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化工填料阶梯环
日期：2024-05-17 12:16
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摘要：
化工散堆填料-阶梯环产品的工业应用
1、化工填料阶梯环在炼油厂减压蒸馏塔中应用
炼油厂减压蒸馏塔顶油汽冷凝段（Φ4.2m）用Ｄg50碳钢阶梯环代替原三层圆泡帽塔盘，填料屋高度1.36m。更换后压降为3mmHg，权为原来的11.5％，填料的取热量为22~32万kcal/h.m3。塔顶温度调节灵敏，可稳定在60~80℃。蒸发层的真空度比以前提高很多，每小时可节约蒸汽4.6吨。
2、化工填料阶梯环用于脱碳系统的吸收塔和再生塔
某绵纶厂制氢车间设计能力为1000m3（标）/h。其脱碳系统的吸收塔及再生塔原都采用35×35×4的瓷拉西环作填料。改用碳钢和聚丙烯阶梯环后，生产能力达到了1307 m3（标）/h，超过了原来的*高水平1267m3（标）/h；吸收与两生能力显著提高，传质系数大约提高50%；操作平稳、质量良好。
3、化工填料阶梯环中型化肥厂合成氨脱碳装置中应用
（1）以前，某厂二次脱碳采用陶瓷拉西环，传质效率低，且易破碎并堵塞换热器；二次脱碳气中CO2含量经常超标，导致甲烷化超温，影响催化剂寿命，且氢耗增加。自1984年二次脱碳及二次再生采用阶梯环后，在日产180吨合成氨的高负荷下，二次脱碳气中CO2含量仍小于0.1%。
将二次脱碳吸收塔陶瓷拉西环改为金属阶梯环,同时对填料支承栅板及液体分布板进行更新改造；并将二次脱碳再生塔陶瓷拉西环改用金属和聚丙烯阶梯环，取得了明显的效果。
改造后的技术效果及经济效益：
① 彻底消除了因二次脱碳气中CO2含量超标引起甲烷化催化剂超温的因素；
② 经测定，二次脱碳塔阻力由原来的0.05MPa降到0.03MPa；处**量由原设计的14800 m3（标）/h增至17690m3（标）/h，生产能力提高约20%；
③ 提高了二次脱碳气的净化度，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开蒸汽加热，低变工艺气体热量完全满足溶液再生所需热量；
⑤ 以二次脱碳气中含量CO2降低0.2%计，在现有能力下，甲烷化反应少消耗的氢气可使每天增产合成氨1.47t；同时合成氯弛放气减少排放，使日增产合成氯1.83t，两项共计增产3.3t/d。年生产日按290计，则增产957t/a。按300元/吨计，年产值达28.71万元。改造完工后，投资计23万元，不到一年即得以回收
（2）某厂设计能力为年产6万吨合成氨和11万吨尿素。气体净化工艺为常压改良ADA脱硫中温变换、加压改良ADA脱硫、氨基乙酸热钾碱脱碳、铜氨洗，净化脱碳生产流程为两段吸收、两段再生。Φ2200mmCO2吸收塔结构为上段10m瓷环，下段25块双溢流筛板。
自投产以来，经常出现CO2吸收塔操作不稳、塔压差波动，甚至拦液、带液，因而必须对CO2吸收塔进行改造。1982年将原设计吸收塔上段的38 m3瓷质拉西环（Φ38×38×3mm、Φ50×50×5、Φ80×80×8）改为Dg60×30×3陶瓷阶梯环，并对塔结构及塔板筛孔，堰高和液封高度作相应修改，使塔的生产能力得到提高，并改善了塔的操作性能。改造后，CO2吸收塔处**量由原来的22000~25000 m3（标）/h提高到26000~27000m3（标）/h（折合入塔变换量32800~34100m3（标）/h），从而使合成氨产量提高到一个新的水平。改造后的再生气CO2纯度亦有显著提高。
（4）化工填料阶梯环氢氰酸发生塔和α-甲基丙烯酸甲酸精制塔的改造
某厂的氢氰酸发生塔和α-基丙烯酸甲酸精制塔，由瓷拉西环填料改为瓷阶梯环填料，收到了很好的效果。
氢氰酸发生塔塔径为Φ400mm，四段，每段装填料0.8m。改造前装Dg20mm瓷拉西环填料，由于HCN易聚合堵塔，每月需拆塔清洗两次，不但影响生产，耗费人力、物力，而且氰化冷凝器严重堵塞，需用电钻钻通，检修时劳动强度大，污染更为严重，产品得率也受到影响。改为Dg50mm瓷阶梯环（井）填料后，由于塔压降降低，釜温下降，50天后拆修检查，填料完整无损，没有发现聚合现象。
α-基丙烯酸甲酸精馏塔，为一间歇减压精馏塔，塔径为Φ250mm，装填料六段共4.8m。改造前装Dg25mm瓷拉西环填料，每20天需清洗一次，全年约18次。曾试用过瓷矩鞍环填料，虽塔压降有所降低，但由于瓷矩鞍填料滞液量大，容易发生堵塔，不能满足生产要求，更换Dg50mm瓷阶梯环（井）填料后，操作达历史*好水平，与改造前相比，日产量增长20%，产品纯度由98.74%提高到99.26%。改造运行一年后，拆塔检查没有发现堵塔现象，取得了较好的效果。此例说明，瓷阶梯环填料较瓷矩鞍环填料的压降更低，滞液量更小，价格较瓷矩鞍环稍贵，所以在同样使用效果时仍应优先考虑采用瓷矩鞍环填料。
