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規(guī)整填料在變換飽和熱水塔的應用
規(guī)整填料在變換飽和熱水塔的應用
摘要：飽和熱水塔用于變換氣余熱的回收，是變換系統(tǒng)的關鍵設備，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，可以大大降低設備直徑和填料高度。
關鍵詞：規(guī)整填料;飽和度;變換飽和熱水塔;煤氣生產(chǎn)
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備是飽和熱水塔，它用于回收變換氣中熱量，預熱水煤氣，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)，對設備的傳質(zhì)提出了更高的要求，設備的外形尺寸牽涉到投資問題。
1 在變換飽和熱水塔應用規(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，嚴重威脅熱水泵和壓縮機的正常運行，全塔的阻力逐漸上升。
另外在相近的設計條件下，設備直徑和高度都較大，增加了設備投資。
設備經(jīng)過多年的運行，系統(tǒng)每年大修，都要扒填料進行清洗，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建中，由于氣量的增加，如果選擇散裝填料的話，設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%;氣體進料流量：13904Nm3/h;氣體進料溫度：40℃;氣體組成(VOL%)：H2：53.48%;CO：21.83%;CO2：10.83%;O2：0.02%;N2：12.75%;CH4：1.09%;水進料流量：40t/h;水進料溫度：130℃;塔下段：工作壓力1.75MPa;氣體進料流量：16735Nm3/h;氣體進料溫度：40℃;氣體組成(VOL%)：H2：61.48%;CO：1.01%;CO2：26.02%;O2：0.00%;N2：10.59%;CH4：0.90%;水進料流量：27.3t/h;水進料溫度：130℃。
水力學計算如表1所示。
經(jīng)過上述水力學計算，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用效果
此設備投入運行三年多，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)濟效益。
4 結(jié)語
針對變換飽和熱水塔設備直徑較大、高度較高的問題，經(jīng)過水力學計算，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，可以大大降低設備高度和直徑，壓降也較低，降低設備投資，降低維修時的安全隱患;不僅保證了設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)濟效益。
參考文獻
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