石油化工职业技能培训教材2.docx
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石油化工职业技能培训教材2
第3章硫磺回收装置的设备
3.1硫磺回收装置的炉类设备
3.1.1酸性气燃烧炉
酸性气燃烧炉是硫磺回收装置最®要的设备,可以说是硫磺回收装置的心脏,60%〜70%的硫化氢在燃烧炉中转化为硫;所有杂质基本在燃烧炉中得到处理,控制部分硫化氢完全燃烧为二氧化硫。
燃烧的好坏直接决定了过程气中硫化氢与二氧化硫的配比,从而决定了克劳斯反应进行的程度,进一步决定了硫磺回收装置转化率的高低。
可以说,在硫磺回收过程中,酸性气燃烧炉起了决定性的作用。
3.1.1.1燃烧炉的重要参数:
燃烧炉的重要参数是指在燃烧炉设计、安装、运行中必须考虑的基本参数。
主要有炉膛温度、炉膛体积、设计压力、炉壁温度等。
1.炉膛温度炉膛温度愈高对反应愈有利,尤其当酸性气含氨时,为保证氨分解,炉膛温度必须高于1250€。
当炉膛温度不够高时,可采取预热空气和酸性气;加入燃料气;用S氧代替空气或釆用双喷嘴燃烧器等办法,其中以预热空气和酸性气的方法最简单。
2.炉膛体积采用停留时间确定炉膛体积(国内原按炉膛体积热强度来确定人国外都控制在1秒钟以内,因再增加停留时间,转化率提高很少,但设备体积陡然增加,投资和热损失也相应增加;国内燃烧器无测试手段,为保证酸性气和空气均匀混合,设计停留时间一般按1~2秒钟考虑。
3.设计压力按压力源可能出现的最高压力,即上游塔的安全阀定圧作为设备的设计压力,再按爆炸压力(爆炸压力一般按OJMPa)校核炉体不超过材料的流动极限(0.9流动极限Os),壁疗按其中较大者选取。
4.炉壁温度为防止腐蚀,炉壁温度应高于三氧化硫的露点温度,国内设
计一般按150〜2509考虑。
3.1.1.2酸性气燃烧炉各部件的作用及特点
酸性气燃烧炉结构见图1-3-1,酸性气燃烧炉一般包括火嘴、炉体、花墙、防雨罩、点火器、看火孔、防爆孔、高温气体出口、热偶、衬里等部分。
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1.火嘴火嘴是酸性气燃烧炉的关键设备,火嘴安装见图1-3-2,通
常的火嘴釆用分布器或导向片来强制酸性气与空气二者旋转、混合,火嘴的结构见图1-3—3。
火嘴燃烧时,空气在外酸性气从中央火嘴出口均布的小孔均匀喷出,在空气的保证下,得到工艺理想的燃烧。
有的装置用双火嘴燃烧,还有专门用于烧含氨酸性气的火嘴。
火嘴主要用于烘炉及为炉膛燃烧提供火源。
火嘴效率不高或设讣不能满足要求,将有可能导致设备腐蚀加剧、催化剂失活、催化剂寿命缩短、装置转化率大幅下降、系统堵塞等诸多问题。
酸性气和空气混合是否完全是影响燃烧效果的重要因素,而酸性气和空气的混合基本就在火嘴内完成。
因此,要求火嘴应达到以下条件:
(1)酸性气与空气能充分混合;
(2)火嘴必须保证能将三分之一的硫化氢燃烧成二氧化硫以满足反应器内
克劳斯反应的化学计量要求;
保证在满足以上燃烧要求后能基本消耗掉空气中带来的氧;
在较大流速波动范圉内仍能发挥高效作用;
(6)
能在燃料气低于化学计量燃烧的悄况下使用,以满足开停工的需要。
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2・炉体炉体是炉子的主体,所有部件均以炉体为依托。
炉体材料一般为碳钢,为防止低温露点腐蚀,酸性气燃料炉及尾气焚烧炉壁温均在(130-300)^0内部衬里一般有四层:
内衬为高铝砖,作用为耐火隔热;二层为轻质粘土砖,作用为隔热;三层为藻土砖,作用为隔热;外层为轻质耐热层。
3.花墙位于炉体中部靠后位置,山一堵砖缝错开的格子砖墙构成,具体
结构见图1-3-4,在花墙下部有一半园孔,山活砖砌成,其作用是必要时便于到燃烧炉尾部去检修。
砌花墙的U的是使气体充分混合,燃烧均匀,提高并稳定炉膛温度,使反应气流有一个稳定的充分接触的反应空间,使气流尽可能均匀地
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进入废热锅炉,减轻奇温气流对废热锅炉管板的热辐射、阻挡并分离气体中携带的固体颗粒,防止固体颗粒对后续操作造成大的冲击。
防雨?
