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化工填料階梯環
日期：2024-11-22 04:25
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摘要：
化工散堆填料-階梯環產品的工業應用
1、化工填料階梯環在煉油廠減壓蒸餾塔中應用
煉油廠減壓蒸餾塔頂油汽冷凝段（Φ4.2m）用Ｄg50碳鋼階梯環代替原三層圓泡帽塔盤，填料屋高度1.36m。更換后壓降為3mmHg，權為原來的11.5％，填料的取熱量為22~32萬kcal/h.m3。塔頂溫度調節靈敏，可穩定在60~80℃。蒸發層的真空度比以前提高很多，每小時可節約蒸汽4.6噸。
2、化工填料階梯環用于脫碳系統的吸收塔和再生塔
某綿綸廠制氫車間設計能力為1000m3（標）/h。其脫碳系統的吸收塔及再生塔原都采用35×35×4的瓷拉西環作填料。改用碳鋼和聚丙烯階梯環后，生產能力達到了1307 m3（標）/h，超過了原來的*高水平1267m3（標）/h；吸收與兩生能力顯著提高，傳質系數大約提高50%；操作平穩、質量良好。
3、化工填料階梯環中型化肥廠合成氨脫碳裝置中應用
（1）以前，某廠二次脫碳采用陶瓷拉西環，傳質效率低，且易破碎并堵塞換熱器；二次脫碳氣中CO2含量經常超標，導致甲烷化超溫，影響催化劑壽命，且氫耗增加。自1984年二次脫碳及二次再生采用階梯環后，在日產180噸合成氨的高負荷下，二次脫碳氣中CO2含量仍小于0.1%。
將二次脫碳吸收塔陶瓷拉西環改為金屬階梯環,同時對填料支承柵板及液體分布板進行更新改造；并將二次脫碳再生塔陶瓷拉西環改用金屬和聚丙烯階梯環，取得了明顯的效果。
改造后的技術效果及經濟效益：
① 徹底消除了因二次脫碳氣中CO2含量超標引起甲烷化催化劑超溫的因素；
② 經測定，二次脫碳塔阻力由原來的0.05MPa降到0.03MPa；處**量由原設計的14800 m3（標）/h增至17690m3（標）/h，生產能力提高約20%；
③ 提高了二次脫碳氣的凈化度，CO2含量由原先的0.3~0.4%；降至0.07~0.09%；
④ 再生塔溶液再生不必開蒸汽加熱，低變工藝氣體熱量完全滿足溶液再生所需熱量；
⑤ 以二次脫碳氣中含量CO2降低0.2%計，在現有能力下，甲烷化反應少消耗的氫氣可使每天增產合成氨1.47t；同時合成氯弛放氣減少排放，使日增產合成氯1.83t，兩項共計增產3.3t/d。年生產日按290計，則增產957t/a。按300元/噸計，年產值達28.71萬元。改造完工后，投資計23萬元，不到一年即得以回收
（2）某廠設計能力為年產6萬噸合成氨和11萬噸尿素。氣體凈化工藝為常壓改良ADA脫硫中溫變換、加壓改良ADA脫硫、氨基乙酸熱鉀堿脫碳、銅氨洗，凈化脫碳生產流程為兩段吸收、兩段再生。Φ2200mmCO2吸收塔結構為上段10m瓷環，下段25塊雙溢流篩板。
自投產以來，經常出現CO2吸收塔操作不穩、塔壓差波動，甚至攔液、帶液，因而必須對CO2吸收塔進行改造。1982年將原設計吸收塔上段的38 m3瓷質拉西環（Φ38×38×3mm、Φ50×50×5、Φ80×80×8）改為Dg60×30×3陶瓷階梯環，并對塔結構及塔板篩孔，堰高和液封高度作相應修改，使塔的生產能力得到提高，并改善了塔的操作性能。改造后，CO2吸收塔處**量由原來的22000~25000 m3（標）/h提高到26000~27000m3（標）/h（折合入塔變換量32800~34100m3（標）/h），從而使合成氨產量提高到一個新的水平。改造后的再生氣CO2純度亦有顯著提高。
（4）化工填料階梯環氫氰酸發生塔和α-甲基丙烯酸甲酸精制塔的改造
某廠的氫氰酸發生塔和α-基丙烯酸甲酸精制塔，由瓷拉西環填料改為瓷階梯環填料，收到了很好的效果。
氫氰酸發生塔塔徑為Φ400mm，四段，每段裝填料0.8m。改造前裝Dg20mm瓷拉西環填料，由于HCN易聚合堵塔，每月需拆塔清洗兩次，不但影響生產，耗費人力、物力，而且氰化冷凝器嚴重堵塞，需用電鉆鉆通，檢修時勞動強度大，污染更為嚴重，產品得率也受到影響。改為Dg50mm瓷階梯環（井）填料后，由于塔壓降降低，釜溫下降，50天后拆修檢查，填料完整無損，沒有發現聚合現象。
α-基丙烯酸甲酸精餾塔，為一間歇減壓精餾塔，塔徑為Φ250mm，裝填料六段共4.8m。改造前裝Dg25mm瓷拉西環填料，每20天需清洗一次，全年約18次。曾試用過瓷矩鞍環填料，雖塔壓降有所降低，但由于瓷矩鞍填料滯液量大，容易發生堵塔，不能滿足生產要求，更換Dg50mm瓷階梯環（井）填料后，操作達歷史*好水平，與改造前相比，日產量增長20%，產品純度由98.74%提高到99.26%。改造運行一年后，拆塔檢查沒有發現堵塔現象，取得了較好的效果。此例說明，瓷階梯環填料較瓷矩鞍環填料的壓降更低，滯液量更小，價格較瓷矩鞍環稍貴，所以在同樣使用效果時仍應優先考慮采用瓷矩鞍環填料。
