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基本參數

主要應用種類及特性0 f+ e5 X1 D% g2 c8 w$ t! p
    1.1　金屬絲網波紋填料　
   由金屬絲網壓成的波紋板片組成,波高小,比表面積大,表面濕潤性能好,分離效率極高,每m 填料層可達10塊或更多理論板的分離效率。但因其制造材料不銹鋼等絲網價格貴,單位體積填料造價高,且強度較低,一般適用于難分離和熱敏性物系的真空精餾、常壓精餾與吸收,塔徑不大(2　m以下)、不易堵塞和腐蝕的場合。分單層和雙層金屬絲網波紋填料。單層金屬絲網波紋填料有250型、500型、700 型,以500型應用最為廣泛。: d, }: _8 h/ j8 u6 c7 W
    1.2　網孔(板網)波紋填料　) O6 K6 U4 K( j# g5 \* V1 I" J
    網孔波紋填料是近期開發成功的一種新型波紋填料,是直接將不銹鋼等薄帶適當處理拉制成特定規格的菱形網板,成本比絲網顯著降低的同時具有金屬絲網波紋填料的優良性能,工業應用日趨擴大,適用范圍類似于金屬絲網波紋填料的應用場合及特殊工況。
  1.3　金屬孔板波紋填料　' |1 j3 D6 q& m  i
    多由不銹鋼波紋板片組成,板片上鉆有許多5　mm左右的小孔。其性能介于金屬網波紋填料與散堆填料之間。由于結構合理,強度高,造價較金屬絲網波紋填料低,耐腐蝕性好,抗污染能力強,壓降低,通量大,它特適用于常壓和中等真空度及有污染危險的有機物蒸餾,并適用于常壓及加壓逆流吸收過程。在設計新塔和改造舊塔中,它用來代替鮑爾環之類的散堆填料和某些板式塔。尤其是在大型塔器改造中,對提高產品的產量和質量,降低能耗都有明顯的經濟效果。
  1.4　塑料孔板波紋填料　
   結構與金屬孔板波紋填料類似,材質有聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯等。主要優點是耐腐蝕、質輕、價廉、阻力小、效率較高、放大效應小。目前主要有125　 Y和250　Y兩種規格,它們適用于各種吸收和解吸過程,也用于廢氣凈化及大液體負荷和高操作壓力的過程與提高現有塔器的生產能力,還適合于易起泡沫的物系。應用于化肥及環保部門都取得了良好的效果。
   2　工程應用實例與效果近年來,中小氮肥廠特別是小氮肥廠在進行技術改造和擴大能力時,應用規整填料均取得較大成功。! M. M4 S  |& [# ^: W( ^& j
    2.1　造氣綜合洗氣塔　) l8 q5 L9 y& T5 E  O
    陜西扶風氮肥廠在設計造氣?2　200綜合洗氣塔時選用上海化工研究院研制的低壓降耐堵塞的規整填料,實裝2　m高,處理半水煤氣量平均在11　 500～12　000　m　3/h,循環冷卻水量120　m　3/h,進口氣溫100～120℃,出口氣溫40～50℃,實際全塔壓降490 　Mpa。改造前半水煤氣出口溫度在80℃以上,嚴重影響造氣正常操作及制氣量的提高。雖然壓降有所提高,但穩定了造氣操作,提高了制氣率。
  2.2　脫硫工段的改造　6 G' b1 L4 O7 J+ }' Y3 Z