干砌体
'衬里
图1-3-4酸性气燃烧炉花墙结构图
4.热偶用于测量炉膛温度,是判断炉子燃烧情况的重要依据。
其测量数据在DCS上显示。
一般来说,热偶有前后两支或多支,以便更好地监测炉膛温度。
5.防雨罩炉壁外上方弧度为270°或180°的金属罩。
B的是为了保护碳钢外壳及内部的耐火材料免受热脆裂的影响而延长燃烧炉的寿命。
防雨罩与炉体外壳间留有一定空隙,主要是为了提供一隔热空气间隙让空气在其中流动,这一隔热空气层稳定了壳层的温度,防止壳层过冷而引起酸冷凝及内部腐蚀。
6•点火器位于主燃烧器旁,一般是斜插入炉子,他是燃烧炉的辅助火嘴,其结构见图1-3-5,点火器主要用于燃烧炉点火,其上有电打火装置,点火时先山电点火打火,再引瓦斯燃烧。
当燃烧炉主燃烧器燃烧正常后,需将点火枪退出一定距离,其距离约等于导向杆长度,U的是保护点火枪不受损害。
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瓦折入口
混合笞/
a
图1-3-5酸性气燃烧炉点火器结构图
父花5*I
7.看火孔位于炉子前端,与主燃烧器构成一个整体,作用是观察火嘴燃
烧悄况。
也有的设计前后两个看火孔。
看火孔视镜易被酸性气中的杂质成分堵塞,在实际操作中,当发现看火孔被堵塞时,应对其进行清理。
8.高温气体出口高温气体从酸性气燃烧炉出来的地方。
因再热方式的不
同,出口也不一样,有的只有一个出口,高温气体全部进入废热锅炉;有的在燃烧炉上方另开一出口,作为再热时热源气体的出口,通入废热锅炉的气体则作为冷源气体。
9.防爆孔防爆孔是为了防止炉内压力超高而损坏炉体的设施。
此处是整个炉体中能承受压力最低所在。
当炉内压力超过炉子所能承受压力时,此处首先爆开,从而泄除炉内压力。
也有的新型炉子不设防爆孔,炉内压力超高时装置将自动停车。
10.衬里硫磺回收燃烧炉衬里一般分为迎火层、耐火层、保温层。
衬里材料可用面铝耐火砖、耐火浇注料、耐火岩棉等。
衬里的作用是保持燃烧产生的热量,同时保护金属炉体。
3.1.2尾气焚烧炉
必要性:
山于硫化氢的毒性远比二氧化硫严重,因而无论硫磺回收是否有后续的尾气处理,尾气均应通过焚烧将尾气中微量的硫化氢和其他硫化物全部氧化为二氧化硫后排放,同时山于焚烧后的尾气温度较高,能避免低温排放尾气时酸性物质对设备管线的腐蚀。
故焚烧炉是硫磺回收装置必不可少的组成部分。
尾气焚烧主要有热焚烧和催化焚烧二种。
热焚烧是指在有过量空气存在下,用燃料气把尾气加热到一定温度后,使其中的硫化氢和硫化物转化为二氧化硫;
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焚烧温度一般控制在500〜8000低于50(rC时氢和硫氧碳不能完全焚烧,高于
800€对焚烧完全影响不大,但燃料气用量却大幅度增加。
因此,综合各方面考
虑,焚烧温度一般控制在500-800^Co各厂据实际情况,指标可能不同,但一般不超过此范
催化焚烧是指在有催化剂存在,并在较低温度下,使其中的硫化氢和硫化物转化为二氧化硫。
显然,催化焚烧的燃料和动力消耗均明显低于热焚烧,但自七十年代中期投入应用后,因催化剂费用较高、存在二次污染、尾气中氢、一氧化碳等还原组分易导致催化剂失活等原因,发展并不快。
U前,国内采用的一般是热焚烧方法。
3.1.2.1尾气焚烧炉及各部件的作用及特点