（5）化工填料階梯環加鹽萃取精餾塔的改造
某廠采用加鹽萃取精餾制取無水乙醇的工藝過程，萃取精餾塔原設計塔徑為Φ440mm，裝塔6×6mm瓷拉西環填料，現改為Dg25鋁階梯環填料，填料裝填高度比拉西環填料下降1/3，產品質量仍可達到原來的指標。過去塔的操作已接近液泛，不好控制。更換填料后，生產能力較原來提高50%。溶劑比過去維持在1.2以上，現降為1~1.2之間。此項改造已有4年多的時間，改造后生產一直穩定正常。
（6）聚丙烯階梯環在常壓脫硫塔中的應用
某化肥廠有一Φ3.5m的常壓脫硫塔，含硫半水煤氣用A.D.A溶液進行脫硫。脫硫塔總高27m，上部裝有3.5m高填料層,下部為空塔段。過去采用木格柵填料和聚丙烯矩鞍填料，后改裝Dg76聚丙烯階梯環填料，取得了很好的效果。具體如下；
a. 改造后與另一座并聯的、塔徑相同的木格柵填料塔相比，在滿足出塔半水煤氣中含硫要求的條件下，階梯環填料塔為木格柵填料通量的2.3倍，液氣比較木格柵填料塔小1/2，壓降約為木格柵塔的1/4。
b. 改造后與改造前裝填的Dg76聚丙烯矩鞍環塑料填料相比，階梯環填料的通量為矩鞍環填料的1.5倍，壓降僅為矩鞍填料塔的1/2。階梯環填料塔對氣體凈化度提高了一倍，并且解決了使用矩鞍環填料易發生硫堵的問題。
（7）聚丙烯階梯環在硫酸亞鐵氨溶液脫硫中應用
某化肥廠是小合成氨廠，采用硫酸亞鐵氨溶液脫硫。脫硫吸收塔為Φ1300mm，高9m及Φ1400mm，高8m的二塔串聯使用。過去采用Dg50瓷拉西環，自80年開始用Dg76聚丙烯塑料階梯環填料代替瓷拉西環填料。過去使用瓷拉西環填料，由于硫膏堵塔，每月要清塔1~2次，不但填料破碎量大，而且清理困難。改用Dg76聚丙烯階梯環填料后，可以兩個月清洗塔一次，填料可以重復使用，減少了更換填料的勞動強度和費用，降低了生產成本。
（8）聚丙烯階梯環在CO2水洗塔中應用
某化肥廠CO2水洗塔，將原Dg50瓷拉西環填料更換為Dg塑料階梯環填料后，該塔氣體負荷增加了40%，壓降僅為瓷拉西環的1/2。又如某化肥廠改造后氣體負荷增加10%，壓降減少1/2，CO2的吸收率提高了10~20%。
（9）聚丙烯階梯環在鹽鹵脫溴中應用
某鹽廠采用亞硫酸法從地上鹵水中吹溴，其吹出塔和吸收塔均采用Dg50瓷拉西環填料。該廠在Φ300mm的實驗塔中采用Dg50塑料階梯環填料進行實驗，證明塑料階梯環填料的壓降僅為瓷拉西環填料的30%左右，采用6.5mm高的塑料階梯環填料層，可相當10m瓷拉西環填料層的吹出和吸收效果。
根據對年產500t吹溴廠的初步設計估算，采用塑料階梯環填料。代替瓷拉西環填料充填吹出塔和吸收塔，采用亞硫酸法的工藝條件，可較過去用堿法制溴成本下降16%，基建投資可降低15%。該裝置現已投產。
（10）農藥生產中HCl吸收塔
某農藥廠在生產異稻瘟凈過程中，以異丙醇和三氯化磷為原料，生產O，O-二異丙基亞磷酸酯、氯丙烷及氯化氫氣體。生成的酯化物在常溫下穩定性很差，特別在酸性介質存在時，其水解反應更為激烈，所以要求將反應所產生的HCl氣體迅速排掉，以使系統有盡可能高的真空度，以利酯化的進行。該廠在反應鍋和真空泵之間，設計了一個Φ350mm的填料吸收塔，內裝Dg38聚丙烯塑料階梯環填料3.2m高，代替原有的一個篩板式鼓泡塔。
填料塔在真空度約為650mmHg下操作，空塔氣速為1.06m/s，液體噴淋密度為4m3/m2·h，全塔壓降為3.5mmHg（包括管件阻力在內），塔底鹽酸濃度為19.2%（wt%），塔頂尾氣中HCl氣體濃度為0.434g/ m3，HCl吸收率為99.8%。改造后由于HCl氣體及時排出，反應鍋真空度提高，從而降低了原料的消耗，每年可節約原料費近10萬元。
（11）酸洗尾氣吸收塔
酸洗尾氣吸收塔對填料的要**既能耐酸性尾氣的腐蝕，又具有較高的吸收效率和較低的壓降，以利降低能耗和采用耐酸性尾氣腐蝕的低壓塑料風機。四機部第十設計院設計了SPF型酸性氣體處理裝置的定型設備，其中吸收塔內裝Dg38塑料階梯環2m，用10%NAOH溶液吸收HCl，H2SO4，HF等酸性尾氣。吸收率可達可90%，全塔壓降僅為27mmHg。采用10%NaOH溶液及噴氣體氨的辦法吸收HNO3尾氣，效率可達70~80%。
（12）酸霧凈化塔
某鋼廠酸霧凈化塔中充填聚丙烯階梯環填料，用1%的廢NaOH做吸收液，吸收H2SO4酸霧，平均吸收率可達95%，氮氧化物平均吸收率達63.7%，達到國家頒布的排放標準。
