白炭黑尾气系统吸收塔技术改造.pdf

化工机械
2012年
白炭黑尾气系统吸收塔技术改造
高路杨金辉2韩风
(1!,吉林化工学院:2.吉林双吉化工新材料有限公司;:3.中油吉化化肥厂)
介绍了某白炭泉裳置尾气吸收塔通过对液体分布幫置、料县结构、填料支菽置和塔体材将
的改,解决了塔吸收率低、气相压降过大及操作弹性偏低等问题,避免了液泛、淹塔和堵路现象的发
生,提高了装豆的生产能力。
关键词吸收塔尾气系技术敌遠
中图分类号TQ053.
文献标识码B
文章编号0254-6094(2012)01-010403
某厂白炭黑生产装置主要是利用氯硅烷在氢吸收尔环。为了掌握吸收塔实际工况,在酸吸
氧焰中进行高温水解反应,经气固分离后制得二收塔侧开了一个观察孔,经反复测试,发现吸收塔
氧化硅(白炭黑),反应过程中,产生了大量的剩存在一些间题。
余尾气,通过尾气系统的酸、碱吸收塔,利用液破1.1液体分布装置
洗涤、中和后排放大气。生产中,常由于吸收塔吸
原设计的液体分布装置采用筛孔盘式分布器
收率低、气相压降过大,导致系统出现液泛、淹塔(图2),盘中有123个I0mm的筛孔。测试中发
和堵塔现象。同时,酸吸收率偏低,使液碱消耗量现,由于不能保证分布盘的水平度,吸收液喷酒时
增加,导致真空泉系统严重腐蚀,造成经济损出现了一定程度的偏流现象。另外,出于白炭票
失
生产的特殊性,气相中有时会夹带少量粉尘,造成
设备概况与分折
部分筛孔堵塞,加重了液体酒的不均性。
尾气系统共有两台酸吸收塔(图1)和两台
塔,塔体材枓为玻璃钢,填料为φ50m皿聚丙烯鲍
8
尾'出
吸收液入门
36-b40
736
8n0
900
观察孔
1100
]23x10
868
尼气进口
吸收滚出口
1酸吸收塔示意图
图2第孔盘式分布器示意图
高路,女,1963年11月生,敬授。吉林省吉林市,132022a
万方数据
第39卷第1期
化工机械
设计中分布盘内未设升气管,只在围堰外留19m3'/h。本装置实际生产中循环液最大流量只
了72个40mm的升气孔,由于塔径过大,气速很能提高到4m/h,而且工艺稍有波动,液泛现象就
高,塔内气流到塔盘下方后沿塔外壁上开,喷淋液会提前到来。由于循环量过低,不能保证填料层
滴被严重吹偏,不仅影响噴淋效果,而且出现严重中有足够的持液量,对塔的吸收效率和操作弹性
的壁流现象。经分析,吸收液喷洒不均是造成塔带来很大影响。
吸收率偏低的关鍵
4设备材料问题
1.2液体再分布装置
装置中的4台吸收塔全部采用改性环氧树脂
一般填料塔喷沵液体沿填料层向下流动时,材料。该材料耐酸性较好,耐碱性相对较差,尤其
都有向塔壁流动的趋勢,导致壁流増加,填料主体在酸碱交替环境中抗腐蚀能力大大降低。运行
流量减小,最终影响了流体沿塔横截面分布的均年后,检查发现酸吸收塔存在轻度腐蚀,碱吸收塔
匀性降低了塔的吸收效率。通常,在塑料填存在严重腐蚀,个别部分存在穿透性腐蚀现象。
料层中,单层填料高度不应超过3.0~4.5m,且高2改进方案
度与直径之比不超过2~3,如果超过临界值,需2.1液体分布装置
要将填料层分段,并在各段之间安装液体再分布
如图4所示,将液体分布装置改为溢流管式
装置,其作用是收集上一填料层来的液体,并为下分布盘。瀅流围堰直径取800mm(0.8D),内设
一填料层建立均匀的液体分布。本塔直径为1m,
中800
填料高度为5m,超出了允许范圃的两倍多,中间
又没设流体再分布器.所以实际生产过程中出现
50x5
了严重的壁流效应,降低了塔的吸收率。
1.3填料支承装置
由于塔体材料为玻璃钢,填料支承装置采用
了多孔板式结构,共有191个直径20mm的气孔
1000
(图3)。考虑到强度向题,实际开孔率只有8%。
由于开孔率过低,导致了气相阻力偏高,给实际操
作带来了很大地困难。一般50mm鲍尔环理论
压力降为380Pa/m,按5m高填料计算,操作压降
应为1.9kPa,但该装置干塔气相压降已超过
4kPa,实际生产时气相压降达6~12kPa。由于填
料底层有效空隙太小,严重限制了循环液的流量
按塔径1ロ计算,液体负荷适用范围为2.7
图4溢流管式分布盘示意图
127个溢流一升气管,溢流盘采用增强聚丙烯
91x20
(PPR)板材制作。为保证气液两相流体通道畅
通,防止堵塞现象发生,溢流-升气管采用
50mm×5mm聚丙烯管,固堰外仍保留72个升
气孔,这样塔盘实际开孔率可达31%。为便于调
节溢流量,降低分布盘安装水平度的敏感性,每个
图3填料支装置
流管上开有4个V形口,同时管子下缘突出分
万方数据
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布板5m,以防止液体在盘下出现挂壁、偏流现
表1设备改造前后技术经济指标
技术参数
改造前改造后
2.2改进填料层的结构
气相压力降/kPa
将填料层分为两段,中部设一个塔盘和分配
吸收液取大循环量/mn3·h
液碱单耗/1t
锥(图5),将壁流液体收集后重新进行分配
设备使用寿命/a
10
装置生产能力/?a
1000
2000
?1000
3结束语
通过对白炭黑装置尾气吸收塔的改造,使吸
收塔吸收率大幅度提高,解决了气相压降过大、操
作弹性偏低等问题,避免了液泛、淹塔和堵塔现象
700
的发生,降低了能耗,延长了设备的寿命,装置的
图5改造后填料层结构
生产能力提高了一倍,率先在国内完成了四氯化
硅法生产白炭黑的工艺的改造。
2.3填料支承装置
参考文献
填料支承装置仍采用多孔板式结构,以尽可
能增大开孔率为原则,将开孔数增加至271个,孔[1]范振方,张水琴,杜皓?白炭黑风送装置控制系统
径由20mm扩大至35mm,这样实际开孔率可放大
的设计与实现[J].化工自动化及仪表,2011,38
到33%,缓解了气、液相阻力过大的阿题,有效提
9):1064~1067
[2]高路,刘明玉,李君.浓硝酸装置漂白塔结构改造
高了塔的操作弹性。
[丁.化工机械,2010,37(5):650~651
2.4设备材料
[3]马洪光,张林华,孙绪军.低温甲醇洗吸收塔流体
将设备塔体的材料由原来的玻璃钢改为聚丙
力学计算及优化[].化工机截,2009,36(2):100
烯内胆外衬环氧树脂,彻征解决了设备腐蚀问题。
设备改造前、后各项技术经济指标比较见表1
(收稿日期:2011-03-13,修回日期:2011-03-28)
上接第90页)
试验台上进行了干气密封的性能模拟试验。参考触运行,密封性能稳定可靠,大大提高了TD80×2
AP682干气密封的试验规程,并按此规程对干气泵的运转性能。经过大量的实践证明,在该泵上
密封进行性能试验。试验结果表明,干气密封具采用申联式干气密封,可以彻底解决原机械密封
备高度的稳定性、可靠