在硫磺回收装置中,一般釆用的是圆筒卧式焚烧炉。
其结构主要由圆筒炉体及烟道、烟囱组成。
圆筒炉体主要组成部件有:
燃料燃烧火嘴、尾气入口、空气入口、防爆孔、衬里、防雨罩、点火装置等。
1.炉体炉体是炉子的主体,所有部件均以炉体为依托。
炉体材料一般为碳钢,为防止低温露点腐蚀,尾气焚烧炉壁温一般在150〜2509。
尾气焚烧炉炉体,前一部分为燃烧区,温度较高,为双层或多层衬里结构,-般为耐酸耐磨浇注料或耐酸隔热浇注料,后一部分为混合区,温度较低,采用
轻质耐热浇注料作为衬里。
尾气焚烧炉炉体剖面图见图l-3-6o
图1—3—6尾气焚烧炉示n图
2.火嘴火嘴是尾气焚烧炉的关键设备,其结构及安装见图1-3-7,火
嘴效率不面或设计不能满足要求,将有可能导致设备腐蚀加剧、污染物不能得到
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充分燃烧、尾气排放超标。
因此,要求火嘴应达到以下条件:
(1)尾气、瓦斯与空气能充分混合燃烧;
(2)火嘴必须保证能将硫化物充分燃烧成二氧化硫;
(3)能将尾气中的污染物尽可能地燃烧完全;
(4)在较大流速波动及流量变化范H内仍能发挥高效作用:
在保证空气充足的前提下,
通常的火嘴采用分布器或导向片来强制燃料气和空气二者旋转、混合。
空气在外W,瓦斯从中央火嘴出口均布的小孔均匀喷出,实现充分的燃烧。
图1-3-7尾气焚烧炉火嘴示意图
3.热偶用于测量炉膛温度,是判断炉子燃烧情况的虫要依据。
一般设炉膛和炉尾各一支热偶,烟囱入口和出口各一支。
4.看火孔位于炉子前端,与主燃烧器构成一个整体,作用是观察火嘴燃烧情况。
5.防雨罩U的是为了保护碳钢外壳及内部的耐火材料免受热脆裂的影响而延长燃烧炉的寿命。
防雨罩与炉体外壳间留有一定空隙,主要是为了提供一隔热空气间隙让空气在其中流动,这一隔热空气层稳定了壳层的温度,防止壳层过冷而引起酸冷凝及内部腐蚀。
6.点火枪和酸性气燃烧炉的点火枪一样,位于主燃烧器旁,他是燃烧炉的辅助火嘴,主要用于燃烧炉点火,其上有电打火装置,点火时先由电点火打火,
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再引瓦斯燃烧。
当燃烧炉主燃烧器燃烧正常后,需将点火枪退出一定距离,其距离约等于导向杆长度,U的是保护点火枪不受损害。
7.烟囱烟囱不仅是尾气焚烧炉的最后出口,也是硫磺回收装置的最后出
口,其排放物直接排入大气。
其结构有钢制的,也有混凝土浇筑的;钢制烟囱内有衬里,作用是隔热和保护烟囱不受腐蚀。
一般为圆筒形。
主要山烟囱主体和支架组成。
其作用杲将硫磺回收尾气排出,并尽量减少对大气的污染。
对于金属材质的烟囱,在操作中主要是防止其产生露点腐蚀,特别是在烟囱顶部。
因此处温度较低,极易产生低温露点腐蚀。
同时,因受金属材质的限制,焚烧后的高温气体不能直接排入烟囱,需经过冷却后才能排放。
综合两方面考虑,尾气排放温度一般控制在250〜3509°另外在操作中还应防止烟囱底部积硫。
&防爆孔通常在焚烧炉的中部一侧设有一道防爆孔,防爆孔内充有陶纤类的物质。
防爆孔的作用是当炉内发生异常燃烧而回压或产生爆炸时,防爆膜因其耐压较低而首先被爆开泄压,以保护设备、人员的安全。
9.衬里尾气焚烧炉衬里与硫磺回收燃烧炉衬里类似,同样分为迎火层、
耐火层、保温层。
衬里材料可用高铝耐火砖、耐火浇注料、耐火岩棉等。
