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荆州市金威石化配件有限公司
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填料    
三角形正波规整填料
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填料塔是一种传统的气液传质设务,多年来得到普遍的使用。由于填料结构的不断改进,其应用越来越广泛。在很多生产过程中有些已代替了传统的板式塔。回顾填料塔发展过程,主要是塔内填料改进发展的过程。填料主要有两大类:散堆填料和规整填料--散堆填料有拉西环、鲍尔环、阶梯环、矩鞍环、海尔环、泰勒花环等。散堆填料主要优点在于安装方便,具有通用性,但是通量较小,流体分布性能较差,阻力较大。如果有沉淀物生成则易造成填料堵塞,严重时要进行停车处理,即使处理好了,再投入生产又会造成新的堵塞。规整填料目前使用的有孔板波纹填料、丝网波纹填料。这种规整填料的波纹均为斜波,其斜波与水平方向的夹角为45°、30°两种。规整填料与散装填料相比是一个较大的进步。气液能量增大,分布比较均匀。因此得到了广泛的应用,从而逐步取代散堆填料。

近年来随着化工企业体制不断改革,管理不断加强。为了更好地节能降耗,许多化肥企业采用本地煤资源的比例越来越大。大部分本地煤的硫含量较高,这样从经济效益上讲是十分显著的。但是给生产工艺带来了一些问题。如硫含量高的气体在脱硫工段,要脱出比以往采用优质煤多出很多的硫。因此脱硫氨水中夹带的硫膏大大增加。这样恶劣的工艺状况,使用老式波纹规整填料也形成堵塞。系统阻力增大,脱硫效率降低,严重时要停车进行处理。

为了防止堵塞,一些中型氮肥厂和焦化厂煤气脱硫塔填料一直采用木格子填料,由于木板较厚,比表面积小,空隙率小,传质效果不理想。加上木格子表面粗糙硫膏容易沉积在填料表面造成堵塔。使塔内气液分布不均匀,产生偏流,致使系统阻力不断上升,出口H2S超标,严重影响系统的正常稳定生产。

近年某单位为了适应市场需求开发出塑料格栅填料,得到了有关专家和用户的认可,有一些厂家使用。随着原料煤的变化,采用地方煤的比例越来越大,其H2S含量越来越高。由于加工制作工艺上的缺陷,塑料本身易老化变形的特点,其不足之处不断显现。

1)由于需要提高脱硫效率,就要增加填料的比表面积,为了合格证基本的强度,塑料板片的厚度不能小于4mm,增加比表面积,就要增加板片密度,这样就大大占用塔内的有效空间,降低塔的有效空间利用率。如不增加板片密度,脱硫效率就得不到保证。

2)由于塑料板片是用套管和螺栓固定,总体上是点接触。加上其单位体积质量较重,一般200~300Kg/M3,填料在塔内一般每段高度约为6000~8000mm。这样大的重力加之总体结构不稳定,容易造成下部填料不堪重负而垮塌。

3)由于塑料本身的特性易老化,易变形也容易出现垮塌。塑料格栅填料垮塌就好比我们住房墙上的百叶窗关闭,塔内气体不能流通。现实上已出现过这样的事故。给化肥生产企业造成巨大的经济损失。

为了更好地适应当前市场需求,本公司工程技术人员设计开发出YZ型三角形正波规整填料,该填料吸收了老式孔板波纹填料和塑料格栅的共同优点,比表面积大、重量轻(相当塑料格栅填料的三分之一)、气液通理大、分布均匀、接触充分、不堵塞、不老化、不变形。适用于工艺环境恶劣,溶液粘度大,气液流体中杂质较多,容易造成堵塞的塔内。如造气洗气塔、脱硫塔、饱和热水塔、溶液脱碳塔等。

本填料的制作组装与孔板波纹填料基本相同,可以生产出不同规格型号,不同比表面积的填料。按照用户工艺要求,采用相应波高波距的模具制作成相应比表面积的填料,再按照用户塔径大小,计算出每片填料的长度,按尺寸下料,(波纹为正波,波纹与水平方向夹角为90°),按用户塔人孔大小确定好装配夹具的宽度,将每层填料分为若干小块,以便填料的装填。填料板片之间用点焊连接,使每块填料连接成牢固可靠的整体。该填料每个小单元均为等腰三角形,每块填料由若干个小三角形组成。

