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    輕瓷填料在煤制氣凈化過程的應用
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    輕瓷填料在煤制氣凈化過程的應用

    2019-07-10      閱讀:
     
    我國城市燃氣氣化率約 60%-65%,其中煤制氣或重油制氣作為城市氣源的占 24.4%人工燃氣凈化系統的目的是凈化燃氣,使其達到《人工煤氣》(GB13612)標準的規定,并回收燃氣中有價值化工產品,保護環境。人工燃氣凈化系統中,各種吸收塔器起著重要作用。煤制氣凈化系統主要采用填料塔,過去所用填料多為木格填料。木格填料雖然阻力小,彈性大,操作容易,但其大缺點是木材耗量大,壽命短。輕瓷填料是以瓷土為原料,采用一般陶瓷生產工藝燒制而成,取材方便,來源廣泛,具有很大越性。

    1.    輕瓷填料的特性數據
    1.1 幾種輕瓷填料的幾何特性數據輕瓷多孔填料和梅花環填料的特性數據見表。QC871輕瓷多孔填料的流體力學數據
    QC871填料的流體力學性能進行了測試,測試過程單位面積液體噴淋量為 輕瓷填料在煤制氣凈化過程的應用(圖1),單位面積氣體質量流量為 輕瓷填料在煤制氣凈化過程的應用(圖2)。實驗室測得單位高度氣體壓力降與氣體流速的關系,泛點氣體流速與單位面積液體噴淋量的關系如圖 !,& 所示,這與前人對填料塔吸收過程的流體力[!]學研究結果基本相符 。
     
    該填料的試驗數據經圖解與關聯計算后,得出該填料的泛點填料為輕瓷填料在煤制氣凈化過程的應用(圖3),壓力降填料為輕瓷填料在煤制氣凈化過程的應用(圖4)。按該值所計算的泛點氣體流速和每1M填料層的壓力降與實測值相比,誤差分別為輕瓷填料在煤制氣凈化過程的應用(圖5)
    輕瓷填料在煤制氣凈化過程的應用輕瓷填料在煤制氣凈化過程的應用(圖7)輕瓷填料在煤制氣凈化過程的應用(圖8)
    2     輕瓷填料的工程應用
    2.1 洗萘過程
     
    輕瓷填料據早用于人工煤氣凈化系統的洗萘[ ] 油制氣凈化 塔 $  ,該填料改進后,用于 輕瓷填料在煤制氣凈化過程的應用(圖9)工程,輕瓷填料洗萘塔自 1992年投產以來,取得了 較好的使用結果。(!)洗萘工藝流程來自洗苯塔的油制氣從洗萘塔底部進入,先后與下段和上段噴淋的柴油逆流接觸,煤氣中的萘被柴油吸收。煤氣經塔頂旋流板除霧器捕集下夾帶的油霧后,進入后續 9:9 脫硫裝置。($)洗萘塔結構與填料裝填情況填料洗萘塔直徑4000mm,高 31700mm,全塔分上、下兩部分,分別裝填輕瓷填料。上、下兩部分之間用斷液盤隔開,塔頂裝有旋流板除霧器。全塔共填 6 段填料(上半塔、下半塔各填 3 段),每段填料層高為24500mm。各段填料均由柵板支承,柵板下均設分配錐。每一層填料按蜂窩狀規則排列,相鄰兩層填料的裝填方位錯開 30度,由于填料底面邊緣有 2 個支承凸體,因而裝填后兩層填料之間有 15mm的間隙。
     
    2.2  洗苯及脫硫過程
     
    根據輕瓷填料用于洗萘塔的操作經驗,在煤氣凈化系統的洗苯、洗萘及 9:9 脫硫工藝中,廣泛采用該填料,替代木格及塑料填料。生產數據表明該填料的洗滌傳質效果、塔的阻力等令人滿意。
     
    輕瓷梅花填料還用于水煤氣的冷卻塔,運行數據表明,填料塔的冷卻效果與木格填料塔的冷卻效果一樣,滿足生產和設計的要求。

    & 輕瓷填料塔洗萘的標定分析
     
     
    3 取樣分析
     
    煤氣的取樣采用玻璃管,將該取樣管插入煤氣管道直徑的1/3處。洗滌油的取樣因條件所限,所取洗萘塔底的富油為混合樣。

    煤氣中含萘量與油中含萘量均采用苦味酸 ! 濾液法測定,過量的苦味酸用標準 NAOH溶液滴定,經計算得出煤氣與洗滌油中的含萘量。煤氣與洗油中含萘量的分析結果與色譜分析結果相吻合。

    3.2 標定結果      
    不同工況輕瓷填料的洗萘效果均能達到設計要洗萘塔出口煤氣含萘量為輕瓷填料在煤制氣凈化過程的應用(圖10)在3月份氣溫條件下,就可達到冬季的要求。

    (2)柴油噴灑量影響洗萘效果
    洗油系統原流程為上段以新柴油定時、定量噴灑,下段以油大量連續噴灑?,F流程為上段以新柴油定時、定量噴灑,下段以半富油定時、定量噴采用原流程的洗萘效果比現流程洗萘效果好。
    可見,加大柴油噴灑量,可明顯地提高洗萘效果。洗萘塔煤氣中的雜質含量見表2 ,塔1,2,3不同噴灑量的洗萘效果見表 。
    輕瓷填料在煤制氣凈化過程的應用
    輕瓷填料洗萘塔阻力
     
    標定期間的塔阻力平均為 3300pa該值與輕瓷填料實驗室條件下測試的每 1m 填料壓力降 30-40pa相差較大。其主要原因是煤氣中的大量焦油、機械雜質及油中懸浮物、乳化物等積淀在填料表面上,進而導致塔阻增加。另外,該塔投入運行以來從未清掃過,也是塔阻增加的主要原因。標定時有下述不利因素:新柴油的質量較差,含萘量高;輕質填料經兩年半的運轉,未經清掃,標定時已嚴重堵塞;進塔柴油溫度未加控制,使煤氣中的水蒸氣凝結,造成油中帶水影響洗萘效果;洗萘塔油噴嘴前的單向閥磨損嚴重,造成泄漏;煤氣的空塔速度波動為0.46-0.56m/s ,低于設計所要求的0.65-0.75m/s如能解決上述問題,洗萘效果會.

    輕瓷填料的特點
    投資省
    輕瓷填料可以一次成型,價格低廉
    性能好
    1輕瓷填料具有以下良性能:! 抗老化、耐腐蝕。耐酸率75%,耐溶劑

    2耐高溫且能適應溫度的急劇變化。
    3強度高、壽命長,其抗壓強度為 8-10mpa
    4因表面粗糙,具有較好的浸潤性,為氣液傳質提供佳條件。
    5 無需脫脂處理。
    6 填料的潤濕表面及活性表面大于其它填料。
    7.阻力小。

    結語
    (1)實驗室條件下,輕瓷填料阻力較木格填料低,在較高負荷下,正常操作氣速下,每1m填料層壓力降為30-40pa,而每 1m木格阻力為30-80pa.
     
    (2)操作數據表明,輕瓷填料與木格填料的洗萘效果一樣,完全達到《城鎮燃氣設計規范》要求的煤氣含萘量。
     
    (3)輕瓷填料是一種較好的規整填料,價廉,易得,且性能好,可用作煤氣凈化過程的吸收塔以及直接式冷卻塔的填料。

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