衬里的作用是保持燃烧产生的热量,同时保护金属炉体。
3.1.2.2尾气焚烧炉的燃料系统
尾气焚烧炉最主要的辅助部分是他的燃料系统,燃料系统是维持焚烧炉正常温度的必要保证。
燃料系统直接与厂瓦斯系统相连。
一般设瓦斯脱液罐、流量控制系统、压力拎制系统,主要是消除或缓解瓦斯带油、带水等对焚烧炉造成的波动,保证燃料气质量、压力、流量平稳,从而不致造成尾气焚烧炉操作上的不稳定。
尾气焚烧炉采用瓦斯作为燃料,瓦斯来源不同,其组份也不相同,但基本上是G〜G的烷婭。
系统往往含有凝缩油,在系统减压时会气化,吸收大量的热量,容易造成设备冻凝。
因此,瓦斯系统应当配备良好的伴热系统。
在开停工过程中,瓦斯系统应进行严格彻底的吹扫,吹扫介质一般先用蒸汽,后用氮气扫净系统内水汽。
吹扫气排至火炬系统。
停工吹扫完毕后,应从装置界区加盲板,进设备前管线加盲板,以确保检修施工的安全。
开工引瓦斯前,则应先用氮气置换系统内空气。
3.2反应器
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3.2.1任务:
1•在低温条件下,通过催化剂的作用,使过程中的硫化氢与二氧化硫按2:
1
的分子比反应生成硫。
2.使燃烧炉燃烧时副反应生成的有机硫水解,进一步提高硫磺收率。
3.2.2原理:
两个低温的反应器中,在催化剂的作用下,使成一定比例的硫化氢和二氧化硫在低温下生成硫:
1-3-1
Cal
2HcS+SO:
>3S+2H:
0+Q
该反应在气体中硫化氢与二氧化硫之比为2:
1时转化率最高。
反应器还存在如下有机硫的水解反应:
3.2.3反应器的主要参数:
(1)空速(停留时间)
每小时进入反应器的原料量与反应器内催化剂藏量之比称为空速。
他表示过程气和催化剂接触时间的长短,人们常用空速的倒数来相对地表示反应时间的长短,空速的单位为h"o国内通常以空速作为反应器的主要设计参数。
空速越高,表明催化剂与过程气接触时间越短,装置处理能力越大。
空速取决于催化剂性能。
不同的催化剂允许的空速也不同,目前国内采用空速一般为(600〜900)
(2)操作温度
操作温度越低,越利于提高平衡转化率,但温度过低,会引起硫蒸汽在催化剂表面冷凝,使催化剂失活,因此过程气进入反应器的温度至少应比硫蒸汽露
-般采用提高一级反应器过程气入口温度的办法,以促进硫氧碳和二硫化碳的水解。
故一般一级反应器入口温度取240〜3009,二、三级取210〜2309。
当下游设置吸收还原尾气处理时,不必提高一级反应器过程气入口温度,因硫氧
65
碳和二硫化碳在尾气处理的加氢反应器中是很容易水解的。
3.2.4反应器的结构及其作用3-2.4.1形式
-般大.中型规模的装置应优先选择卧式反应器,一般较大规模的装置,其
一级反应器、二级反应器及加氢反应器相连布置,这样可大幅减少占地面积,卧式反应器示总图见图1一3—8。
规模小的装置也可选择立式反应器,一级、二级反应器相叠放置。
卧式反应器布置灵活.操作简便,并可缩小占地面积;立式反应器占地面积大,反应器出口过程气管线易结存液硫。
立式反应器结构见图1一
3—9。
I•
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亠——*、■•今.・♦
u
i1斗
图1-3-9立式反应器示意图
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3.2.4.2构件
