采用空塔喷淋,冷却效果不好,出口气体温度高,使后工序净化增加了难度。
采用散堆填料(如用海尔环等),阻力大、易堵塔使用周期短,往往生产一段时间后需停车清理,影响合成氨的正常生产。
中型氮肥厂和焦化厂煤气脱硫一直采用木格子填料。
用东北红松脱脂处理后使用。
由于生产过程中气液频繁窜动,使得塔内填料容易破损,使用寿命短。
木板较厚,比表面积小,空隙率小,传质效果不理想。
加上木格子表面粗糙,硫膏容易沉积在填料表面造成堵S超标,系统被塔,使得塔内气液分布不均,产生偏流,致使系统阻力不断上升,出口H2迫停车检修,严重影响系统的正常稳定生产。
2001年浙江巨化股份有限公司合成氨厂进行23万吨/年合成氨净化系统改造,由于国家对东北红松的控制,采购越来越困难。
于是杭州华纳塔器分离工程有限公司和浙江巨化股份有限公司合成氨厂共同研制和开发PVC 格栅填料。
经浙江巨化合成氨厂和宁夏丰友化工有限公司半水煤气脱硫塔、变换气脱硫塔使用,运行至今效果很好。
目前杭州华纳塔器分离工程有限公司开发了不同型号的金属和塑料格栅填料来满足不同的工艺要求,并能成功的应用在脱除高硫(HS含量>3g/m3∽215g/m3)的半水煤气,取得较好的效果,在煤气除尘降温过程开发了能适应100℃以上工况的金属格栅填料。
为了适应小氮肥厂操作工艺需要,对塑料格栅填料进行了结构上较大改进,原PVC(聚氯乙烯)材料改为PP(聚丙烯)材料,使用温度原来50-60℃,提高到80-100℃,抗压强度试验,GS-2型可以到165吨/米2以上。
金属格栅填料使用温度在150℃以上,煤气中含有大量的粉尘和焦油。
格栅填料产品在2002年12月和2004年12月已获准国家实用新型性专利,在2002年5月29日和2005年8月12日通过国家科委部一级的技术鉴定,并在全国进行技术推广,并荣获国家料技进步二等奖。
2、结构与组装方式2.1 结构形式塑料格栅填料是由塑料板、棒、管,经过一定的加工工艺,金属格栅填料形状有三角形、方型、六边形等,我们认为六边形蜂窝状形材最省,为推荐产品,材质有碳钢和不锈钢二种。
成型后填料宽度根据塔径、人孔的大小进行组装而成。
每盘填料的高度由塔径而定,一盘为80-100mm。
由于格栅填料的栅板与塔截面是垂直的,因此基本消除了散堆填料和波纹填料共有的壁流现象。
格栅填料有自分布能力,只要该塔液体初始分布均匀,一般不需要设液体再分布装置。
这使得格栅填料塔的设计、制造更简单,并提高了塔了利用空间。
2.2 格栅填料的组装大直径的脱硫塔根据人孔的大小来确定格栅填料分装块的宽度,一般为<450mm,长度由塔径和塑料板的规格来确定,分块由人孔装入塔内。
填料支撑栅板与格栅填料的排列方向为90°,上下两层之间格栅填料排列方向旋转45°。
GS型格栅填料开发有10个规格,GS-1型至GS-10型;GSL型格栅填料(金属)开发有6个规格,GSL-1型至GSL-6型。
以GS-2型塑料格栅填料为例,其板间距为42mm,堆积重度151Kg/m3,比有面积46.7m2/m3,空隙率92%,它是常压脱硫装置最常用的填料之一,是常压脱硫装置中较为理想的填料。
当喷淋密度为46.7 m3/h m2时,该填料压降约70Pa/米。
每米填料理论板数约为0.8块,气相传质单元高度约为1.25m,液相传质高度约为0.6m。
经破坏试验,开始变形,承受压力为165吨/米2。
3、格栅填料气液两相传质机理分析塑料格栅填料,它是以塑料板片作为主要传质构件,塑料板片垂直于塔截面,与气流和液流方向平行,上下两层呈45°旋转,整体塔内气流和液流逆向旋转,旋流流动接触。
液体靠重力沿填料表面下降,与上升的气体接触,在塑料或金属板片表面呈膜状向下流动,气体作为连续相自下而上流动,与液膜接触传质,气液之间形成滴状或膜状接触。
随着气速增加,液体自上而下液滴变细,当气速达到喷射时,则呈喷射状态接触。
喷射点对应气体的动能因子作为该填料操作负荷,此时已不是液气控制而是雾夹带控制。
格栅填料板片之间距离较大(一般为16∽51mm),空隙率高,气体和液体有固定的走向,每层板的通道非常均匀,随着气量的增加或者液量加大,气液两相间的作用增强,但是持液量很小,塔的阻力很小,液泛速度很高,格栅填料塔内不存在填料床内满液体,气体不会以气泡的形式通过液体,所以格栅填料对旧塔改造可以选用较高的空塔速度,是一般填料的1.5倍,大大提高了生产能力,对新塔的设计可以降低塔的直径和高度。
由于格栅填料板片之间距离较大,板片表面非常光滑,气体上升和液体下降阻力大大降低,气体和液体有固定的通道,流体在板片之间不断的冲刷接触,使得含尘气体和液体不会在填料表面停滞、沉积、淤积和堵塞。
