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填料及內件在甲醇精餾塔中的應用
規(guī)整填料由于其分離效率高、阻力小、通量大等優(yōu)點,已在國內化工等行業(yè)的工業(yè)化裝置中廣泛應用。國內以波紋填料應用較廣,主要品種有蘇爾壽的CY型、BX型絲網波紋填料、Mellapak系列M-125~M650孔板波紋填料、國內自己研制開發(fā)的SW-1型和SW-2型網孔波紋填料。在幾萬t/a甲醇裝置中(二塔流程)大都采用CY型(700m2/m3)及SW-1型(650m2/m3),而在10萬t/a以上的(三塔流程)裝置中考慮到更節(jié)能及放大效應等原因而陸續(xù)以BX(500m2/m3)及SW-2(450-500m2/m3)取代CY型及SW-1型,均取得良好結果,而SW型填料在原料成本和技術優(yōu)勢上比絲網填料更具實用性。
探索投資省、效率高的填料,同時又滿足節(jié)能及提高產品質量的要求,為此提出改進塔填料及選擇更優(yōu)化的塔內件(收集再分布器)的建議,供設計單位及用戶參考、指正。
1 塔填料
填料的比表面積與填料的空隙率是一組矛盾,對規(guī)整填料而言,比表面積與效率成正比,即填料的比表面積越大,理論板數越多,效率越高,但隨之而來的是空隙率越小,壓降增大,單位截面積的通量減少,如CY(700m2/m3)型效率高于BX(500m2/m3)型,而通量小于BX型,孔板填料情況也如此,效率為M450>M350>M250>M125,而通量則相反。
SW型網孔波紋填料系上?;ぱ芯吭号c雪浪化工填料廠聯合開發(fā)的新型規(guī)整填料,1995年通過國家科委鑒定,1996年獲科技成果二等獎,并獲得國家**,已在國內20多個省市數千項目中用于精餾吸收,特別適用于真空、常壓及加壓精餾裝置。
SW-1型及SW-2型填料是在總結了國內外應用技術的基礎上,采用價值分析法簡化加工,節(jié)約材料,因而具有極大實用意義,已在石化、醫(yī)藥、化肥、輕化、環(huán)保、基本有機合成等領域廣為推廣應用,取得良好社會與經濟效益,使用塔徑達3m以上,并在油脂化工等高溶點熱敏性物系應用也取得良好效果。
SW-1型填料壓降與孔板M450相當,效率略低于CY型絲網波紋填料。SW-2型填料壓降大大低于孔板M450型,效率略等于BX型絲網填料,高于M450型孔板填料。
2 塔內件
填料塔在分離工程中的廣泛應用,已取得了很大的成效,但有了高效的填料,必須有先進的收集再分布器等塔內件的配合,才能取得更好的分離效果。
目前國內外的收集再分布器大體為四類,第1種為斜板式收集器加排管式分布器,該型式在有機化工中應用較多,其優(yōu)點為通量大,分布較均勻,但容易堵。第2種為上部斜板式收集器,下部為二級槽式分布,該分布器分布孔設于兩側面沉積物在底部,能防堵,且操作彈性較大,但各分布槽較難保持同一平面,影響均勻分布。該分布器由收集器及分布器兩部分分開組成,在塔內占高度較高,一般大塔其高度在2m左右,造價相應較大。第3種為槽盤式收集再分布器,該分布器收集及再分布連成一體,所占高度較低,具有槽式分布器的優(yōu)點,防堵及操作彈性大,但該分布器在塔內壁需焊一支撐圈,以固定收集分布器,其通量不如上述二種分布器的通量大,在大型塔徑應用中需加托梁支持。第4種為托盤式收集再分布器,該分布器在塔內壁不焊支撐圈,在分布器底板上焊有比塔徑稍小的收集圈,通氣框上懸掛有集液角鋼,收集液體后流入分布槽內,所有收集槽相連通,使收集分布器內液位持平,分布孔設在分布槽兩側,該分布器既能防堵,且操作彈性大,分布均勻,氣體流通面積達52%以上,分布器上部有防壁流圈,能解決壁流現象。
探索投資省、效率高的填料,同時又滿足節(jié)能及提高產品質量的要求,為此提出改進塔填料及選擇更優(yōu)化的塔內件(收集再分布器)的建議,供設計單位及用戶參考、指正。
1 塔填料
填料的比表面積與填料的空隙率是一組矛盾,對規(guī)整填料而言,比表面積與效率成正比,即填料的比表面積越大,理論板數越多,效率越高,但隨之而來的是空隙率越小,壓降增大,單位截面積的通量減少,如CY(700m2/m3)型效率高于BX(500m2/m3)型,而通量小于BX型,孔板填料情況也如此,效率為M450>M350>M250>M125,而通量則相反。
SW型網孔波紋填料系上?;ぱ芯吭号c雪浪化工填料廠聯合開發(fā)的新型規(guī)整填料,1995年通過國家科委鑒定,1996年獲科技成果二等獎,并獲得國家**,已在國內20多個省市數千項目中用于精餾吸收,特別適用于真空、常壓及加壓精餾裝置。
SW-1型及SW-2型填料是在總結了國內外應用技術的基礎上,采用價值分析法簡化加工,節(jié)約材料,因而具有極大實用意義,已在石化、醫(yī)藥、化肥、輕化、環(huán)保、基本有機合成等領域廣為推廣應用,取得良好社會與經濟效益,使用塔徑達3m以上,并在油脂化工等高溶點熱敏性物系應用也取得良好效果。
SW-1型填料壓降與孔板M450相當,效率略低于CY型絲網波紋填料。SW-2型填料壓降大大低于孔板M450型,效率略等于BX型絲網填料,高于M450型孔板填料。
2 塔內件
填料塔在分離工程中的廣泛應用,已取得了很大的成效,但有了高效的填料,必須有先進的收集再分布器等塔內件的配合,才能取得更好的分離效果。
目前國內外的收集再分布器大體為四類,第1種為斜板式收集器加排管式分布器,該型式在有機化工中應用較多,其優(yōu)點為通量大,分布較均勻,但容易堵。第2種為上部斜板式收集器,下部為二級槽式分布,該分布器分布孔設于兩側面沉積物在底部,能防堵,且操作彈性較大,但各分布槽較難保持同一平面,影響均勻分布。該分布器由收集器及分布器兩部分分開組成,在塔內占高度較高,一般大塔其高度在2m左右,造價相應較大。第3種為槽盤式收集再分布器,該分布器收集及再分布連成一體,所占高度較低,具有槽式分布器的優(yōu)點,防堵及操作彈性大,但該分布器在塔內壁需焊一支撐圈,以固定收集分布器,其通量不如上述二種分布器的通量大,在大型塔徑應用中需加托梁支持。第4種為托盤式收集再分布器,該分布器在塔內壁不焊支撐圈,在分布器底板上焊有比塔徑稍小的收集圈,通氣框上懸掛有集液角鋼,收集液體后流入分布槽內,所有收集槽相連通,使收集分布器內液位持平,分布孔設在分布槽兩側,該分布器既能防堵,且操作彈性大,分布均勻,氣體流通面積達52%以上,分布器上部有防壁流圈,能解決壁流現象。