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    大型合成氨廠汽提塔的技術改造案例
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    大型合成氨廠汽提塔的技術改造案例

    2019-08-25      閱讀:
    摘要 提出了在大型合成氨廠生產中汽提塔的改進技術,即用大通量陶瓷規整波紋填料代替原有的散堆鮑爾環,井使用特殊的槽式液體丹審器段增設一套高教絲嘲除洙裝置,解決了諄塔長期存在的由于汽提蒸汽增加導致出口餛合蒸溫度過低的技術難題.片使殘液中氫的質量訃散降 至 I×LI .COD(化學需 氧量 )降至 3×10 。具有重要 的工業價值。

    在大型合成氨生產中,由工藝過程產生的工藝冷凝液含有一定量的氫、甲醇等物質,如直接排放,將污染環境 因此必須對其進行脫除,以達到規定的排放標準 常用的處理方法是用蒸汽直接汽提法對物質進行解吸 。8o年代末我國中南某廠從國外引進的一套 300 kt合成 氮裝置即采用 述汽提法對工藝冷凝液進行處理。然而,裝置建成投產后,如果將汽提蒸汽量增加至設計值,則出¨混合蒸汽的溫度過低,不能滿足工藝溫度的要求。由于汽提蒸汽量未達設計值,物質解吸不充分,使殘液不能達標排放 1999年我們通過對汽提塔系統的深入分析,以過程模擬技術為依據,提出用提高解吸效率,減少霧沫夾帶的方法,成功地解決了該技術難題 生產實踐表明,本文提出的技術措施十分有效
     
     
    l 技術依據
     
    汽提工藝流程如圖 1所示,工藝玲凝液 L 從汽提塔頂加入,塔底通人中壓蒸汽 v ,與下降的液體在填料床層內逆流接觸,進行解吸操作。根據生產 r藝要求 ,汽提塔必須滿足下列兩個條件:(1)根
     
    據下一道工序的要求,混合蒸汽 v。的溫度 f 需達到 323℃;(2)殘液 L2中氨的質量分數 "2≤l×10    ,化學需氧量 COD≤I×10 。為了達到上述指標,汽提塔原設計操作參數見表 l。裝置建成投產后,汽提蒸汽加至 4 t/h,t就 已降至323℃ ,若再增加汽提蒸汽,t將降至323℃以下,不能滿足生產工藝的需要。顯然,由于操作汽提蒸汽量與原設計值 21t/,al相差甚遠.汽提蒸汽量不足,汽提塔解吸效果很差,殘液 L2中的氨等物質含量大大超標。
    大型合成氨廠汽提塔的技術改造案例
    原塔選用 50Frill的鮑爾環 ,經核算可以滿足設計負荷的要求 進一步,由于該物系有一定的起泡性,雖操作負荷止常.但也可能產生 一定的霧沫夾帶,一部分液滴帶人混合蒸汽巾并被汽化,消耗『一部分熱量,從而導致混合蒸汽溫度過低 為此.對解吸操作及系統熱平衡進行了全流程的精確模擬計算,主要計算結果見表2
    大型合成氨廠汽提塔的技術改造案例
    由表 2看出,汽提蒸汽量必須增加到 2lt/h,方能使殘液中的氨濃度達到預定的排放指標假設霧沫夾帶量 L.為 一定值,約為 fJ 的3.6% 由表 2可見,當 L.=0時,v.由 0增至 2l 【 1.則 t4由343.5℃降至 323t ,即為正常操作狀態,符臺原設計要求 然而,只要有霧沫夾帶,t 將降低過快.例如 Vl=4【/h.L.=2t/h,則 t 已降至 323℃ 進 一步增加 V., 將不能滿足工藝的要求 此結論與現場操作觀測到的現象一致,即霧沫夷帶是造成 t 下降過快的原因

    改進措施
     
    根據模擬計算得出的結論.對汽提塔進行了改造.改造后的汽提塔如圖2所示一具體的改造措施是更換填科,更換液體分布器,加裝絲網除沫器等將散堆的鮑爾環改用大通量的金屬板波紋填料,同
     時降低了填料層內的氣速,使該塔遠離液泛點操作,減小了霧沫夾帶的可能性 原設計的液體噴淋裝置如圖 2(a)所示,液體先從多孔排管分布器向下噴出,進人液體分布盤,再噴淋至填料表面 當上升蒸氣由升氣管噴出以后,由于速度較高,與多孔排管向F噴出的液體逆流接觸,可能產生較大的霧沫夾帶,如果常規除沫器除沫能力不足,可將微小霧狀液滴帶人混臺蒸汽中 因此,本次將其改為槽式液體分布器,其結構參見文獻 ,但在噴淋孔外加一導液擋板.如圖 2(b)所示。由小孔水平噴出的液體經導液板阻擋,垂直向下導人填料層內,大大降低了產生霧沫夾帶的可能性。另外,為了起見,保留原常規除沫器不動,并新增設一套高效絲網除沫裝置,以求大限度地消除霧沫夾帶 實際生產證明,改進后的汽提塔,操作穩定可靠,達到預期的技術指標。
     
    3 結果與討論
     
    根據現場生產報告,改進后的汽提塔操作已超過了 設計指標,且實際生產數據與本文的模擬預測值吻合 當汽提蒸汽量為 2lt,h時 ,其主要結果見表 3
     
    大型合成氨廠汽提塔的技術改造案例
    由表 3看出,技術改造后,不但滿足了混合蒸汽的溫度要求,而且殘液中的氨濃度及 c()D均 比預測值小,說明改造后的汽提塔解吸效率提高 據廠方計劃.鑒于殘液中的物含量已達微量,準備對其進行脫鹽軟化處理,回收作為鍋爐給水,項目完成后,此一項可獲得 200萬元/年的經濟效益
     
    4 結論
     
    以過程模擬技術為依據,本文提出的汽提塔改造措施,成功地解決了某大型合成氨生產裝置中,汽提塔的殘液長期超標排放的技術難題,具有重大的社會效益和經濟效益,可在類似的工業裝置中推廣應用:
    『符號說明
     
    工藝冷凝液量.t/h
     
    霧沫夾帶量.t/h
    L     殘液流量,t/h
     
    混合蒸汽溫度.℃’
     
    v. 汽提蒸汽流量 .tan
     
    v     混臺蒸汽流量.t/t
     
    一=  殘液中氨的質量分數

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