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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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    活性波紋填料組合體在硫磺制酸中的應用
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    活性波紋填料組合體在硫磺制酸中的應用

    2020-03-15      閱讀:
    某廠主要生產磷酸一銨和磷酸二銨,F有5套硫磺制酸裝置,總產能3800kt/a(1套600kt/a,4套800kt/a)。其中,一、二期2套800kt/a和1套600kt/a制酸裝置于2013年6月前相繼建成并投產。三期2套800kt/a制酸裝置于2016年10月前相繼建成并投產。對一、二期2套800kt/a制酸裝置的生產指標分析后,發現以下問題:
    ①干燥塔出口水分偏高;
    ②二吸塔出口酸霧偏高;
    ③干燥塔、
    二吸塔壓力降偏高;④拖動風機的背壓式汽輪機中壓蒸汽耗氣量較大。對上述問題進行詳細分析,認為通過化填料塔填料結構及裝填方式,可解決以上問題。因此,在三期工程中,2套800kt/a裝置采用江西萍鄉某陶瓷總廠的活性波紋填料組合體,并對填料結構及裝填方式進行化調整。結果表明:各項指標得到明顯改善,生產成本有效降低。
    1填料調整前后的裝填情況
    填料調整前后裝填情況見圖1。
    2填料規格型號、技術參數及性能參數
    2.1調整前的填料性能
    調整前所采用的JT76階梯環填料性能見表1。
    JT76階梯環填料滿足的條件是:①耐熱溫度超過400℃;②堆積密度為630kg/m3;③w(Al2O3)為22%~24%;④吸水率小于或等于0.5%;⑤w(Fe2O3)小于或等于1%;⑥比表面積達75m2/m3。
    裝填方式采用散堆,確保瓷環干凈、裂紋數小于3條,裂紋長度小于10mm,缺損部分不能超過1/4。
    2.2調整后的填料性能 
    調整后采用活性波紋填料組合體填料,活性波紋填料組合體特性參數見表2,活性波紋填料組合體規格型號及技術參數見表3,活性波紋填料組合體化學成分見表4。


    表3活性波紋填料組合體規格型號及技術參數型號規格片距/mm片峰/mm片厚/mm齒角/(°)交叉角/(°)HX-1245±223±1.52.8±0.575±530±2HX-1336±219±1.52.5±0.375±545±2
    表4活性波紋填料組合體化學成分%w(SiO2)w(Fe2O3)w(CaO)w(Al2O3)w(MgO)其他(w)
    ≥45.5≤0.5≤1.0≥40≤1.02 部分使用JT76階梯環的參數與調整前一致。裝填方式:按相應尺寸沿塔壁裝成規整尺寸后按要求裝填,二次與一層錯位45°,三次與二次錯位45°,上一層與下一層錯位45°,直至到相應的裝填高度,后裝填階梯環。
    3生產運行指標對比分析 
    由于硫酸裝置較多,以調整前的硫酸一車間B套與調整后的硫酸二車間A套裝置進行對比(2套 裝置產能均為800kt/a)。
    3.1裝置產能對比
    2016年8—10月,2套裝置運行情況 見表5。
    3.2干燥塔出口水分對比
    2016年8—10月,2套裝置干燥塔出 口水分見表6。
    3.3二吸塔出口酸霧對比2016年8—10月,2套裝置二吸塔出口酸霧見表7。

    3.4系統阻力降對比
    2016年8—10月,2套裝置干燥塔阻力見表8。二吸塔阻力見表9。

    3.5風機透平蒸汽消耗對比2016年8—10月,2套裝置風機透平蒸汽消耗見表10。
    表102016年8—10月2套裝置風機透平 蒸汽消耗

    硫酸一車間8月實際運行28d,9月實際運行29d,10月實際運行31d;硫酸二車間8月實際運行28d,9月實際運行29d,10月實際運行30d。
    通過分析發現:硫磺制酸中,干燥塔及二吸塔填料從單獨采用JT76填料改為活性波紋填料組合體與JT76階梯環配合使用的填料,能夠提高裝置產能、降低干燥塔出口空氣的水分含量、降低二吸塔出口酸霧含量、降低填料層的阻力、改善干燥吸收塔的酸分布效果,指標得以化。
    4經濟效益分析
    4.1直接效益
    1)2016年8—10月,硫酸二車間比硫酸一車間平均每天多生產硫酸223.91t,直接生產費用按25元/t計算,建設投資(含低溫回收裝置)折舊22.5元/t,不計人工成本(按產量計算工資),每年可節約351萬元。
    2)2016年8—10月,硫酸二車間比硫酸一車間平均少消耗3.82MPa、450℃中壓蒸汽16.12t/h由于蒸汽無外賣渠道,建有中壓背壓發電機組,節約的中壓蒸汽能發電970kWh,(中壓蒸汽發電16.6kg/kWh)、按照給2016年的平均電費(0.5元/kWh)折算,節約電費485元/h,每年節約電費388萬元。
    4.2間接效益
    1)磷酸產能較大,按照前后系統的匹配,硫酸產能不能滿足磷酸生產需求,由于系統阻力小,可以提供硫酸的產能約10%。
    2)干燥塔出口水分降低,使干空氣中帶入轉化器的水分減少,減少催化劑粉化,延長了催化劑篩分時間。
    3)二吸塔酸霧降低,減少了壓力。
    4)填料比表面積增加,孔隙率,分酸效果得以提高,有利于三氧化硫的吸收,從而延長了填料清理周期。
    通過2016年8—10月生產情況來核算經濟效益,使用活性波紋填料組合體裝填干燥塔與二吸塔,相比單一階梯環裝填,其直接經濟效益可增加739萬元/a,而且也能取得較好的間接效益。
    5結語
    將3塔采用高效活性波紋填料組合體與3塔采用散堆填料的比較可看出效益明顯。高效活性波紋填料組合體的特點是比表面積大、空隙率大、有效傳質面積大,因而填料塔系統阻力減小、能耗降低、傳質效率提高、比采用傳統填料的硫酸產量少提高10%以上。此外,填料塔系統的維護少,操作彈性大。

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