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  • 萍鄉化工填料廠生產拉西環、鮑爾環、多面空心球填料,瓷球、陶瓷波紋填料、陶瓷規整填料
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    萍鄉化工填料廠介紹階梯環發展動向
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    階梯環發展動向

    2019-06-24      閱讀:
    階梯環填料塔是目前世界上主要的兩種高效填料塔。 本文通過綜述它們 的幾何結構、 甚本性能和應用實例, 說明代替鮑爾環 、 鞍形填料 、拉西環、 一部分板式塔及節省 蒸餾、 吸收操作 的能耗是其 目前研究和推廣使用 的主要動 向。

    填料塔是化工和石油化 工生產中常見的重要設備之一 , 它 ) ` 泛應用于蒸餾、 吸收 、 、洗滌、 主化 處理和傳熱等 單元操作。 填料種類很多, 形狀各異 , 但是在 目前大量推廣應用 的各 種新型填料 當中, 階梯環頗受重 視, 發展較快。 基本性能試驗 和工業使用表明,它們比鮑 爾環及其它散堆填料 越, 在 某些條件下 尚可代 替板式塔。

    在國外, 美國傳質公司 ( M “ “ “ T r “ sn f e r L dt ) , 從1 9 69年到 1 9 7 2 年采用 價值分析技術研究了一種新型填料 — 階梯環 ( C ; s c a cd M i n i 一 Ri n sg ) , 簡 稱為 C M R 。 從表 工看出近幾 年世界各地使用 階梯環 的塔數增加速度是相當快的。

    階梯環填料
    1 9 7 6 年起國內關于階梯環 的情況陸續有幾篇報導 。 目前塑料階梯環在國內工業上開始試用 , 效果良好 L。 ’ 。 金屬和陶瓷階梯環也正在研制之中。但是總的來說,     我國對階梯環的研究仍處于初期開發階段,    許多基礎性的技術問題有待今后深人探討, 以便促進將來工業的使用。

    1 . 結構及性能
     
    在結構方面階梯環合并了鮑 爾環和短拉西環 的點 , 而 且加以適當改進仁。 一 ” ’ 。 階梯環的長徑比與一般 的鮑爾環和拉西環不 同, 共高度等于直徑的 貴~ 告。 塑料 階梯環在 其圓環 的一端增加一個很短喇叭 口 , 環 內有兩層 交錯 4 5 “ 十字形的加強筋。 對于聚丙烯階梯環壁 上開有一層窗, 對于 較脆 的陶瓷階梯環沒有開窗。 金屬階梯環和陶瓷階梯環 與塑填階梯環幾何形狀有所差別, 金屬 階梯環沒有喇叭 口 , 類似短 的金屬鮑爾環 ; 陶 瓷階梯環 的喇叭 口不明顯 , 環內筋數少 , 壁上也沒有開窗。
     
    2 . 應用實例
    ( 1 )  硫酸工 業 
     
    眾所周知 , 在硫酸制造工廠 使用填料的是干燥 塔和吸收塔。 1 9 7 2 年以來 , 以歐美為 中心的世界硫酸制造所用 的填料塔逐漸改換成陶瓷階梯環 , 目前包 括新建在內其總 數可達 1 0 座 。陶瓷階梯環的強度要比其它散堆陶瓷填料好。    以住填料運輸和裝填所產生的破損率允許5 % ,      實際上 使用陶瓷階梯環的破損率只 有1 % 。值得提出來的是階梯環的壓力降很小 , 也就是說更換現有塔填料時 , 在 相同的效率 和壓力降下 , 增加產量。 如果用于新塔, 塔徑縮小 , 節省投資。 表 2 給出陶瓷階梯環、 拉西環、鞍形填料的性能和 壓力 降的比較以及可 以增加產量的數據。
     

    在日產 1 2 0噸硫酸工廠用相同 積的階梯環置換鞍形填料 , 則硫酸吸收塔體 能力從原來日產 1 2 0 0 噸增加到 1 600噸,, 即增加加 3 3 % , 而且 保持同等的產量 。由于填料塔的壓力降減少, 節省能大約 1 4 2 千瓦。 通過觸媒層 后 排出的氣 體 5 0 :   濃 度 低 于 51除霧器壓力 降小 , 形成的霧粒小干 2 微米 ,階梯環霧沫夾帶量要比通常填料少。
     
    (2)節省蒸餾及吸收操作的能耗

    利用甲醇吸收塔和蒸餾塔改造前后的對比說明階梯環可以 節省能耗。在吸收塔 ( T 一 1 01)然后在蒸餾塔 ( T 一 1 0 2) 將甲醇吸收液分餾 成高純產品。改造舊瘩分成三種實例進行實例1 : 吸收塔原封 不勸: 即入 蒸餾塔約進料量與以前 相同, 把現有塔板 ( 板間距 5 0 毫米 , 板效率 50 % ) 改為尺一 寸 M Z 的金屬階梯環 , 故傳 質效率提 高 + 01 5 % , 降低回流比,從而減少回 流量。
    實例2 :將現有吸收塔的金屬拉西環改為尺寸翅 1 的塑料階梯環 ,  蒸餾塔改造與實例 1相同, 但是 吸收塔 , 歹以前 填料相比, 傳質效率增 加 +   48  % ,     吸收液量減少到原來的去。
     
    實例 3 : 與實例 2 相比使用傳質效率更 高的階梯環 , 吸收塔的傳 質效率提高 十 1 1 6 % , 蒸餾塔提高 + 1 3 ` 叫, 因此液量咸少 , 對吸收塔為 一 95 % , 對蒸餾塔回流比為 一 76 % 。 此外 , 蒸餾塔的 壓力降從 09 毫米汞住減到 7 . 3 毫米汞柱 ( 一 29 % ) , 塔釜溫度顯著降低。 采用階梯環及其內件獲得塔的性能改善, 節劣能 和回 收投資年限見表 3
    3 中改造收益說明如下 :
     
