白炭黑尾气系统吸收塔技术改造.pdf

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1、104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3(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)摘要介绍了某白发黑装置尾气吸收塔通过对液体分布装置、填料层结构、填料支撑装置和塔体材料的改造，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、淹塔和堵塔现象的发生。提高了装置的生产能力。关键词吸收塔尾气系统技术改造中图分类号TQ053．5文献标识码B文章编号0254．6094(2012)Ol_0104-03某厂白炭黑生产装置主要是利用氯硅烷在氢氧焰中进行高温水解反应，

2、经气固分离后制得二氧化硅(白炭黑)，反应过程中，产生了大量的剩余尾气，通过尾气系统的酸、碱吸收塔，利用液碱洗涤、中和后排放大气。生产中，常由于吸收塔吸收率低、气相压降过大，导致系统出现液泛、淹塔和堵塔现象。同时，酸吸收率偏低，使液碱消耗量增加，导致真空泵系统严重腐蚀，造成经济损失‘‘·21。1设备概况与分析尾气系统共有两台酸吸收塔(图1)和两台塔，塔体材料为玻璃钢，填料为咖50mm聚丙烯鲍观察尾气进1．＼

3、／}液人口吸收液出口图l酸吸收塔示意图碱吸收尔环。为了掌握吸收塔实际工况，在酸吸收塔侧开了一个观察孔，经反复测试，发现吸

4、收塔存在一些问题。1．1液体分布装置原设计的液体分布装置采用筛孔盘式分布器(图2)，盘中有123个击lOmm的筛孔。测试中发现，由于不能保证分布盘的水平度，吸收液喷洒时出现了一定程度的偏流现象。另外，由于白炭黑生产的特殊性，气相中有时会夹带少量粉尘，造成部分筛孔堵塞，加重了液体喷洒的不均性。5·高路，女，1963年11月生，教授。吉林省吉林市，132022。西736西800击900击1100图2筛孔盘式分布器示意图第39卷第l期化工机械105设计中分布盘内未设升气管，只在围堰外留了72个弘0mm的升气孔，由于塔径过大，气速很

5、高，塔内气流到塔盘下方后沿塔外壁上升，喷淋液滴被严重吹偏，不仅影响喷淋效果，而且出现严重的壁流现象。经分析，吸收液喷洒不均是造成塔吸收率偏低的关键。1．2液体再分布装置一般填料塔喷淋液体沿填料层向下流动时，都有向塔壁流动的趋势，导致壁流增加，填料主体流量减小，最终影响了流体沿塔横截面分布的均匀性，降低了塔的吸收效率p’。通常，在塑料填料层中，单层填料高度不应超过3．O一4．5m，且高度与直径之比不超过2—3，如果超过临界值，需要将填料层分段，并在各段之间安装液体再分布装置，其作用是收集七一填料层来的液体，并为下一填料层建立均

6、匀的液体分布。本塔直径为lm，填料高度为5m，超出了允许范围的两倍多，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(图3)。考虑到强度问题，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。一般西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

7、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lm计算，液体负荷适用范围为2．7一西990图3填料支撑装置19m3／h。本装置实际生产中循环液最大流量只能提高到4m3／h，而且工艺稍有波动，液泛现象就会提前到来。由于循环量过低，不能保证填料层中有足够的持液量，对塔的吸收效率和操作弹性带来很大影响。1．4设备材料问题装置中的4台吸收塔全部采用改性环氧树脂材料。该材料耐酸性较好，耐碱性相对较差，尤其在酸碱交替环境中抗腐蚀能力大大降低。运行3年后，检查发现酸吸收塔存在轻度腐蚀，碱吸收塔存在严重腐蚀，个别部分存在穿透性腐蚀现

8、象。2改进方案2．1液体分布装置如图4所示，将液体分布装置改为溢流管式分布盘。溢流围堰直径取800mm(0．8D)，内设图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(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，溢流一升气管采用咖50mm×5mm聚丙烯管，围堰外仍保留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，每个溢流管上开有4个V形口，同时管子下缘突出分106化工机械2012年布板5mm，以防止液体在盘下出现挂壁、偏流现象。2．2改进填

9、料层的结构将填料层分为两段，中部设一个塔盘和分配锥(图5)，将壁流液体收集后重新进行分配。西1000图5改造后填料层结构2．3填料支承装置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，孔径由20mm扩大至35mm，这样实际开孔率可放大到33％，缓解了气、