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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:481

      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。

一、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),并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)后取得滿意效果:
       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,脫硫后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。由于1.5萬噸氨/年變換系統飽和熱水塔原為瓷矩鞍環。由于塔徑小,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于2~3理論塔板數,再考慮一定的塔效率,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,然后在塔內進行組裝,填料裝完后,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于瓷質矩鞍環填料,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,并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。今年五月份大修后因另一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℃,并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,更換填料前后系統阻力降情況見

       表2

項目
類型
空速
米/秒
系統阻力
MPa
備注
?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一種高效規整填料,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一般板式塔。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,也可以用于造氣洗氣塔、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一項重要措施。

      2、 鑒于金屬孔板波紋填哦庫一系列獨特的優點,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于出塔氣體的溫度和飽和度。由于飽和塔采用了這種新型填料,使塔頂氣水溫度已接近相等,若再增加一定高度的填料,還可以使氣體的飽和度進一步提高。這樣,就沒有必要在飽和塔前再設置預飽和塔了.

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