    脫硫塔用規整填料改造可以提高生產能力和脫硫效率,穩定生產 ,提高經濟效益。脫硫效率提高可以減少變換觸媒中毒,減少銅液中CuS沉淀,提高銅液質量,減少銅耗,銅洗工段微量跑高和帶液現象可以大大減少。湖北宜化集團股份有限公司1993年對脫硫工段采用栲膠脫硫工藝, 在?4　000脫硫塔 ,?3　600冷卻清洗塔中使用250　Y聚丙烯孔板波紋填料進行徹底改造。脫硫效率、生產能力大大提高,半水煤氣出口H　2　S在0.01　g/m　3 以下,有時測不出。脫硫效率提高,對聯醇工段特別有利,聯醇觸媒使用周期延長一倍左右。必須注意的問題是脫硫塔中使用規整填料,必須和靜電除焦等其他設備配套使用,各廠要根據實際情況選擇不同的規格型號。9 B/ \( e" W  L  x5 W* Z- S
    2.3　變換熱水飽和塔　
   金屬板波紋填料可以用于直接傳熱設備。樂亭化肥廠改?1　400熱水塔中的?5 0瓷矩鞍環為250Y型不銹鋼板波紋填料及內件,填料高度由原來6　m降為4　m。投運后兩年未大修,變換氣進口溫度由160℃提高到210～230℃, 出口溫度由135℃降到110～120℃,提高了熱水塔效率,增加了變換系統自產蒸汽量,擴大能力35%以上,取得了較好經濟效益。在熱水塔中水氣直接接觸,熱水升溫的極限受濕球溫度限制,單靠熱水塔還不夠,熱交換器、水加熱器等其他設備要完好。如果飽和塔同時改造,節能效果會更顯著。9 w* f( O+ p2 n. }, U9 i
    2.4　氨回收塔　
 扶風氮肥廠用塑料孔板波紋填料改造?1　800泡罩塔,制備氨水的濃度由原來遠低于40　t·t提高到40～60　t·t,原出塔氣相氨大于2.3　 g/m　3,改造后在操作壓力不變,進塔氨含量8 　g/m　3,CO　2　0.4%,循環噴淋量45　m　3/h,出塔氨含量降到1.0～1.2　g/m 　3,CO　2　0.2%,同時系統壓降下降了0.020　2　Mpa。經清洗塔后碳化氣氨含量小于0.1　g/m　3提高了氨水濃度,達到了碳化水平衡的要求,減少了環境污染。
  2.5　精煉銅洗塔　  s3 n( R5 F7 @; l/ n# V
    天津大學1992年用250Y不銹鋼孔板波紋填料及內件改造湖北宜化集團股份有限公司?1　000銅洗塔,取得了成功。銅洗塔原設計內裝鮑爾環50　mm ×50　mm×1.5　mm;氣量33　540　m　3/h ;銅液量43～48　m　3/h。設計計算證明該塔能滿足年產8萬t氨的需要,但考慮到其內部結構設計不盡合理:填料不分段,氣液易偏流;液體分布裝置為蓮蓬頭,液體初始分布不均;富裕能力不大,難以適應聯醇生產精煉負荷波動大的特點。技術改造后的銅洗塔具有如下優勢:在工藝波動的情況下,保證出口氣體微量合格,銅液噴淋密度可調范圍寬,操作彈性大,適應性強,無帶液事故發生,可根據入塔氣體負荷及CO%高低來調節銅液用量。銅液循環量以原設計4.2　m 　3/t　NN　3減少到2.3　m　3/t　NH　3,銅、冰醋酸、氨、蒸汽消耗大為降低,銅泵少開,冰機負荷減輕,冷卻水用量減少,節能降耗帶來了可觀的經濟效益。& v) G  R8 v3 z0 @# z
    2.6　新產品開發　. Z  S! `( [& Q, R3 `, D8 V( Z. T
    全國很多中小氮肥廠采用聯醇工藝生產甲醇, 再深加工生產甲醛、*等。在這些方面,規整填料已經得到應用。文獻介紹,甲醇精制脫醚塔采用5.6　m　 700型金屬絲網波紋填料代替18　m高60塊實際板浮閥塔,提高了分離效率,保證了質量和得率,用500型金屬絲網波紋填料改造*生產裝置舊塔器,塔高由28　m降低到12　m,產量提高了1倍,節能效果顯著。甲醛吸收塔的填料,早期采用拉西環;70年代后,逐漸改用鮑爾環、階梯環,也有用矩鞍環的,其材質多為陶瓷。近年來,有采用金屬孔板波紋填料和金屬絲網波紋填料的,材質大多為不銹鋼。選用效率高的填料在同等條件下可減少塔徑和塔高。. x+ y. u8 q: B3 o/ g' |/ k

