填料塔是一種傳統的氣液傳質設務,多年來得到普遍的使用。由于填料結構的不斷改進,其應用越來越廣泛。在很多生產過程中有些已代替了傳統的板式塔。回顧填料塔發展過程,主要是塔內填料改進發展的過程。填料主要有兩大類:散堆填料和規整填料--散堆填料有拉西環、鮑爾環、階梯環、矩鞍環、海爾環、泰勒花環等。散堆填料主要優點在于安裝方便,具有通用性,但是通量較小,流體分布性能較差,阻力較大。如果有沉淀物生成則易造成填料堵塞,嚴重時要進行停車處理,即使處理好了,再投入生產又會造成新的堵塞。規整填料目前使用的有孔板波紋填料、絲網波紋填料。這種規整填料的波紋均為斜波,其斜波與水平方向的夾角為45°、30°兩種。規整填料與散裝填料相比是一個較大的進步。氣液能量增大,分布比較均勻。因此得到了廣泛的應用,從而逐步取代散堆填料。
近年來隨著化工企業體制不斷改革,管理不斷加強。為了更好地節能降耗,許多化肥企業采用本地煤資源的比例越來越大。大部分本地煤的硫含量較高,這樣從經濟效益上講是十分顯著的。但是給生產工藝帶來了一些問題。如硫含量高的氣體在脫硫工段,要脫出比以往采用優質煤多出很多的硫。因此脫硫氨水中夾帶的硫膏大大增加。這樣惡劣的工藝狀況,使用老式波紋規整填料也形成堵塞。系統阻力增大,脫硫效率降低,嚴重時要停車進行處理。
為了防止堵塞,一些中型氮肥廠和焦化廠煤氣脫硫塔填料一直采用木格子填料,由于木板較厚,比表面積小,空隙率小,傳質效果不理想。加上木格子表面粗糙硫膏容易沉積在填料表面造成堵塔。使塔內氣液分布不均勻,產生偏流,致使系統阻力不斷上升,出口H2S超標,嚴重影響系統的正常穩定生產。
近年某單位為了適應市場需求開發出塑料格柵填料,得到了有關專家和用戶的認可,有一些廠家使用。隨著原料煤的變化,采用地方煤的比例越來越大,其H2S含量越來越高。由于加工制作工藝上的缺陷,塑料本身易老化變形的特點,其不足之處不斷顯現。
(1)由于需要提高脫硫效率,就要增加填料的比表面積,為了合格證基本的強度,塑料板片的厚度不能小于
(2)由于塑料板片是用套管和螺栓固定,總體上是點接觸。加上其單位體積質量較重,一般200~
(3)由于塑料本身的特性易老化,易變形也容易出現垮塌。塑料格柵填料垮塌就好比我們住房墻上的百葉窗關閉,塔內氣體不能流通。現實上已出現過這樣的事故。給化肥生產企業造成巨大的經濟損失。
為了更好地適應當前市場需求,本公司工程技術人員設計開發出YZ型三角形正波規整填料,該填料吸收了老式孔板波紋填料和塑料格柵的共同優點,比表面積大、重量輕(相當塑料格柵填料的三分之一)、氣液通理大、分布均勻、接觸充分、不堵塞、不老化、不變形。適用于工藝環境惡劣,溶液粘度大,氣液流體中雜質較多,容易造成堵塞的塔內。如造氣洗氣塔、脫硫塔、飽和熱水塔、溶液脫碳塔等。
本填料的制作組裝與孔板波紋填料基本相同,可以生產出不同規格型號,不同比表面積的填料。按照用戶工藝要求,采用相應波高波距的模具制作成相應比表面積的填料,再按照用戶塔徑大小,計算出每片填料的長度,按尺寸下料,(波紋為正波,波紋與水平方向夾角為90°),按用戶塔人孔大小確定好裝配夾具的寬度,將每層填料分為若干小塊,以便填料的裝填。填料板片之間用點焊連接,使每塊填料連接成牢固可靠的整體。該填料每個小單元均為等腰三角形,每塊填料由若干個小三角形組成。
該填料的裝填為,第一層填料片排列方向與填料支撐柵板方向交叉成90°,上下兩層填料的排列方向旋轉45°。該填料主要以不銹鋼板片作為傳質構件,板片垂直塔橫截面,與氣液流方向平行,上下兩層呈45°旋轉。整體塔內氣流液流逆向旋轉接觸。液體在不銹鋼板片上成薄膜狀向下流動。氣體至下而上流動與液膜充分接觸傳質,由于板片薄(一般為
現將YZ型三角形正波規整填料與其它類型的填料從造價和使用效果上進行比較論述:
1、該填料與散裝填料相比,該填料材質為不銹鋼,厚
2、該填料與老式孔板波紋填料相比:材質基本相同,用料基本相同,同樣比表面積造價基本相同。但從使用效果上看,使用初期由于填料比較干凈沒有堵塞,氣液流體分布均勻,使用效果幾乎相同,因為原孔板波紋填料波紋呈45°和30°斜度,氣液接觸略好一些,老式孔板波紋填料的效果可能略好些。有人曾指出,老式孔板波紋填料國其波紋有斜度,氣體與液體在塔內接觸的時間要長,所以效果要好,這是沒有道理的。除了前面我們提到的因氣液接觸略好一些外,氣體與液體在塔內經過的時間是一樣長。國為相同體積的氣體從進塔到出塔所用的時間只是與塔徑、塔高、壓力、溫度、填料空隙率(填料所占有效空間)等因素有關,而與填料的結構形式是沒有關系的。(通俗的講,就是塔內有效容積已定,氣體的壓力、溫度都基本不變的狀況下,同體積的氣體從進塔到出塔所用的時間是相同的)。但是隨著使用時間延長,一般1-3個月,由于工藝環境影響,老式孔板波紋填料上逐漸沉積硫膏等污物出現堵塞,從而導致氣液體偏流,大大降低脫硫效率,增大系統阻力,造成羅茨風機電流跑高,使電耗增大,嚴重影響生活。而YZ型三角形正波規整填料由于板片全部為垂直向下,不會出現堵塞現象。脫硫效率始終保持較高水平,能保證生產長周期安全穩定進行。
3、該填料與現在有些企業使用的朔料格柵填料相比。相同的比表面積,為了保證比較足夠的強度,朔料片厚度不得小于
由于該填料板片側重垂直向下,氣體上升和液體下降阻力大大降低,氣體和液體有固定通道,流體在板片間不斷的沖刷接觸,使得含塵氣體和液體不會在填料表面停滯、沉積、淤積和堵塞。因此YZ型三角形正波規整填料是一種高交,通量大,壓降低,不會堵塞的新型規整填料。該填料是取代各種散裝填料、孔板波紋填料及塑料格柵填料的最佳產品。我公司生產能力大,每天可生產填料
三角形正波規整填料,在湖北三寧化工股份有限公司(原湖北枝江化肥廠)得到了成功應用。該公司在此之前用的是老式孔板波紋填料,連續幾年,脫硫塔多次出現堵塞,被迫停車進行處理,為了很好的解決這一問題,該公司在二00五年度大修前,派出有關人員,到全國各地進行學行考察,在總結考察情況,結合現有多種型號填料的基礎上,我們共同研究開發出三角形正波規整填料,在本次大修中得到了應用,該公司生產能力近20萬tNH3/a,經過幾個月的運行,使用效果十分理想,脫硫效率非常好,系統阻力非常小,用U型汞柱壓力計幾乎難以測出。