（5）化工填料阶梯环加盐萃取精馏塔的改造
某厂采用加盐萃取精馏制取无水乙醇的工艺过程，萃取精馏塔原设计塔径为Φ440mm，装塔6×6mm瓷拉西环填料，现改为Dg25铝阶梯环填料，填料装填高度比拉西环填料下降1/3，产品质量仍可达到原来的指标。过去塔的操作已接近液泛，不好控制。更换填料后，生产能力较原来提高50%。溶剂比过去维持在1.2以上，现降为1~1.2之间。此项改造已有4年多的时间，改造后生产一直稳定正常。
（6）聚丙烯阶梯环在常压脱硫塔中的应用
某化肥厂有一Φ3.5m的常压脱硫塔，含硫半水煤气用A.D.A溶液进行脱硫。脱硫塔总高27m，上部装有3.5m高填料层,下部为空塔段。过去采用木格栅填料和聚丙烯矩鞍填料，后改装Dg76聚丙烯阶梯环填料，取得了很好的效果。具体如下；
a. 改造后与另一座并联的、塔径相同的木格栅填料塔相比，在满足出塔半水煤气中含硫要求的条件下，阶梯环填料塔为木格栅填料通量的2.3倍，液气比较木格栅填料塔小1/2，压降约为木格栅塔的1/4。
b. 改造后与改造前装填的Dg76聚丙烯矩鞍环塑料填料相比，阶梯环填料的通量为矩鞍环填料的1.5倍，压降仅为矩鞍填料塔的1/2。阶梯环填料塔对气体净化度提高了一倍，并且解决了使用矩鞍环填料易发生硫堵的问题。
（7）聚丙烯阶梯环在硫酸亚铁氨溶液脱硫中应用
某化肥厂是小合成氨厂，采用硫酸亚铁氨溶液脱硫。脱硫吸收塔为Φ1300mm，高9m及Φ1400mm，高8m的二塔串联使用。过去采用Dg50瓷拉西环，自80年开始用Dg76聚丙烯塑料阶梯环填料代替瓷拉西环填料。过去使用瓷拉西环填料，由于硫膏堵塔，每月要清塔1~2次，不但填料破碎量大，而且清理困难。改用Dg76聚丙烯阶梯环填料后，可以两个月清洗塔一次，填料可以重复使用，减少了更换填料的劳动强度和费用，降低了生产成本。
（8）聚丙烯阶梯环在CO2水洗塔中应用
某化肥厂CO2水洗塔，将原Dg50瓷拉西环填料更换为Dg塑料阶梯环填料后，该塔气体负荷增加了40%，压降仅为瓷拉西环的1/2。又如某化肥厂改造后气体负荷增加10%，压降减少1/2，CO2的吸收率提高了10~20%。
（9）聚丙烯阶梯环在盐卤脱溴中应用
某盐厂采用亚硫酸法从地上卤水中吹溴，其吹出塔和吸收塔均采用Dg50瓷拉西环填料。该厂在Φ300mm的实验塔中采用Dg50塑料阶梯环填料进行实验，证明塑料阶梯环填料的压降仅为瓷拉西环填料的30%左右，采用6.5mm高的塑料阶梯环填料层，可相当10m瓷拉西环填料层的吹出和吸收效果。
根据对年产500t吹溴厂的初步设计估算，采用塑料阶梯环填料。代替瓷拉西环填料充填吹出塔和吸收塔，采用亚硫酸法的工艺条件，可较过去用碱法制溴成本下降16%，基建投资可降低15%。该装置现已投产。
（10）农药生产中HCl吸收塔
某农药厂在生产异稻瘟净过程中，以异丙醇和三氯化磷为原料，生产O，O-二异丙基亚磷酸酯、氯丙烷及氯化氢气体。生成的酯化物在常温下稳定性很差，特别在酸性介质存在时，其水解反应更为激烈，所以要求将反应所产生的HCl气体迅速排掉，以使系统有尽可能高的真空度，以利酯化的进行。该厂在反应锅和真空泵之间，设计了一个Φ350mm的填料吸收塔，内装Dg38聚丙烯塑料阶梯环填料3.2m高，代替原有的一个筛板式鼓泡塔。
填料塔在真空度约为650mmHg下操作，空塔气速为1.06m/s，液体喷淋密度为4m3/m2·h，全塔压降为3.5mmHg（包括管件阻力在内），塔底盐酸浓度为19.2%（wt%），塔顶尾气中HCl气体浓度为0.434g/ m3，HCl吸收率为99.8%。改造后由于HCl气体及时排出，反应锅真空度提高，从而降低了原料的消耗，每年可节约原料费近10万元。
（11）酸洗尾气吸收塔
酸洗尾气吸收塔对填料的要**既能耐酸性尾气的腐蚀，又具有较高的吸收效率和较低的压降，以利降低能耗和采用耐酸性尾气腐蚀的低压塑料风机。四机部第十设计院设计了SPF型酸性气体处理装置的定型设备，其中吸收塔内装Dg38塑料阶梯环2m，用10%NAOH溶液吸收HCl，H2SO4，HF等酸性尾气。吸收率可达可90%，全塔压降仅为27mmHg。采用10%NaOH溶液及喷气体氨的办法吸收HNO3尾气，效率可达70~80%。
（12）酸雾净化塔
某钢厂酸雾净化塔中充填聚丙烯阶梯环填料，用1%的废NaOH做吸收液，吸收H2SO4酸雾，平均吸收率可达95%，氮氧化物平均吸收率达63.7%，达到国家颁布的排放标准。
