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金属孔板波纹填料在合成氨的脱硫塔、饱和热水塔中的应用

采用金属孔板波纹填料对2.5万吨合成氨生产能力的脱硫塔、饱和热水塔改造,节能降耗取得明显的效果,满足了生产的需要。

一、脱硫塔装改造

1. 在流量每小时7000~7600m3半水煤气条件下,只用填料塔单塔进行脱硫,甩掉了原来的喷射脱硫塔。

2. 脱硫前H2S历来都在0.5~0.8g/m3,脱硫后H2S由改造前的0.07~0.09g/m3降到了0~0.026g/m3.

3. 塔阻力降为2KPa,系统阻力降为4 KPa.

4. 液体流量由原来的250 m3/h降到150m3/h,大大减少了动力消耗。

5. 脱硫液中氨深度由20滴度降到15滴度,仍保证了脱硫效率。因而降低了氨耗.

二、 变换饱和热水塔改造

采用250Y金属孔板波纹填料对饱和热水塔进行改造。由于1.5万吨氨/年变换系统饱和热水塔原为瓷矩鞍环。由于塔径小,在正常生产时,忆近液泛区,带水现象时有发生,且传质传热效率差,变换系统自产蒸汽少,能耗高,而且易破碎,造成阻力大、带水,不得不停车更换。针对存在的问题,经过考察论证,在大修时将饱和热水塔的瓷矩鞍环填料全部更换为不锈钢250Y型304金属孔板波纹填料,经过多年的使用证明,效果很佳,达到了预期的目的。

1、 饱和热水塔设备情况

2、 填料型号、装填高度的确定及装填情况

根据实际生产能力,现有塔型及阻力降、总投资等情况,选用了250Y型304金属孔板波纹填料。根据理论计算,饱和塔需要的理论塔板数为11块,热水塔需要的理论塔板数为7块。250Y型金属孔板波纹填料每米高度相当于2~3理论塔板数,再考虑一定的塔效率,实际装填料情况为:

3、 填料的装填

孔板波纹填料为规整填料,直径和饱和热水塔直径相同,为Ø1400,填料由装料人孔装入,然后在塔内进行组装,填料装完后,装好液体分布器和进液管,再盖上人孔,填料装填完毕。

4、 使用情况

4.1传质传热效率高

表1

项目

时间

温度,℃

饱和塔入口热水

饱和塔出口煤气

热水塔出口变换气

热水塔入口热水

2009.6.1.10时

123

122.5

112

112

2009.6.3.10时

119.5

119

111

111.5

2009.6.5.10时

120.5

120

111.5

112

2009.7.3.15时

117

117

110

110

从以上表中可以看出,饱和塔顶出口半水煤气和入口热水的温差很小,只有0.5℃,饱和塔出口热水和热水塔出口变换气之间的温差也吸有0.5℃以下,并且通过实测饱和塔出口煤气的饱和度已达95%.

4.2 气通量及操作弹性大。在不同生产强度下,仍能保持良好的传质效率,该饱和热水塔正常生产半水煤气量为8180标米3/时。今年五月份大修后因另一套变换出问题不能生产,本套系统连续三天气量到达11840标米3/时,饱和热水塔仍运行正常。饱和塔顶气水温差只有1℃,并且没有发现带水现象。

4.3 填料层及阻力小。饱和热水塔的喷淋密度同为35米3/米2时,不同空速时,更换填料前后系统阻力降情况见表2.

表2

项目

类型

空速

米/秒

系统阻力

MPa

备注

Ø50瓷矩鞍环填料

1.234

0.617

0.11

0.07

250Y型304金属孔板波纹填料

1.234

0.617

0.08

0.05

因流程复杂系统阻力仍较大

5、 总结

1、 金属孔板波纹填料是一种高效规整填料,其传质效率和通量远远超过鲍尔环、阶梯环、金属矩鞍环等较先进的散装填料塔和一般板式塔。且具有阻力小、气液分布均匀,放大效应不明显等特点。氮肥厂不但可以在脱硫塔、饱和热水塔中应用,也可以用于造气洗气塔、降温塔、碳化回收清洗塔等传质设备。我厂已在造气洗气塔、变换第二热水塔、循环水凉水塔中应用,都取得了良好的效果。采用这种高效填料是节能降耗的一项重要措施。

2、 鉴于金属孔板波纹填哦库一系列独特的优点,普通认为,要提高设备的生产能力,可以用这种填料改造老塔,从而节约更换大塔的巨额资金。

3、 在设计新塔时,若采用这种高效填料,可以大大降低塔的高度和塔径,从而使设备投资有较大幅度的降低。

4、 饱和塔出口气体中的蒸汽含量决定于出塔气体的温度和饱和度。由于饱和塔采用了这种新型填料,使塔顶气水温度已接近相等,若再增加一定高度的填料,还可以使气体的饱和度进一步提高。这样,就没有必要在饱和塔前再设置预饱和塔了.

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