填料分类

鲍尔环

波纹填料

拉西环

丝网除沫器

金属填料

陶瓷填料

塔内件

塑料填料

微孔陶瓷

瓷球

轻瓷填料

某公司浓硝酸装置是典型的硝酸镁法生产工艺流程, 1991 年 4 月和1993 年10 月先后 2 次共建 4 套 DN1 000 浓缩塔,年设计能力为 4 万 t 。开车之初, 因设备和操作技术存在问题, 生产一直不正常 。经过不断摸索 , 先后进行多次技术改造 , 于 1996 年达产完成 4 .5万t ,1998 年又改造硝酸镁浓缩系统 , 使年产量达到7 .45 万 t 。因我公司稀硝酸采用双加压法生产装置, 年设计能力为 10 .5万 t , 不能满负荷运行 。近几年 , 浓硝酸市场形势看好, 利润较高。 扩大浓硝酸装置生产能力, 不能充分发挥稀硝酸装置能力, 降低成本, 而且能创出更大效益。 为此, 在合成氨系统铜塔改造成功的基础上, 经设计院进行理论计算, 结合规整填料的点和浓硝酸生产的特点, 采用陶瓷规整填料(陶瓷鲍尔环、陶瓷一字环、陶瓷拉西环、陶瓷异鞍环)替代原瓷矩鞍环和拉西环填料, 并对分布器进行匹配设计 , 在国内率先把陶瓷规整填料应用到浓硝酸生产中 。经过 1 年的运行, 取得了非常好的效果, 2000 年在公司计划

大修停车 1 个月的情况下 , 浓硝酸年产量达 9 .7万t , 生产成本降低 , 产品一级品率 100 %, 为企业创出可观效益。

 

1   陶瓷规整填料的点

作为一种新型的填料, 陶瓷规整填料与散装填料相比有以下点 :

(1)填料几何结构合理, 比表面积大, 有利于气、液充分接触和传热。

(2)填料空隙率大, 阻力小 , 空塔气速大, 传质效率高。

(3)操作弹性大 , 高低负荷都可正常运行 。

(4)有较好的抗堵性 。

(5)实现节能, 降低蒸汽消耗。

 

2   新型分布器的设计

陶瓷规整填料的势得益于它的比表面积大、空隙率大、气液的规则流动以及较好的气相混合 。但是, 这些势要能充分发挥, 必须有相应良结构的塔内件与之相适应 。值得指出, 由于规整填料的结构特点, 它的横向自分布能力要比散堆填料差 因此对液体分布器气体分布器提出了、更高的要求。 我公司在原技术改造经验的基础上 , 经过多次试验 , 设计出新型的液体分布器和再分布器。 实践证明 , 新型液体分布器和再分布器具有良的性能 , 使整个填料的面积得以充分利用 , 壁流 、沟流现象大大减少 , 理论板数增加, 规整填料传质效率高的势得以充分发挥。

 

3   改造的内容和安装要求

(1)原塔内安装 Dg38 和 Dg25 瓷矩鞍环 , 经过对生产能力的预测, 结合实际生产经验 , 确定了改造后的气 、液负荷, 选用相应规格的规整填料 。

(2)采用新型的液体分布器 、再分布器以及结构合理、安装方便的塔内件。塔内件选用耐腐蚀的高硅铁和聚四氟己烯配件。 安装时对分布器的水平度要求很高, 稍有偏流则会严重影响正常操作, 使工艺条件恶化 。

(3)增加了硝酸镁系统的能力。 新增硝酸镁蒸发器 、间接冷凝器及抽真空装置各 1 套, 使蒸发负荷与生产能力相适应。

(4)规整填料的安装水平度要求高 , 在安装时要及时调整填料的水平, 以使气、液在填料表面分布均匀,不偏流。

(5)两层填料之间要相互错位 , 相互压缝, 液体走短路。

(6)陶瓷规整填料易碎 , 在运输和安装时要轻拿轻放 , 碰碎使碎片堵住填料气孔, 影响气液流动。

 

4 改造效果

 

陶瓷规整填料使用后 , 改善了塔内的传质 、传热效果, 浓缩塔的回流比、配料比明显下降 , 吨酸产品对设备的负荷下降, 塔的生产能力大大提高,各种消耗指标明显下降, 成本降低(表 1 、表 2)。