因此塑料格栅填料是一种高效,大通量、压降低、不会堵塔的新型规整填料。
在正常操作条件下,其压降仅为阶梯环填料和鲍尔环填料的20%~30%,通量比板式塔高80%,比Φ50鲍尔环高50%。
4、格栅填料在脱硫塔和造气洗涤塔节能减排的效果无论氮肥厂的半水煤气,焦化厂的焦炉气和以煤为原料的城市煤气和工业煤气,均需S。
由于煤气中含有粉尘和焦油,大部份厂采用空塔喷要煤气冷却、除尘、脱除煤气中的H2淋,中型氮肥厂一般采用木格子填料。
气体冷却和除尘效果不好,一般煤气进气柜的温度≥65-70℃。
降低了气柜的利用率,增加了系统阻力。
降低罗茨鼓风机和压缩机的打气量,影响造气炉的发气量。
金属格栅填料,呈六边蜂窝状形,其结构形式与塑料格栅料的结构形式不同,但气液两相传质和传热的机理相同,填料的表面和气体、液体方向平行,由于在气流和液流的冲刷下,粉尘和焦油不会在填料表面沉积。
冷却和除尘效果好,一般出口气体与冷却水进口温度相差3-5℃。
与传统空塔喷淋相比,出口气体温度相差20-25℃,一般氮肥厂生产,冬天的产量高也比较容易操作,夏天产量低,其主要原因就是夏天煤气温度高。
系统阻力增加,减少了罗茨机和压缩机的打气量,另外原空塔喷淋是一台煤气炉一台洗涤塔,一般150秒钟一个循环,其中吹风阶段40-50秒没有煤气经过,但冷却水是不停的,多增加了30%冷却水和造气废水的排放量。
而选用了金属格栅填料,一般4台煤气炉对一台洗涤塔,有的氮肥有几台煤气炉合用1台洗涤塔,冷却水量300米3/h,原空塔喷淋,冷却水量至少400-500米3/h,金属格栅填料气液直接接触换热,传热系数高冷却效果好,因此出口气体温度低。
其优越性增加了罗茨机和压缩机打气量和降低电耗,增加了气柜的O,因此合计降低系统阻力有效容积。
进洗涤塔取消水封,降低了水封阻力150-200mmH2400mmHO。
由于系统阻力降低,提高煤气炉发气量6%。
因此提高全年的产量,根据浙江桐2乡化肥厂,实际测定只改造了造气的冷却塔,该月产量提高6%。
S,所采用的脱硫方法无论是PDS、ADA、以煤为原料的煤气,均需要脱除煤气中的H2DDS、栲胶脱硫等等,煤气中H2S与脱硫液接触,化学反应速度很快,其反应影响不是主要矛盾。
采用散堆填料,由于散堆填料阻力不均匀,易产生偏流,气流分布不均匀,当硫膏沉积在填料的表面后,阻力会越来越大,堵塔会更加严重,造成恶性循环,最后造成停车清理。
不仅清洗工作量大,甚至不能维持正常生产。
尤其是当前煤炭供应价格上涨,为了降低生产成本,部份工厂采用含硫量较高的煤种,堵塔现象更为严重。
某些氮肥厂平均三个月堵塔停车清理,而且生产规模比较大(20万吨/年,30万吨/年规模),每停一次车损失在500万元以上,因此选用了聚丙烯格栅填料,根本上解决了堵塔问题,8年来我公司改造了145台脱硫塔,到目前为止,只有3台塔不是格栅填料本身的问题而造成了填料倒蹋,其他均运行正常,没有发生堵塔。
最长运行时间杭州龙山化工厂,脱硫塔运行了二十年没有堵塔,每次大修溶液冲洗几个循环,一直正常运行至今。
格栅填料有固定的气、液通道,没有持液量,所以塔阻力很低,一般填料高18米,塔阻力≤1KPa,一般散堆填料塔阻力≥5KPa,降低了阻力,提高了一段压缩机的打气量和降低电耗。
经计算和实际测定,每吨氨可节能13度/吨氨,以30万吨/年规模合成氨厂一年可节电390万度电。
我公司近年来改造部分氮肥厂,其工艺参数列表如下:冷却除尘塔:脱硫塔:下面将浙江巨化股份有限公司合成氨厂和宁夏丰友化工有限公司脱硫塔和山西寿阳化燃有限公司造气洗涤塔改造后取得的良好效果作一介绍。
4.1 浙江巨化股份有限公司合成氨厂半水煤气脱硫塔合成氨生产能力12.5万吨/年,半水煤气采用栲胶脱硫,脱硫塔直径为Ф3500mm,过去一直采用木格子填料,由于木格子表面粗糙,硫膏容易沉积在填料的表面,造成堵塔,使得塔内气液分布不均匀,容易产生偏流,阻力大,严重影响正常生产。
2001年9月大修期间将木格填料改为塑料格栅填料,填料板型号为GS-2型,分为6层,共190层,每层高100mm。
改造能力从12.5万吨提高到17万吨合成氨,系统阻力大大降低,脱硫效率由94%提高到97%,测定数据见下表:4.2 巨化合成氨厂变脱塔新建净化系统变脱装置采用湿法栲胶脱硫和喷射再生技术,后串JTL-1型干法精脱工艺,即预脱塔、水解塔、精脱塔。
变脱塔直径Ф4400mm,塔高H=35000mm,内装塑料格栅填料210层(121m3),分两段,每段高8000mm。