淡液蒸馏塔运行情况分析

2011-12-23涂进兵

纯碱工业 2011年3期

关键词：冷凝填料蒸汽

涂进兵

(新疆化工集团哈密碱业有限责任公司设备动力部,新疆哈密 839001)

淡液蒸馏塔运行情况分析

涂进兵

(新疆化工集团哈密碱业有限责任公司设备动力部,新疆哈密 839001)

针对淡液蒸馏塔在运行过程中出现的问题,进行计算分析,并采取了一系列改进措施,取得明显效果,确保了淡液蒸馏塔的长周期稳定运行。

淡液蒸馏塔;填料

我公司于1993年投用的淡液蒸馏系统,由于工艺本身存在的一些缺陷,使得该系统不能正常连续运行,工艺指标难以完成;另外开淡液塔后蒸汽消耗增加,再加上当时纯碱产量低,原蒸馏塔能力富余,淡液蒸馏的优势不突出,因此为降低各项消耗,该套设备就一直闲置下来。后来随着20万t/a改扩建项目的实施完成,蒸馏塔能力明显不足,为了缓解原蒸馏塔的压力,2008年公司决定在原淡液塔基础上新安装1台直径为φ1.8 m的填料式淡液蒸馏塔(以下简称淡液塔),该塔可以满足30万t/a纯碱产量产生的冷凝液。新淡液塔在试车运行过程中出现了很多问题,我们经过多次计算分析总结,改造了部分设备结构和工艺管线,最终解决了淡液塔不能长周期稳定运行的问题。

1 淡液蒸馏系统工艺流程

煅烧车间炉气冷却塔的冷凝液,用泵输送到淡液塔底部的冷凝液贮槽内;氨气冷却器的冷凝液自流入冷凝液贮槽,贮槽内的淡液经泵打入淡液塔顶部,在塔内经液体分布器均匀淋洒到填料上,与自下而上的蒸汽逆流接触进行换热、传质。液体经过10 m的填料后,从淡液塔底部自流入废淡液桶,废淡液经泵打入石灰车间化灰机作为化灰用水。从低压汽管网来的低压汽进入淡液塔底部,自下而上进行换热、传质。蒸出的NH3、CO2、H2O混合气从顶部引入蒸馏塔出气总管,与蒸氨来气一并经过波纹管换热器,降温合格后进入吸收塔。

2 淡液塔运行过程中出现的问题

淡液塔在试车运行中主要表现为塔底压力高,顶部压力小,出液不畅,汽上行困难,液下行不畅,塔内液位高,内置的3层聚丙烯鲍尔环填料在塔内剧烈翻腾,使得塔压波动大,防腐层剥落,废淡液变色,废淡液含氨高,蒸量加不起来,工艺指标严重超标,使塔的操作工况严重恶化。

3 不正常现象原因分析及改进措施

淡液塔装入的是φ50×50的聚丙烯鲍尔环填料,分3段,共有16 m。因我公司其它填料塔装入的是φ75×75和φ100×100的填料,均运行正常,所以首先怀疑淡液塔底部压力高是因为填料规格不符合设计要求造成了阻力降增大所致。但经过计算,情况并非如此。

淡液塔打开人孔盖后发现,淡液塔进气帽下部漏下许多填料堵塞了出液口。但检查发现支撑填料箅子的钢板间距比填料尺寸小很多,符合设计要求。我们分析为填料质量不过关,塔内操作温度超过100℃时,填料受热变软,造成漏填料的现象。根据这种情况,我们把支撑填料箅子的钢板的间距进一步缩小,并在下层填料底部装入2 m高的不锈钢填料。在距离出液口350 mm处增设一长1 000 mm高400 mm的方形挡板,以阻止蒸汽、填料或脏物对出液口的影响。另外拆卸出液管线并疏通了所有管道。开启淡液塔后,虽然底部压力有所减低,但与正常的操作条件还偏离很多,生产能力与设计不符,工艺指标没有得到改善。我们又对出液管“∪”形封和填料高度进行核算。原出液管上“∪”形高1.2 m,上下“∪”形总高3 m,我厂淡液塔采用压力蒸馏,底部压力在12 kPa～20 kPa(表压)之间,所以原“∪”形封是可以达到阻汽排液的作用。咨询相关专家后,答复为理论计算有时与实际情况不符,为了使积砂或脏物更容易随液带出,“∪”形总高不必太高,淡液塔底部液位也不必控制过高,所以上下“∪”形封高度均可以降低。为了最大限度的减少系统阻力,我们把上“∪”形高降低到500 mm,下“∪”型降为1.8 m,并且把出液管线的直径由原来的φ100 mm更换为φ125 mm,出液管线流程也改为从上“∪”形直接联接到废淡液桶,比原来的管线流程减少了2个弯头。鲍尔环填料高度原为16 m,经过计算,10 m的填料即可满足冷凝液中NH3和CO2的驱净率,我们把上段填料高度降为2.5 m,中段填料降为3.8 m,下段填料降为3.5 m。经过一系列的技术改造后,淡液塔再开起来,低部压力降为15 kPa左右,填料没有异常响动,工艺指标全部在合理范围内,淡液处理能力提高到30 m3/h,达到了设计能力。