该填料的装填为,第一层填料片排列方向与填料支撑栅板方向交叉成90°,上下两层填料的排列方向旋转45°。该填料主要以不锈钢板片作为传质构件,板片垂直塔横截面,与气液流方向平行,上下两层呈45°旋转。整体塔内气流液流逆向旋转接触。液体在不锈钢板片上成薄膜状向下流动。气体至下而上流动与液膜充分接触传质,由于板片薄(一般为0.2mm)空隙率高,每层板片的通道非常均匀。随着气量和液量的增加,气液两相间的作用增强。但持液量很小,塔的阻力很小,液泛速度很高。所以YZ型三角形正波规整填料对旧塔的改造可以选用较高的空塔速度,对新塔的设计,可以减少塔径,从而节省设备投资,大大提高生产能力。

现将YZ型三角形正波规整填料与其它类型的填料从造价和使用效果上进行比较论述:
    1
、该填料与散装填料相比,该填料材质为不锈钢,厚0.2mm,如用不锈钢材质制作散堆填料,厚度一般为0.8~1.0mm。同样的比表面积,造价是该填料的几倍。即使用普通碳钢制作,也比YZ型三角形正波规整填料造价高。使用效果和系统阻力不言而喻。
    2
、该填料与老式孔板波纹填料相比:材质基本相同,用料基本相同,同样比表面积造价基本相同。但从使用效果上看,使用初期由于填料比较干净没有堵塞,气液流体分布均匀,使用效果几乎相同,因为原孔板波纹填料波纹呈45°和30°斜度,气液接触略好一些,老式孔板波纹填料的效果可能略好些。有人曾指出,老式孔板波纹填料国其波纹有斜度,气体与液体在塔内接触的时间要长,所以效果要好,这是没有道理的。除了前面我们提到的因气液接触略好一些外,气体与液体在塔内经过的时间是一样长。国为相同体积的气体从进塔到出塔所用的时间只是与塔径、塔高、压力、温度、填料空隙率(填料所占有效空间)等因素有关,而与填料的结构形式是没有关系的。(通俗的讲,就是塔内有效容积已定,气体的压力、温度都基本不变的状况下,同体积的气体从进塔到出塔所用的时间是相同的)。但是随着使用时间延长,一般1-3个月,由于工艺环境影响,老式孔板波纹填料上逐渐沉积硫膏等污物出现堵塞,从而导致气液体偏流,大大降低脱硫效率,增大系统阻力,造成罗茨风机电流跑高,使电耗增大,严重影响生活。而YZ型三角形正波规整填料由于板片全部为垂直向下,不会出现堵塞现象。脱硫效率始终保持较高水平,能保证生产长周期安全稳定进行。
    3
、该填料与现在有些企业使用的朔料格栅填料相比。相同的比表面积,为了保证比较足够的强度,朔料片厚度不得小于4mm。其造价比不锈钢YZ型三角形正波规整填料还要高(板片厚0.2mm)而且由于板片厚,在塔内所占的有效空间体积比YZ型三角形正波规整填料要大20倍以上(4mm÷0.2mm20),在相同塔径时,生产能力也相应低。因此该填料与朔料格栅填料相比,造价低,使用效果更好。

由于该填料板片侧重垂直向下,气体上升和液体下降阻力大大降低,气体和液体有固定通道,流体在板片间不断的冲刷接触,使得含尘气体和液体不会在填料表面停滞、沉积、淤积和堵塞。因此YZ型三角形正波规整填料是一种高交,通量大,压降低,不会堵塞的新型规整填料。该填料是取代各种散装填料、孔板波纹填料及塑料格栅填料的最佳产品。我公司生产能力大,每天可生产填料50m3-80m3。可及时交货,解决您的急需。

三角形正波规整填料,在湖北三宁化工股份有限公司(原湖北枝江化肥厂)得到了成功应用。该公司在此之前用的是老式孔板波纹填料,连续几年,脱硫塔多次出现堵塞,被迫停车进行处理,为了很好的解决这一问题,该公司在二00五年度大修前,派出有关人员,到全国各地进行学行考察,在总结考察情况,结合现有多种型号填料的基础上,我们共同研究开发出三角形正波规整填料,在本次大修中得到了应用,该公司生产能力近20tNH3/a,经过几个月的运行,使用效果十分理想,脱硫效率非常好,系统阻力非常小,用U型汞柱压力计几乎难以测出。

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