阶梯环耐酸陶瓷填料在硫酸生产挖潜改造中的应用

从表3可以看出,在相同气速和酸量的情况下,干燥塔填料改用阶梯环后,其阻力约降低了6.3%～10.7%。

填料的改变必定影响填料塔的泛点空塔气速,从而影响塔的操作范围。这主要与填料的干填料有关。根据《化工工艺设计手册》(化学工业出版社出版)中的Bain-Hougen关联式{log〔(wf2/g)(б/δ3)(γG/γL)μL0.2〕=A-1.75(L/G)0.25(γG/γL)0.125}可以看出:在操作工况基本不变的情况下,当填料改变时,则泛点空塔气速wf与干填料б/δ3成反比。从表1、表2可以看出,阶梯环的б/δ3比矩鞍环填料小很多,因而装置改造后,干燥塔的泛点空塔气速(即高允许气速)得到有效提高,其操作范围加宽,操作更加稳定。

运行实践也证明了这点。我厂在装置改造前,曾发生几起干燥塔液泛现象,并终导致填料破碎而停车更换填料事件。近的一次是在2000年底,当时为了增产,主风机电流开到115A,风量76000m3/h左右,干燥塔压力降迅速上升,时间不长即造成干燥塔填料破碎。2001年底装置改造为硫磺制酸后,在其运行的三年多时间内,为了增产我们曾多次将风量调到76000m3/h附近,装置仍能够连续稳定运行。

根据供货商报价,阶梯环与矩鞍环填料的单价相差无几,38mm阶梯环与38mm矩鞍环填料的价格都在2500元/吨左右,76mm的价格都在2300元/吨左右。因阶梯环的堆积密度略大于矩鞍环填料,在装填体积相同的情况下,使用阶梯环的费用要略高于矩鞍环填料。但阶梯环的强度通常多高于矩鞍环填料,因而阶梯环的使用寿命比矩鞍环填料长。装置改造前,我们在每两年一次的装置大修期间,干燥塔、吸收塔的矩鞍环填料总因破碎要更换一部分。装置改造后的一次大修(2004年底)中,我们打开干吸塔检查,阶梯环填料基本没有破碎。因此,尽管阶梯环的购买费用要稍高于矩鞍环填料,但因其使用寿命更长,阶梯环的并不比矩鞍环填料低。

改造后的一、二吸收塔也采用了阶梯环,三年来的实践证明,吸收塔的吸收率能稳定在99.97%以上。使用阶梯环可以达到与矩鞍环填料一样的吸收效果。

在硫酸装置的干吸塔中,用阶梯环代替矩鞍环填料,完全可以达到同样的干燥、吸收效果,满足硫酸生产中干燥、吸收系统的技术要求。在对干吸塔阻力和高允许气速的影响方面,阶梯环比矩鞍环填料表现出的技术性能,这一点对现有的硫酸装置挖潜增产尤其具有吸引力。实践证明,阶梯环的并不比矩鞍环填料低,从某种程度上来说,阶梯环表现出的技术性能要于矩鞍环填料。