制气)中粗氨水蒸馏的研究与工业应用——氨水粗蒸馏塔设备改造方案(4)

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废水(煤制气)中粗氨水蒸馏的研究与工业应用——氨水粗蒸馏塔设备改造方案(4)

作者:郑军 张延斌 氨水粗蒸馏塔目前有采用F1浮阀塔板,该塔板是化工行业应用较为广泛的一种塔板,该塔板具有效率高、操作弹性大的优点,但同时该塔板设计的允许孔速较低,且板上汔液接触不充分,易造成死区,在处理含尘和含高黏度物质的体系时,极易造成阀片或部分死区因物料黏附和积累而无法正常工作。因此,原有浮阀塔板将难以解决固形物累积的难题,必须考虑更换具备良好汽液接触形式的塔板。 同时,由于传统浮阀塔板双溢流降液管溢流能力有限(尤其是弓形双溢流降液管)且溢流堰较高,当由于操作条件发生改变,导致溢流强度增大时,塔板很快由于堰上液层和降液管内液层迅速增加而发生液泛。在进行氨水粗蒸馏塔中部氨水的采出调整时,现有塔板由于降液管的局限存在可调整的余量较小。 根据大量的成功工业应用实例,清华大学化工系提出采用清华大学的专利技术——斜孔系列塔板对设备实施改造。该系列塔板由两部分斜孔组成,即相邻两行交错排列的固定斜孔与定向排列的浮动斜孔,前者是汽液接触的主要区域,塔采用喷射操作,极大限度地提高了塔板的气相处理能力,板上低而均匀的稳定液层降低了雾沫夹带量,提高了传质效率,减小了塔板压降;后者起2个作用:一是导向作用,推动两侧液体流动,减少死区和返混;二是调节开孔率,增强操作弹性。同时,该塔板还采用溢流周边较长的十字型降液管,有效地提高了塔板的溢流能力。因此,该系列塔板具有处理能力大、板效率高、塔板压降低的优点。通过工业实验和大量的实际应用证明,相同塔径下,斜孔系列塔板的处理能力比浮阀塔板高20%以上(部分业绩可高达40%以上),同时板效率不低于浮阀塔板,是塔设备扩产改造的理想选择。 根据工艺计算结果,欲将塔釜含氨量降至100mg/L以下必须增加提馏段理论级数4级以上;如不考虑增加提馏段空间,只能通过降低板间距的方式增加级数,但板间距过小将增大汽相雾沫夹带和降液管液层,导致液泛,影响分离效果。 常规塔板水力学设计通常控制雾沫夹带和降液管液泛率在50%以下,因此塔的板间距至少应保持500mm以上;同时考虑到改变板间距时切割、焊接和空间均布的实际工程问题,最终确定了在原氨水粗蒸馏段板间距不动,在其后再串接一深拔段的塔板增加方案,原提馏段内构件和深拔段内构件均选用斜孔塔板。原塔精馏段1~6层(自上而下)塔板不动,并对相应流程进行了改动。

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