廢水（煤制氣）中粗氨水蒸餾的研究與工業(yè)應(yīng)用——氨水粗蒸餾塔設(shè)備改造方案（4）

作者：鄭軍 張延斌

氨水粗蒸餾塔目前有采用F1浮閥塔板，該塔板是化工行業(yè)應(yīng)用較為廣泛的一種塔板，該塔板具有效率高、操作彈性大的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)該塔板設(shè)計(jì)的允許孔速較低，且板上汔液接觸不充分，易造成死區(qū)，在處理含塵和含高黏度物質(zhì)的體系時(shí)，極易造成閥片或部分死區(qū)因物料黏附和積累而無法正常工作。因此，原有浮閥塔板將難以解決固形物累積的難題，必須考慮更換具備良好汽液接觸形式的塔板。

同時(shí)，由于傳統(tǒng)浮閥塔板雙溢流降液管溢流能力有限（尤其是弓形雙溢流降液管）且溢流堰較高，當(dāng)由于操作條件發(fā)生改變，導(dǎo)致溢流強(qiáng)度增大時(shí)，塔板很快由于堰上液層和降液管內(nèi)液層迅速增加而發(fā)生液泛。在進(jìn)行氨水粗蒸餾塔中部氨水的采出調(diào)整時(shí)，現(xiàn)有塔板由于降液管的局限存在可調(diào)整的余量較小。

根據(jù)大量的成功工業(yè)應(yīng)用實(shí)例，清華大學(xué)化工系提出采用清華大學(xué)的專利技術(shù)——斜孔系列塔板對設(shè)備實(shí)施改造。該系列塔板由兩部分斜孔組成，即相鄰兩行交錯(cuò)排列的固定斜孔與定向排列的浮動斜孔，前者是汽液接觸的主要區(qū)域，塔采用噴射操作，極大限度地提高了塔板的氣相處理能力，板上低而均勻的穩(wěn)定液層降低了霧沫夾帶量，提高了傳質(zhì)效率，減小了塔板壓降；后者起2個(gè)作用：一是導(dǎo)向作用，推動兩側(cè)液體流動，減少死區(qū)和返混；二是調(diào)節(jié)開孔率，增強(qiáng)操作彈性。同時(shí)，該塔板還采用溢流周邊較長的十字型降液管，有效地提高了塔板的溢流能力。因此，該系列塔板具有處理能力大、板效率高、塔板壓降低的優(yōu)點(diǎn)。通過工業(yè)實(shí)驗(yàn)和大量的實(shí)際應(yīng)用證明，相同塔徑下，斜孔系列塔板的處理能力比浮閥塔板高20％以上（部分業(yè)績可高達(dá)40％以上），同時(shí)板效率不低于浮閥塔板，是塔設(shè)備擴(kuò)產(chǎn)改造的理想選擇。

根據(jù)工藝計(jì)算結(jié)果，欲將塔釜含氨量降至100mg/L以下必須增加提餾段理論級數(shù)4級以上；如不考慮增加提餾段空間，只能通過降低板間距的方式增加級數(shù)，但板間距過小將增大汽相霧沫夾帶和降液管液層，導(dǎo)致液泛，影響分離效果。

常規(guī)塔板水力學(xué)設(shè)計(jì)通常控制霧沫夾帶和降液管液泛率在50％以下，因此塔的板間距至少應(yīng)保持500mm以上；同時(shí)考慮到改變板間距時(shí)切割、焊接和空間均布的實(shí)際工程問題，最終確定了在原氨水粗蒸餾段板間距不動，在其后再串接一深拔段的塔板增加方案，原提餾段內(nèi)構(gòu)件和深拔段內(nèi)構(gòu)件均選用斜孔塔板。原塔精餾段1~6層（自上而下）塔板不動，并對相應(yīng)流程進(jìn)行了改動。