淺析規(guī)整填料在變換飽和熱水塔中的應(yīng)用

于寶香　姜騰飛　左曉琳　王祥剛

摘要：飽和熱水塔用于變換氣余熱的回收，是變換系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，飽和熱水塔的內(nèi)件，填料是化工生產(chǎn)中廣泛采用的傳質(zhì)傳熱設(shè)備。規(guī)整填料替代散裝填料來提高水煤氣中的飽和度，可以大大降低設(shè)備直徑和填料高度。

關(guān)鍵詞：規(guī)整填料；飽和度；變換飽和熱水塔；煤氣生產(chǎn)

中圖分類號：TQ113 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）12-0060-02

在水煤氣和半水煤氣的生產(chǎn)中，變換是將煤氣中的一氧化碳與水蒸氣在催化劑的作用下，轉(zhuǎn)變成二氧化碳和氫氣，它是一個消耗能量的單元。為了充分利用能源，變換工段的主要能量回收設(shè)備是飽和熱水塔，它用于回收變換氣中熱量，預(yù)熱水煤氣，增加水煤氣的飽和度，以減少外供蒸汽量，其工作狀態(tài)直接關(guān)系到變換系統(tǒng)的能耗。另外，變換系統(tǒng)是一個具有腐蝕性的系統(tǒng)，對設(shè)備的傳質(zhì)提出了更高的要求，設(shè)備的外形尺寸牽涉到投資問題。

1 在變換飽和熱水塔應(yīng)用規(guī)程填料的原因

目前，國內(nèi)飽和熱水塔中的填料以陶瓷和鋁質(zhì)矩鞍環(huán)為主。我們公司在一期變換飽和熱水塔安裝中，采用的是傳統(tǒng)的方法，是散裝亂堆的瓷質(zhì)鮑爾環(huán)填料。生產(chǎn)過程中，氣液量的頻繁波動，使得塔中填料極易破碎、變形，造成填料碎片從箅子板上泄漏至塔底或被氣流帶到氣相出口管中，嚴(yán)重威脅熱水泵和壓縮機(jī)的正常運行，全塔的阻力逐漸上升。另外在相近的設(shè)計條件下，設(shè)備直徑和高度都較大，增加了設(shè)備投資。

設(shè)備經(jīng)過多年的運行，系統(tǒng)每年大修，都要扒填料進(jìn)行清洗，如果不清洗，系統(tǒng)的壓降要增大，原因：（1）煤氣較臟；（2）瓷環(huán)經(jīng)過氣流的沖刷破碎，另外，人在較高的地方工作，存在安全隱患。

2 規(guī)整填料的選擇

在公司的二期技改擴(kuò)建中，由于氣量的增加，如果選擇散裝填料的話，設(shè)備的直徑和高度將會增加很大，經(jīng)過多方的考察和驗證，決定選用蘇爾壽的金屬波紋規(guī)整

填料。

設(shè)計條件：塔上段：工作壓力1.8MPa；水煤氣中的飽和度提至95%；氣體進(jìn)料流量：13904Nm3/h；氣體進(jìn)料溫度：40℃；氣體組成（VOL%）：H2：53.48%；CO：21.83%；CO2：10.83%；O2：0.02%；N2：12.75%；CH4：1.09%；水進(jìn)料流量：40t/h；水進(jìn)料溫度：130℃；塔下段：工作壓力1.75MPa；氣體進(jìn)料流量：16735Nm3/h；氣體進(jìn)料溫度：40℃；氣體組成（VOL%）：H2：61.48%；CO：1.01%；CO2：26.02%；O2：0.00%；N2：10.59%；CH4：0.90%；水進(jìn)料流量：27.3t/h；水進(jìn)料溫度：130℃。

水力學(xué)計算如表1所示。

經(jīng)過上述水力學(xué)計算，飽和熱水塔填料的選擇：

填料型號：蘇爾壽MellaPlus金屬波紋規(guī)整填料；上段填料高度：1700mm；最大液泛率：64%；下段填料高度：1700mm；最大液泛率：70%；塔徑：1100mm；壓降：1.01mbar；飽和熱水塔的總高度：13500mm。

3 規(guī)整填料在變換飽和熱水塔應(yīng)用效果

此設(shè)備投入運行三年多，系統(tǒng)穩(wěn)定，換熱效果好，先將運行數(shù)據(jù)列表如下：

設(shè)備運行數(shù)據(jù)如表2所示。

通過對運行數(shù)據(jù)的比較，可以看出規(guī)整填料換熱效率比較高提高了熱水塔效率，阻力較低，質(zhì)熱交換較好，增加了變換系統(tǒng)自產(chǎn)蒸汽量，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

針對變換飽和熱水塔設(shè)備直徑較大、高度較高的問題，經(jīng)過水力學(xué)計算，選擇蘇爾壽MellaPlus金屬波紋規(guī)整填料，有較好的氣液接觸能力，質(zhì)熱充分交換，可以大大降低設(shè)備高度和直徑，壓降也較低，降低設(shè)備投資，降低維修時的安全隱患；不僅保證了設(shè)備變換飽和熱水塔的正常連續(xù)運轉(zhuǎn)與工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，而且為公司節(jié)約了大量資金，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡介：于寶香（1970—），女，山東煙臺人，煙臺巨力精細(xì)化工股份有限公司助理工程師，研究方向：煤氣化和氣體凈化處理系統(tǒng)；姜騰飛（1983—），男，山東煙臺人，煙臺巨力精細(xì)化工股份有限公司助理工程師，研究方向：化工工藝系統(tǒng)；左曉琳（1982—），女，山東青島人，煙臺巨力精細(xì)化工股份有限公司助理工程師，研究方向：化工工藝系統(tǒng)；王祥剛（1981—），男，山東日照人，煙臺巨力精細(xì)化工股份有限公司工程師，研究方向：DCS、ESD、PLC、儀表自動化、電腦網(wǎng)絡(luò)辦公自動化及監(jiān)控系統(tǒng)。

（責(zé)任編輯：劉 晶）