    實例 1 : 蒸餾塔的進料量等于吸收塔的吸收液 量,      由于蒸餾塔的性能高,     所以減少蒸汽一 21 % , 相當金額每 年約為 1 6 0 0 萬 日元, 節省以電力計為 3 4 . 4 萬千瓦 , 折合金額約每年為 3 6 0 0 萬 日元 , 故回 收投資不到四 個月。
     
    實例 2 : 吸收塔和蒸餾塔的液量都減少 , 用改造前 60 % 來操作 , 兩個塔每年節省金額達 1 億 7 百萬 日元, 此時 回 收投資只 用 2 . 2 個月。
     
    實例 3 : 與實例 2 相 比, 使用傳 質性能的填料和內件, 節省更多。 該實例與改造前比較, 用告, 但是 質量和產量相同。 兩個塔每年節省金額蒸汽為 4 0 0 0 萬 日元,
    電力約為 1 0 5 0 0 萬 日元 ,合計一億四 千五百萬 日元。     回收投資時間還不到 3 個月。
     
    實例 1 是上述三種實例 中節省 少的 ,      但作為蒸餾過程減少 使用蒸汽的基礎 。    即使
     
    保守估計, 認為可 以平均減少蒸餾過程的蒸汽約為 02 % 。 例如在每年 1 0 億 日元蒸汽用于蒸餾的工廠 , 可以期望通過蒸餾 塔的改造獲得每年 20 億 日元的純收益 , 節省電力方面預 計約為
     
    節省蒸汽金額的 2 倍 。兩者相加, 其收益是相當可觀的。

    ( 3 ) 脫碳系統 仁”
     
    在歐洲 的一個氨生產 公司進行了幾個 月的工 業規 模中試工作,  比較了在 高壓( 26  大氣壓 )吸收 C O : 時 , 金屬階梯環金屬鮑爾環的壓力 降及操作 性能。 根據試驗研究所得 的結論 , 原來吸收和解吸塔 的填料可以用 全屬階梯環代林。 階梯環單位壓力降的效 率 ( K g a) 比鮑爾環
    高5 0 % 。 !
     
    ( 4 )  松樹化學物的蒸餾
     
    從松節油混合 黝分離。  旅烯需要以塊理論板。    為了操作靈活,     該塔在 18 、       42  和 03  塊板處設有加料點, 設計專門選 用 低壓降的板型, 此時需 要 1 70 塊 實際板 , 塔內徑分別為 2 英尺和 4 英尺 , 高度分別為 57 英尺和 1 0 英尺, 全塔壓力降預計 93 2 毫米 汞柱。 另外 一個方 案提供相同的理論板數, 進料點的位置也具有同樣的靈活性 , 該塔 用五段 翅1 階梯環填料 , 填料床高度范圍 7 一 12 英尺。 塔的總 高度 1 30 英尺 , 近 似等于兩座板式塔 的一座高度, F ~ 1 . 7時 , 壓力 降為 56 毫米汞柱 , 相當于每塊理論板壓力降為 0 . 89 毫米汞柱 , 由于溫度低和滯留量 少, 提高了產量。
     
    ( 5 )  石 油精煉 盯
     
    直到近大多數 精煉分離過程才使用板 式塔, 而階梯環早已推廣應用 到這些地方了。 下面簡單敘述 階梯環改造石油精煉分離裝置情況。

      .原油袋置
     
    C M R 代替塔板時,     采 用 牛門設 計的塔內 計 ,  對管路略作修改 ,  就有可 能使塔上下之間的總理論板數增加 3 50  % ,     上部側過 流的終沸點降低到 4 1 0 0  F ,  而底 部側邊流的終端點增加到
     
    67 5 O F 。 實際 _ E汽油 的回收超過以前的回收。 此外 因為消除了分離裝置 , 與分離裝置有關的 , 和維修費即可省去。
     
    b .      真空蒸餾裝咒
     
    汽油段原有五塊塔板被 7英尺 M 3 階梯環 的填料代替,    裝有噴淋分布器使一開始就充分潤濕 填料床。 原有封盤抽料塔板不修改 , 照常使用 。 這種改造使輕汽 油段每桶回 收增加 18 % , 以前塔頂跑掉某 些輕油物料可以回 收。
    在重汽油段 ( H G O ) , 用 9  英尺酗 3 階梯環填 料床更換 4 塊塔板,      用一個噴淋分布器使填料床效率達到高。 原有的封盤抽料塔盤仍然使用 。 結果是重 汽油抽料率增加 40 % 。 在這一段每桶回收的熱在 7 % 以上。 原有塔板是完成不了此項任務的。
     
    塔底 提取段的填料回收大量以前隨廢蠟流損失的重汽油。 填料也減少重金 屬的重汽油的轉移 。 填料床的霧沫夾帶可以 忽略不 計, 因而可以消除除沫器的襯墊 , 大大減少全塔 的壓力降。
     
    。 .乙烷餾出塔
     
    4 6 4 磅 / 平方英寸絕壓精 制液化石油氣 ( 包 括 C ,  到 C S ) 的乙烷餾 除塔中,   現用浮 閥塔性能 不可能進一步改善。     但是要求增加理論板 來改善 C 3  和 C `  的回收,     同時生產 能力增加 1.5  砂20 % 。 英國傳質公司完整地設計了一組 內件, 使壓力 降減少 98 % , 生產能力提高 35 % 及增加于專質單.元 ( 表 4 ) 。

     
     
     
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