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    高效規整填料及新型塔內件在低壓閃蒸槽中的應用
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    高效規整填料及新型塔內件在低壓閃蒸槽中的應用

    2019-09-04      閱讀:
    對原設計的NHD脫碳流程進行改進,將低壓閃蒸槽移至氣提塔頂部,同時將其設計成為具有新型塔內件的高效規整填料塔,降低了吸收塔阻力,提高了閃蒸效率,使低壓閃蒸槽中獲得的二氧化碳純度及數量達到了較高的水平。

    1 低壓閃蒸槽改造措施
    原閃蒸槽的結構為臥式折流板式,具有結構簡單、易于加工的特點,但閃蒸面積小、液體流動阻力大,減少了液體壓力差,造成 CO:等氣體閃蒸不充分,從而影響產品的質量和數量。另外,由于新的低壓閃蒸槽提升至氣提塔的頂部,從設備設計考慮,臥式容器給氣提塔的穩定性帶來不利的影響。為此。新設計的低壓閃蒸槽在充分考慮到閃蒸的基本原理后,采用了立式規整填料塔結構,并輔之
    以新型塔內件設計,使閃蒸更加完全、。新設計的低壓閃蒸槽的具體結構見圖 1。
     
    1.1 填料的選型
    填料的選用原則是:閃蒸效率高,即要求填料在一定的空間內有較大的表面積,并且要求液體和氣體在填料中能夠均勻分布;氣體通過填料層的阻力要小,有較大的空隙率和較小的填料;經久用,即有良好的化學穩定性和機械強度,且價格適宜。
    由于規整填料具有規則的排列順序以及在塔
    高效規整填料及新型塔內件在低壓閃蒸槽中的應用
    截面上形成許多對稱的傳質小單元等特點,使其具有傳質效率高、阻力小、持液量小、通量大、操作彈性范圍廣、放大效應小等點。并且規整填料塔在化肥工業中已經得到了非常廣泛的應用,無論是脫硫塔、脫碳塔、氣提塔、銅洗塔等都取得了令人滿意的效果。此次設計中選用的填料是組片式板波紋規整填料,該填料比普通的規整填料具有更大的比表面積、更小的壓降,因而在相同的進液溫度、相同的進液壓力下,溶液的閃蒸率更高。
     
    根據工藝計算,為了使閃蒸量大化、壓力降小化,在滿足一定的閃蒸面積的條件下,使用了2種型號的組片式板波紋規整填料,為增加氣體通量、提高閃蒸效率、降低壓降創造了必要條件。同時該填料對液體或氣體在塔截面上有很好的自分布作用,進一步提高了傳質分離效果。
     
    1.2 進液裝置的設計
     
    由于低壓閃蒸槽上移至氣提塔頂部,從高壓閃蒸槽溶液出口至低壓閃蒸槽溶液進口處的壓差比原來增加幾十千帕,使溶液進人低壓閃蒸槽前在管路中就已含有大量的氣相,故除了在管路設計上加以關注(振動)外,在低壓閃蒸槽塔內件進液裝置的設計中也應重點考慮。因為在進液裝置中氣體的閃蒸量已達閃蒸總量的80%左右,故其結構是否合理將影響閃蒸的質量和數量。
     
    我們設計的進液裝置采取了 2項措施:(1)采用雙切向環流分布器,使進塔液流充分閃蒸并釋放出高壓,減少液體夾帶,保證 CO 的含量;(2)采用環槽式液體預分布器,再次閃蒸CO:,降低填料層中的閃蒸負荷,使填料效率得到佳的發揮,同時減少液流對下一級液體分布器的沖擊而影響下一級液體分布器的均勻分布。
     
    1.3 液體分布器的設計
     
    研究表明,填料上端液體的初始分布對填料層中氣液的分布有較大的影響,進而影響了氣液的充分接觸,終影響塔的傳質效率。良好的初始分布對高效填料的性能發揮至關重要:初始分布均勻,則填料的有效比表面積,相應的閃蒸面積就,閃蒸量也會更高,閃蒸更完全;否則填料的效率損失會更大,甚至超過普通填料的幾倍。我們設計的槽盤式液體分布器是一種集液體分布和氣體分布于一體的新型分布器,具有占塔空間小、阻力低、操作彈性大、抗堵塞能力強的特點。并且由于具有的升液位功能使其對液體的分布更加均勻,通過槽下部的小孔和導流管將液體分布至填料,使液體進入下一段填料前均勻分布,保證了填料滿意的溶液初始分布。該分布器也可起到氣體分布的作用,為發揮規整填料的高效傳質作用打下基礎。當然對于重力型液體分布器,安裝質量也直接影響液體的分布均勻度,故在安裝時應保證調節液體分布器各槽的水平度在允許的誤差范圍內。
     
    1.4 其它塔內件的設計
     
    新設計的低壓閃蒸槽中不但包括了上述塔內件和填料,還包括除沫器、填料壓圈、填料支撐。

    由于篇幅的關系,在本文中不作為重點敘述,但并不意味著這些塔內件不重要,它們同樣對傳質效率、產量起到相輔相成的作用。本次設計中這些塔內件就包括了一定的技術含量,例如:
     
    (1)采用與槽盤式液體分布器相配套的填料壓圈,不但可以固定填料,同時使上面液體分布器各點流下的液體變成線分布成膜,再次充分閃蒸CO ,使 CO 的解吸盡量達到平衡狀態 。
     
    (2)采用新型絲網除沫器。它不同于通用的絲網除沫器,具有氣體通量大、除沫效率高、可液體的二次夾帶、減少脫碳劑的損失等特點,是保證 CO 含量達標的重要組成部分,是
     
    的重要塔內件之一。

    2 改進后生產狀況

    低壓閃蒸槽改進后,實際生產中各項經濟技術指標達到了較好的水平:變換氣處理量 75000 m /h(標態),NHD溶液量 950m。/h,脫碳氣中 CO:含量達到指標要求,副產的 CO:純度為
     
    98.5%,噸氨耗電 120kwh、耗 NHD溶劑 0.2kg;塔頂氣相中脫碳液的含量幾乎為零(測不出),說明進液裝置的設計是合理可靠的。
     
    3  結語
    (1)在工藝計算準確的范圍內,低壓閃蒸槽的改進流程是可行的,CO:的產出量可滿足化肥生產要求。
     
    (2)低壓閃蒸槽的填料選用高效的組片式規整填料,使溶液的閃蒸效率得到保證。
     
    (3)新型分布器、塔內件與高效填料的配套使用,降低了吸收塔的阻力,提高了閃蒸效率,達到了塔內流體良好均勻分布的設計目的。
     
     
     
     
     
     
     
     
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