反应器一般包括:
壳体、隔热衬里.格栅、丝网、装卸料口、防爆孔、排污口、热偶、进口、出口等。
壳体:
此为反应器的本体,材质一般为碳钢。
为反应器内部构件的承载体。
两个反应器之间是隔开的,互不相通。
隔热衬里:
在反应器四周壁上有隔热衬里,主要作用是隔热保护,维持反应器温度。
格栅:
主要作用是承载催化剂。
丝网:
一般为不锈钢材质,主要作用是防止催化剂漏下。
进、出口:
为过程气进、出入反应器的地方。
在立式反应器中,为便于液硫汇集,在底部有5%的坡度,向出口方向倾斜。
3.3塔类设备3.3.1急冷塔3.3.1.1急冷塔的结构及其作用
1.急冷塔的作用加氢后的硫磺回收尾气温度可达300〜3209,为了达到
理想的胺液吸收条件,必须对尾气进行预处理。
加氢反应器出口尾气一般先经过蒸汽发生器换热,温度被降至i6(rc左右,然后进入尾气急冷塔。
在一些处理能力较小的装置,加氢尾气可能直接进入急冷塔,而不需设置蒸汽发生器。
急冷塔是对加氢后尾气进行冷却、水洗的场所。
其主要作用是降低加氢尾气的温度,使之达到理想的吸收温度。
同时通过水洗除去杂质・保护胺液吸收系统。
我们知道,醇胺吸收硫化氢的最佳温度是40〜45°C,因此,加氢尾气经过急冷塔后,被降低至409或更低。
加氢后的尾气自塔底进入,与塔顶来的急冷水逆流接触,在浮阀塔盘或填料间完成传热过程。
换热后的急冷水自塔底流出,则要经过过滤去除朵质,再经空冷或水冷器降至更低的温度,重新返回急冷塔内作用于尾气。
2.过滤器被广泛应用的急冷水过滤器采用滤芯式过滤,此类过滤器内部装有一只或多只滤芯,急冷水穿过过滤网,水中的固体杂质被留在滤网内。
经过一段时间,过滤器进出口即滤芯内外压差逐渐增大,将影响到急冷水正常的循环,因此必须对滤芯进行清洗。
清洗前首先要将过滤器切出系统,清洗的方法有两种,一毘通过更改流程对过滤器进行反冲洗,二是将过滤器内的滤芯拆出人工清洗。
滤芯乂分为可清洗型和一次性使用型两种,一次性滤芯多为致密度不同的滤布。
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不管怎样,上述过滤器都存在着隔离清洗的问题,不但增加了劳动强度,且有可能影响工艺过程的连续性。
于是,一种新型的自动清洗式过滤器近年来被越来越多地应用。
当然,其成本要比滤芯武过滤器昂贵的多。
上述滤芯式过滤器属于全过滤型,正常悄况下急冷水全部进入过滤器内参与过滤,而自动过滤器釆用部分过滤,而且过滤量可以用旁通阀自山调节。
过滤器山程序控制器来控制清洗时间、频率等。
当以下条件发生时,过滤器进入清洗状态:
(1)当滤网内外压差达到设定值,过滤器压差形状会提供一个电信号给控
制系统,启动清洗过程。
(2)手动按下启动键,可强制进行清洗。
<3)设置控制盘上的时间控制器,过滤器则可定时进行清洗。
过滤器筒体内装有吸吮式扫描器,清洗启动后,扫描器进行螺旋式运动,将滤网上的杂质吸入扫描器,悬浮固体经冲洗后山排放管排出。
3.选择浮阀塔的急冷塔
大多数急冷塔会选择浮阀塔或填料塔。
浮阀塔从结构形武上分属于板式塔,板式塔的塔盘常用的有泡罩形、浮阀形、筛板形、舌形及浮动舌形等。
各种塔盘都有其自身的特点和适用场合。
下面首先对常用板式塔盘作简单简介。
(1)泡罩塔盘泡罩塔盘是工业上应用最早的一种塔盘,它是在塔板上开
