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    陶瓷規整填料在濃硝酸裝置上的應用案例
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    陶瓷規整填料在濃硝酸裝置上的應用案例

    2019-06-17      閱讀:
    某公司濃硝酸裝置是典型的硝酸鎂法生產工藝流程, 1991 年 4 月和1993 年10 月先后 2 次共建 4 套 DN1 000 濃縮塔,年設計能力為 4 萬 t 。開車之初, 因設備和操作技術存在問題, 生產一直不正常 。經過不斷摸索 , 先后進行多次技術改造 , 于 1996 年達產完成 4 .5萬t ,1998 年又改造硝酸鎂濃縮系統 , 使年產量達到7 .45 萬 t 。因我公司稀硝酸采用雙加壓法生產裝置, 年設計能力為 10 .5萬 t , 不能滿負荷運行 。近幾年 , 濃硝酸市場形勢看好, 利潤較高。 擴大濃硝酸裝置生產能力, 不能充分發揮稀硝酸裝置能力, 降低成本, 而且能創出更大效益。 為此, 在合成氨系統銅塔改造成功的基礎上, 經設計院進行理論計算, 結合規整填料的點和濃硝酸生產的特點, 采用陶瓷規整填料(陶瓷鮑爾環、陶瓷一字環、陶瓷拉西環、陶瓷異鞍環)替代原瓷矩鞍環和拉西環填料, 并對分布器進行匹配設計 , 在國內率先把陶瓷規整填料應用到濃硝酸生產中 。經過 1 年的運行, 取得了非常好的效果, 2000 年在公司計劃
    大修停車 1 個月的情況下 , 濃硝酸年產量達 9 .7萬t , 生產成本降低 , 產品一級品率 100 %, 為企業創出可觀效益。
     
    1   陶瓷規整填料的點
    作為一種新型的填料, 陶瓷規整填料與散裝填料相比有以下點 :
    (1)填料幾何結構合理, 比表面積大, 有利于氣、液充分接觸和傳熱。
    (2)填料空隙率大, 阻力小 , 空塔氣速大, 傳質效率高。
    (3)操作彈性大 , 高低負荷都可正常運行 。
    (4)有較好的抗堵性 。
    (5)實現節能, 降低蒸汽消耗。
     
    2   新型分布器的設計
    陶瓷規整填料的勢得益于它的比表面積大、空隙率大、氣液的規則流動以及較好的氣相混合 。但是, 這些勢要能充分發揮, 必須有相應良結構的塔內件與之相適應 。值得指出, 由于規整填料的結構特點, 它的橫向自分布能力要比散堆填料差 因此對液體分布器氣體分布器提出了、更高的要求。 我公司在原技術改造經驗的基礎上 , 經過多次試驗 , 設計出新型的液體分布器和再分布器。 實踐證明 , 新型液體分布器和再分布器具有良的性能 , 使整個填料的面積得以充分利用 , 壁流 、溝流現象大大減少 , 理論板數增加, 規整填料傳質效率高的勢得以充分發揮。
     
    3   改造的內容和安裝要求
    (1)原塔內安裝 Dg38 和 Dg25 瓷矩鞍環 , 經過對生產能力的預測, 結合實際生產經驗 , 確定了改造后的氣 、液負荷, 選用相應規格的規整填料 。
    (2)采用新型的液體分布器 、再分布器以及結構合理、安裝方便的塔內件。塔內件選用耐腐蝕的高硅鐵和聚四氟己烯配件。 安裝時對分布器的水平度要求很高, 稍有偏流則會嚴重影響正常操作, 使工藝條件惡化 。
    (3)增加了硝酸鎂系統的能力。 新增硝酸鎂蒸發器 、間接冷凝器及抽真空裝置各 1 套, 使蒸發負荷與生產能力相適應。
    (4)規整填料的安裝水平度要求高 , 在安裝時要及時調整填料的水平, 以使氣、液在填料表面分布均勻,不偏流。
    (5)兩層填料之間要相互錯位 , 相互壓縫, 液體走短路。
    (6)陶瓷規整填料易碎 , 在運輸和安裝時要輕拿輕放 , 碰碎使碎片堵住填料氣孔, 影響氣液流動。
     
    4 改造效果
     
    陶瓷規整填料使用后 , 改善了塔內的傳質 、傳熱效果, 濃縮塔的回流比、配料比明顯下降 , 噸酸產品對設備的負荷下降, 塔的生產能力大大提高,各種消耗指標明顯下降, 成本降低(表 1 、表 2)。

    陶瓷規整填料在濃硝酸裝置上的應用案例 

     
    5 效益分析
     
    經過 1 年來的生產運行, 陶瓷規整填料異的性能充分地發揮出來, 取得了比預期更理想的效果。 年增加產量達 2 .1萬 t , 成本較改造前降低 26 .84 元/t(按改造前的可比價格計算, 實際上成本更低), 為企業年增加效益 784 萬元。 而濃硝酸裝置改造全部費用為 118 萬元, 只需很短時間就收回投資。
     
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