新型垂直筛板塔技术
2010-03-16 | 编辑：enablesite |
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氮肥行业循环经济支撑技术介绍
技术名称：新型垂直筛板塔
技术拥有单位：石家庄精工化工设备有限公司
一、基本原理、技术特点及技术水平
1、基本原理
新型垂直筛板塔其传质单元是由塔板上开有文丘里喷嘴形式的升气孔及罩于其上的帽罩组成，是目前综合性能最为优越的板式塔。气液接触传质、传热过程是这样的：由下层塔板上升的气体经升气孔后气流收缩静压降低，板上的液体靠本身的液柱静压及气流的吸力进入帽罩内与上升气流形成气液混合物边进行传质、传热边上升，完成相当于普通鼓泡型塔板传质过程的第一阶段传质过程；气液混合物打到罩顶后进行液体的表面更新，并在罩内空间完成第二阶段传质；然后，气液混合物经帽罩上部侧壁上的开孔水平喷出，液体被分散成大量直径不等的液滴，形成很大的传质表面，在液层上部空间完成第三次传质、传热过程后，液滴返回板上液层内，气体继续上升至上层塔板。
2、技术特点
①传质效率高、传质空间利用率好。每层板上均经历三个阶段的传质过程。据实验测试和工业应用比较：新型垂直筛板的传质性能比目前公认的高效塔板一浮阀塔的效率高10-20%。
②处理能力大。因从帽罩内喷出的气液混合物的流向是水平方向而非普通塔板或填料塔的竖直或斜上方向，液滴的垂直速度分量很小，气流中的雾沫夹带很少，可以在板间距不很大的情况下，操作气速很高，加之气液分离充分，塔板上没有泡沫层，可以减小降液管面积，因此塔板可有比浮阀、泡罩、筛板等更高的开孔率，更加增加了此塔的处理能力。据实际测定，此塔的处理能力比浮阀、筛板等高50％以上，比目前公认的高效板波纹填料(250Y)的处理能力也要大10％-20％。
③操作弹性大。正常操作范围比浮阀塔还要大。
④结构简单、可靠。此塔板上无活动部件，不会因磨损、振动等原因造成传质单元脱落，影响传质和传热，基本无维修工作量。由于操作气速高，气流自清洗能力强且升气孔直径大，很不容易堵塞。传质单元的间距较大，便于布置加热和冷却排管。板上液面梯度小，液面横向混合好、无流动及传质死区。
⑤阻力小。文丘里型升气孔可比平孔降低局部阻力10倍以上，从而使单板阻力降低约40%。
3、技术水平
在合成氨生产的很多场合，比如饱和热水塔、回收清洗塔、尿素解吸塔、甲醇精馏塔，新型垂直筛板塔比填料塔和其它形式的塔板无论从设备造价及使用效果方面均更具优势，突出优点是塔的操作稳定，处理能力大和传质传热效率高，维修工作几量小，造价低，节能降耗显著，技术水平国内领先。
二、适用范围
饱和热水塔，合成氨、尿素行业的碳化综合塔、变换气脱碳塔，尿素工段的预精馏塔、碳铵液解吸塔，联醇的甲醇精馏塔、高压水洗塔、洗醇塔等均可采用，并且具有显著的节省投资、提高效率和处理能力，减少运行费用的效果，另外此塔在农药化工行业的乙醇、丙酮等溶剂的回收场合也有广泛的应用。
三、总投资
以12万吨氨/年的饱和热水塔为例，总投资60万元，主要设备投资35万元。
四、应用效果
1、经济效益
节省一次性设备投资60%，提高余热回收率，吨氨降低蒸汽消耗100～150Kg，节煤60～80Kg 。
2、环境效益
减少热水塔废热排放16.83万kcal/tNH3 ,同时减少变换冷却水消耗17t/tNH3。
3、社会效益
有效降低对钢铁资源的需求，减少能源及水资源消耗，对构建循环经济及节约型社会，减少温室气体排放均有积极意义。
五、推广应用情况
1、用于合成氨企业的饱和热水塔全国有三百多台，综合塔二百多台，饱和热水塔单塔处理能力大，从3.0万吨氨～20万吨氨/年，操作压力为0.8～3.0 Mpa，如张家港华源化工，太原化肥，临泉，寿光，吴泾、明水、邹城等。
2、用于甲醇精馏装置，有近四十套精馏装置采用新型垂直筛板塔技术，总醇处理能力达150万吨/年以上。如宜宾天科煤化公司7.5万吨甲醇精馏系统、中原气化10万吨甲醇精馏系统，宜化楚星公司5万吨/年，豫北化工10万吨/年装置等。
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