3　應用趨向與建議9 W7 u# o" O4 ?% ?8 F+ ^# a* ?+ x
    3.1　二氧化碳吸收塔　3 Z# R5 W( L$ Z2 Z; e
    現在很多小氮肥廠改產尿素, 碳酸丙烯酯脫碳塔采用散堆填料,為擴大生產能力,脫碳效率、降低消耗可以使規整填料,并對氣液分布裝置進行改造。經計算用金屬孔板波紋填料改造二氧化碳吸收塔中50　mm×50　mm鮑爾環填料,在塔徑、塔內填料高度、操作壓力、壓力降及分離效率一樣的情況下,孔板波紋填料的處理量可以增加30%。
  3.2　尿素裝置解吸塔　3 N5 R/ a9 _! f/ T9 a
    年產4萬t水溶液全循法尿素裝置解吸系統排出廢液設計要求含氨不大于0.07%(wt),分析控制指標0.06%。實際生產很難達到指標,且超標比較嚴重。用規整填料改造板式結構解吸塔,解吸后排出廢液含氨量可以降低到0.03%～0.05%,其回收氨及節能的經濟效益都會很明顯。這是一個值得加以研究的問題。$ p6 E3 J! Y+ ~
    3.3　碳鋼滲鋁孔板波紋填料　: a1 \( ]. o7 _5 @  R; e
    天津大學1989年3月研制生產了碳鋼滲鋁孔板波紋填料,填補了國內空白。不但具有板波紋填料優良的綜合性能,還有優良的耐熱性和耐蝕性。20#滲鋁鋼抗高溫氧化性是20#鋼的146～340倍,18～8不銹鋼的2～3倍;其耐H　2　S腐蝕性能是碳鋼289倍,18～8不銹鋼的60倍。若以每立方米填料價格計,其比不銹鋼波紋填料便宜20%～50%;若按年均造價(造價/壽命)來比,它甚至比碳鋼波紋填料還便宜。該填料已在化肥等行業應用,值得推廣應用。& u3 S5 j& a+ B4 |# ~# u6 G
    3.4　工程應用注意事項　
   工業上應用規整填料塔,塔徑、塔體傾斜度、填料分段和安裝都必須符合規定要求。液體分布、液體收集和再分布、填料支承圈、填料限位壓圈等塔內件都必須設計合理,加工安裝精確。對于大直徑塔或氣體入口動壓頭與塔壓差之比大于2.5(如加壓塔)時,應考慮氣相分布裝置。被處理物系帶有懸浮固體的情況下,一般不宜用絲網型波紋填料。塔內易產生聚合物或有焦油的情況下,不僅絲網填料不適用,用孔板波紋填料也要格外謹慎,應采取一定措施。填料一旦被污染,只宜用化學方法清洗。波紋填料比表面積很大,在塔停止操作后,填料表面會有較大靜持液量。這時塔內溫度還未降下來,對于易氧化的物料,若有大量空氣快速進入,塔內溫度可進一步升高,燒毀填料。這種情況不停車,應向塔內通入氮氣保護,或先用其他溶劑清洗介質再停車。在大多數情況開車時,絲網填料要進行充分預液泛,使其形成良好的液膜,方能達到高效。一般說來預液泛有三種方式:①淹塔后泛塔;②泛點通量下,采用大通量全回流操作;③在大于泛點通量下全回流操作。通常采用第三種方法。規整填料塔在分離效率、壓降等方面優于板式塔和散堆填料塔,但它仍具有散堆填料塔的局限:換熱不便,側線抽出困難,抗腐蝕性相對于板式塔較差, 過程控制困難等。工程中要具體問題具體分析。" C: ~9 ?8 q# M% Q: S
    4　結　語
   選用規整填料雖然一次費用較高,但從縮小塔體積和節能收益來看,費用可以很快收回。當前規整填料應用范圍從一般化工、石油化工擴大到化肥、環保等領域,為化肥工業的節能降耗,增加產量提供了一條新的途徑。全面評價,合理使用規整填料,將使技術改造和進步發揮更大作用,取得更好效益。