许多圆孔,每个孔上焊接一个短管,称为升气管,管上再罩一个“帽子m称为泡罩,泡罩周B开有许多条形孔。
工作时,液体由上层塔盘经降液管流入下层塔盘,然后横向流过塔盘,流入再下一层塔盘;气体从下层塔盘上升进入升气管,通过环形通道再经泡罩的条形孔流散到泡罩间的液层中达到气液接触。
泡罩塔盘具有如下优点:
1气、液两相接触充分,传质面积大,因此塔盘效率高。
2操作弹性大,在负荷变动范ffl较大时,仍能保持较高的效率。
3具有较高的生产能力,适用于大型生产。
4不易堵塞,介质适应范用广,操作稳定可鼎。
泡罩塔盘的不足之处是结构复杂、造价高,安装维护麻烦;气相压降较大,但在常压或加压下操作时并不是主要问题。
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(2)筛板塔盘筛板塔盘是在塔盘板上钻许多小孔,丄作时液体从上层塔盘
经降液管流下,横向流过塔盘进入本层塔盘降液管流入下一层塔盘;气体则自下而上穿过筛孔,分散成气泡,穿过筛板上的液层,在此过程中进行相际间传质、传热。
山于上升的气体具有一定的压力和流速,对液体有“支撑”作用,故一般悄况下液体不会从筛孔中漏下。
筛板塔盘具有如下优点:
1结构简单、制造维护方便。
②生产能力大,比泡罩塔盘高20%〜40%°
3压降小,适用于减压操作。
4比泡罩塔盘效率高,但不及浮阀塔盘。
5若设计合理,其操作弹性也较高,但不如泡罩塔盘。
筛板塔盘的缺点是小孔径筛孔易堵塞,故不宜处理脏、粘性大及带固体颗粒的料液。
(3)浮阀塔盘浮阀塔盘是在塔盘板上开许多圆孔,每一孔上都装有一只带三条腿的可上下浮动的阀。
浮阀的结构形式很多,有F型、V型、十字架型及A型等,最常用的是F-1型。
工作时,气、液流程与泡罩塔盘类似,气体通过阀孔将浮阀向上顶起,穿过环形间隙以水平方向吹入液层,气、液两相呈泡沫状进行传质传热。
浮阀可随气嶷的增减在较宽的气嶷范W内自山调节升降,以保持稳定操作。
浮阀塔盘具有如下优点:
①生产能力大因浮阀在塔盘板上排列比泡罩更紧凑,故生产能力比泡罩塔盘提高20%〜40%,与筛板塔盘差不多。
2操作弹性大因浮阀可在一定范ffl内自山升降以适应气量的变化,所以能在较宽的气流范圉内保持高的效率。
浮阀塔盘操作弹性比泡罩和筛板都要大得
多。
③效率高山于气液接触充分,且气体以水平方向吹入液层,故雾沫夹带少,分离效果好,一般效率比泡罩塔盘高15%左右。
④压降小气流通过浮阀时只有一次收缩、扩大及转弯,故压降比泡罩塔盘底。
5结构简单、制造安装较方便浮阀塔盘山于其性能优良,乂无特别明显的不足,因而在炼油、化工生产的塔设备中得到了广泛的应用。
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(4)板式塔的结构板式塔的塔盘形式虽然多样,但就其整体构造而言,基本上都是山塔盘板、传质元件(浮阀、泡罩等)、溢流装置、连接件等构成。
塔盘若只有一块塔盘板,称为整块式塔,若是山两块以上塔盘板组成则称为分块式塔盘。
按液体在塔盘上的流动悄况,有单溢流、双溢流.三溢流和U形流等,最常见的是单溢流和双溢流。
流动形式的选择基本上是按照塔负荷来设计的,在满足工艺要求的同时,还要考虑塔盘连接的刚度和便于安装维修。
塔器附件还包括除沫器和防涡器。
除沫器安装在塔顶,其作用是分离塔顶气体中夹带的液滴。
U前使用的除袜器有折板形、线网形和旋流式,其中以丝网形应用最为广泛。
