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          金屬孔板波紋填料在合成氨的脫硫塔、飽和熱水塔中的應用

          發布時間:2019-11-13 點擊數:136

                采用金屬孔板波紋填料對2.5萬噸合成氨生產能力的脫硫塔、飽和熱水塔改造,節能降耗取得明顯的效果,滿足了生產的需要。

          壹、脫硫塔裝改造
                 脫硫塔改造裝上不銹鋼304金屬孔板波紋填料(125Y型),並且對液體分布器等塔內件進行改造、安裝(如將分布器改為槽式液體分布器)後取得滿意效果:
                 1. 在流量每小時7000~7600m3半水煤氣條件下,只用填料塔單塔進行脫硫,甩掉了原來的噴射脫硫塔。
                 2. 脫硫前H2S歷來都在0.5~0.8g/m3,脫硫後H2S由改造前的0.07~0.09g/m3降到了0~0.026g/m3.
                 3. 塔阻力降為2KPa,系統阻力降為4 KPa.
                 4. 液體流量由原來的250 m3/h降到150m3/h,大大減少了動力消耗。
                 5. 脫硫液中氨深度由20滴度降到15滴度,仍保證了脫硫效率。因而降低了氨耗.
           
          二、 變換飽和熱水塔改造
                  采用250Y金屬孔板波紋填料對飽和熱水塔進行改造。由於1.5萬噸氨/年變換系統飽和熱水塔原為瓷矩鞍環。由於塔徑小,在正常生產時,憶近液泛區,帶水現象時有發生,且傳質傳熱效率差,變換系統自產蒸汽少,能耗高,而且易破碎,造成阻力大、帶水,不得不停車更換。針對存在的問題,經過考察論證,在大修時將飽和熱水塔的瓷矩鞍環填料全部更換為不銹鋼250Y型304金屬孔板波紋填料,經過多年的使用證明,效果很佳,達到了預期的目的。
           

          1、 飽和熱水塔設備情況
                 主要參數:直徑?1400,總高度22.5米。其中,飽和塔高:11.94米,熱水塔高9.33米。
          填料層高:高直徑50瓷質矩鞍環填料是時,飽和塔高8米,熱水塔6米。
           

          2、 填料型號、裝填高度的確定及裝填情況
          根據實際生產能力,現有塔型及阻力降、總投資等情況,選用了250Y型304金屬孔板波紋填料。根據理論計算,飽和塔需要的理論塔板數為11塊,熱水塔需要的理論塔板數為7塊。250Y型金屬孔板波紋填料每米高度相當於2~3理論塔板數,再考慮壹定的塔效率,實際裝填料情況為:
          飽和塔裝填高度為:5.4米;熱水塔裝填高為為4.2米。
          3、 填料的裝填
                 孔板波紋填料為規整填料,直徑和飽和熱水塔直徑相同,為?1400,填料由裝料人孔裝入,然後在塔內進行組裝,填料裝完後,裝好液體分布器和進液管,再蓋上人孔,填料裝填完畢。
           

          4、 使用情況
          實際使用證明:孔板波紋填料各項性能指標明顯優於瓷質矩鞍環填料,飽和熱水塔各項操作指標都達到最佳狀態。
           

          4.1傳質傳熱效率高
                 實測數據見下表1:
                 表1

          項目
          時間
          溫度,℃
          飽和塔入口熱水
          飽和塔出口煤氣
          熱水塔出口變換氣
          熱水塔入口熱水
          2009.6.1.10時
          123
          122.5
          112
          112
          2009.6.3.10時
          119.5
          119
          111
          111.5
          2009.6.5.10時
          120.5
          120
          111.5
          112
          2009.7.3.15時
          117
          117
          110
          110


                從以上表中可以看出,飽和塔頂出口半水煤氣和入口熱水的溫差很小,只有0.5℃,飽和塔出口熱水和熱水塔出口變換氣之間的溫差也吸有0.5℃以下,並且通過實測飽和塔出口煤氣的飽和度已達95%.
                 

                4.2 氣通量及操作彈性大。在不同生產強度下,仍能保持良好的傳質效率,該飽和熱水塔正常生產半水煤氣量為8180標米3/時。今年五月份大修後因另壹套變換出問題不能生產,本套系統連續三天氣量到達11840標米3/時,飽和熱水塔仍運行正常。飽和塔頂氣水溫差只有1℃,並且沒有發現帶水現象。
                 

                 4.3 填料層及阻力小。飽和熱水塔的噴淋密度同為35米3/米2時,不同空速時,更換填料前後系統阻力降情況見

                 表2

          項目
          類型
          空速
          米/秒
          系統阻力
          MPa
          備註
          ?50瓷矩鞍環填料
          1.234
          0.617
          0.11
          0.07
           
          250Y型304金屬孔板波紋填料
          1.234
          0.617
          0.08
          0.05
          因流程復雜系統阻力仍較大


          5、 總結
                1、 金屬孔板波紋填料是壹種高效規整填料,其傳質效率和通量遠遠超過鮑爾環、階梯環、金屬矩鞍環等較先進的散裝填料塔和壹般板式塔。且具有阻力小、氣液分布均勻,放大效應不明顯等特點。氮肥廠不但可以在脫硫塔、飽和熱水塔中應用,也可以用於造氣洗氣塔、降溫塔、碳化回收清洗塔等傳質設備。我廠已在造氣洗氣塔、變換第二熱水塔、循環水涼水塔中應用,都取得了良好的效果。采用這種高效填料是節能降耗的壹項重要措施。

                2、 鑒於金屬孔板波紋填哦庫壹系列獨特的優點,普通認為,要提高設備的生產能力,可以用這種填料改造老塔,從而節約更換大塔的巨額資金。

                3、 在設計新塔時,若采用這種高效填料,可以大大降低塔的高度和塔徑,從而使設備投資有較大幅度的降低。

                4、 飽和塔出口氣體中的蒸汽含量決定於出塔氣體的溫度和飽和度。由於飽和塔采用了這種新型填料,使塔頂氣水溫度已接近相等,若再增加壹定高度的填料,還可以使氣體的飽和度進壹步提高。這樣,就沒有必要在飽和塔前再設置預飽和塔了.