江西碱业脱碳系统塔器修改意见.doc

江西碱业脱碳系统塔器修改意见 1、前言目前我国国内使用的脱碳塔和气提塔大部分是散装填料塔,分段填装颗粒型填料,如鲍尔环、阶梯环、海尔环等。本项目的 NHD 脱碳工艺包也沿用传统的投资较省的散装填料塔。限于散装填料某些局限性,生产强度不大,传质效率较低。而国内近年来开发的规整填料通量大,效率高(比表面大) ,压降小,尤其是塔径较大时,规整填料几乎无放大效应,气液分布良好,而散装填料的壁流、沟流难于完全避免。规整填料已在国内吸收塔领域有良好的应用业绩。为提高传质效率,增加生产能力,减小阻力,降低能耗,确保全面完成本项目脱碳的各项技术经济指标,就脱碳塔和气提塔填料和内件的部分修改,提出下述意见。 2、规整填料和散装填料 、规整填料和散装填料的比较孔板波纹填料是规整填料的一种,由金属波纹片(开10% 孔)组成,竖直排成盘状的填料,相邻两盘填料在塔中交错 90° 排列放置,在整个塔截面上几何形状规整、对称、均匀,它规定了气、液流路,改善了沟流与壁流现象,压降较小。在相同的通量和压降情况下,与散装填料相比,可以安排更大的比表面积, 因此传质效率高。孔板波纹填料的特点是通量大,效率高,压降小。依比表面的不同,孔板波纹填料有 125 、150 、200 、250 、350 、500 型及对应的 X型和 Y型,两者的差别是板片上冲压的波纹倾角不同, Y型与塔轴线成 45°,而 X型与轴线成 30°, X 型比 Y 型阻力小,但效率低。由于脱碳塔是加压操作,可以不考虑填料压降的影响,故一般选用 Y型。在压力高和液量大时,使用孔板波纹填料,气液相轴向返混加剧,产生不均流动,导致塔效率降低。因此,在塔内件(主要是气液分布器)设计上必须保证气液均匀分布:液体分布器要有一定的喷淋点密度;喷淋点流率要均匀;填料段间加设气液再分布器等。可以使孔板波纹填料在加压和大液量条件下,仍然保持较高的传质效率。孔板波纹填料的材质一般都是不锈钢,以防锈,防堵,防腐蚀。有人认为, 填料表面张力要大于溶液表面张力,才容易浸润。 NHD 溶液、聚丙烯和金属的表面张力分别为 34、30~40、150 dyn/cm , NHD 溶液容易浸润金属表面。而且, 塑料规整填料强度差,很少使用。散装填料的气液湍动强,适合于大气液比的塔器,但它比表面小,无自分布和引流能力,存在沟流与壁流现象。在脱碳系统的改造中,规整填料和散堆填料单独使用时,效率都不高。为此, 我们将其组合起来应用,扬长避短。 、流动参数ψ对于规整填料,它有一个适用范围,在某一范围内它可用,而超出此范围反而效率降低,不太适用了。 Kister 等在收集整理了大量实验和工业数据后认为, 在精馏操作中,规整填料和散堆填料性能的优劣由流动参数ψ的大小而定。ψ=( L/G)(ρ g/ρ L ) 式中: L:液相流量 kg/h G:气相流量 kg/h ρg:气相密度 kg/m 3ρL:液相密度 kg/m 3ψ:流动参数随着ψ值的增大,规整填料的通量和分离效率将下降,这种情况一般出现在精馏塔中。脱碳塔的压力高,气液比大,故其ψ值会达 3~4 以上,但它们与精馏的很大区别是温度较低,许多厂用规整填料后效果都很好。 、分布器的喷淋点槽式分布器和槽盘式分布器是近年来开发的新型分布器,槽式分布器常用于初分布,槽盘式分布器常用于再分布。分布器关