丝网除沫器具有比表面积大、重量轻、空隙大心脏使用方便、除沫效率高、压降小等优点。
适用于清洁的气体,不宜用在液滴中含有固体物质或易析出固体物质的场合。
塔底液体流出时,若带有漩涡则会将气体带入泵内,容易使泵发生抽空等故障,为此塔底装有防涡器。
排液管直径小于150mm时,用一块钢板插焊在管口,直径大于ISOmm时,用十字形板插焊于管口。
排液管可伸入塔底内一定高度,以防杂质、沉淀物或塔内小的内构件被吸入泵内。
各种结构形式的塔盘都有一个最适宜的工作区域,可用操作负荷性能图来表示。
浮阀塔的操作负荷性能图见图1-3-10。
图中各曲线所包W的区域即为最适宜工作区,若塔盘上气、液负荷配合得恰当,落在图上儿条曲线包围的范围内,塔就可以正常地操作,否则会引起塔的效率下降,«至完全不能工作。
操作负荷图中各曲线的形状和相对位置与塔盘形武、具体构造及操作条件等有关。
图1—3—10塔盘性能图
1一漏液线;2—雾沬夹带线;3—液相下线;4一气泡夹带线;5—液泛线
(5)板式塔异常现象分析
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①雾沐夹带气、液两相在塔盘上以鼓泡形式接触后,气体突出液层时总不免带有许多的液滴,有的来不及分离出来就被带到了上一层塔盘的液体中,这种现象称为“雾沫夹带”。
当气相负荷增加,塔内气速增大,雾沫夹带量就增加。
-般认为当气体中夹带液体的质量超过上升气体的10%时为严重堪沫夹带,此时的气相负荷定为塔的气相负荷上限,在操作负荷性能图上对应的曲线称为雾沫夹带线。
减少雾汪夹带的主要措施是控制气相负荷,另外,增大塔盘间距,改进塔盘结构也可起到一定的效果。
②气泡夹带液体横流过塔盘,与气体接触后山降液管流到下层塔盘。
液体流入降液管时常带有大量的气泡,在降液管中停留足够的时间,使气液分离,气体上升回到上层塔盘。
如果液相负荷增加,液体中夹带的气体来不及分离就被带入下一层塔盘,这种现象称为“气泡夹带此时的液体负荷定为液相上限,在操作负荷性能图上对应的曲线称为气泡夹带线。
严墜气泡夹带同样会降低塔盘的效率,也是不允许的。
防止气泡夹带的主要描施是控制回流量。
3漏液液体在塔盘上横向流动并经降液管流入下一层塔盘。
如果气相负荷过小塔内气速很低大量的液体山于策略的作用,从阀孔直接漏到下一层塔盘,这种现象称为“漏液”。
产生漏液时的气体负荷称为气相下限,在操作负荷性能图上对应的曲线称为漏液线。
山于漏液使气、液两相没有充分接触,降低了塔盘的效率,所以处理时应控制在允许范W内,不可随意:
减小。
4液泛在实际操作中,若气、液负荷都过大,降液管面积不够用,而气速乂大,使液体不能从阀孔漏下,致使液体流动发生堵塞,使儿层塔盘上的液体连成一体,这种现象称为"液泛”,也叫“淹塔”。
发生液泛时气、液两相流速的关系线称为液泛线。
液泛严ffi时,液体可从塔顶冒出。
可通过加大降液管的截面积“但这使塔盘上排列的浮阀数量减少,减小了气体的通过能力X控制回流量,改进塔盘结构等方法来防止液泛的发生。
4.选择填料塔的急冷塔
填料塔也是炼油化工生产中较常用的一种气、液传质设备,国内一些尾气处理装置也将填料塔应用到尾气急冷塔和吸收塔中。
与板式塔相比,填料塔具有结构简单、压降小、填
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