甲醛吸收塔填料改進

高連周

作者通聯：云天化國際化工股份有限公司云峰分公司設備管理部 云南宣威市板橋鎮 655426

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一、問題及分析

云峰分公司合成氨廠1 萬t 甲醛裝置吸收塔，塔內裝有Φ50mm×50mm×45mm的拉西環和鮑爾環（7.5m3），環狀噴灑器，填料支承器（柵板），分布錐，氣體入口、出口管，循環吸收液入口、出口管，甲醛氣體走向從下至上，吸收液走向從上至下，氣液相互逆流后進行甲醛吸收。塔體直徑1200mm，高12370mm，設計壓力0.105MPa，設計溫度80℃。工作壓力0.03MPa（表壓），工作溫度50～80℃，容器類別為Ⅱ類容器。

該甲醛吸收塔使用拉西環、鮑爾環、矩鞍環等瓷環填料，這些填料比表面積小，阻力大，流通能力差，導致吸收效果差，循環液冷卻溫度高，造成放空溫度高，放空氣排放量大，既造成產品損失，又污染現場環境；同時瓷環填料經過一段時間的使用，在局部死角容易生成堆積物，對吸收效果產生不良影響，使生產效率降低。為此，對幾種填料及其吸收效果進行認真分析對比，決定選用金屬板波紋填料作為吸收塔的填料。金屬波紋板填料規則的菱形網易為液膜覆蓋，凹凸不平的表面強化了液膜湍動、混合及表面更新，具有阻力小，通量大，抗堵能力強，氣液分布均勻等優點；可以增加液體的均布和填料的潤濕性能，提高傳質效率；規范的氣液流路，改善了溝流和壁流現象，減小壓降，同時增大了比表面積和填料因子，在同等容積中可以達到更高的傳質、傳熱效果；由于其結構的均勻、規則、對稱性，增大了金屬波紋填料的空隙率、通量更高，綜合吸收能力比其他幾種散裝填料大得多，適用于不同壓力操作環境。

二、改進措施

結合公司實際情況，將凈化工段脫硫塔內更換出來的廢舊金屬波紋板填料回收清洗，用作甲醛吸收塔使用的填料，以節約改進費用。

甲醛吸收塔直徑為1200mm，填料直接裝填難度較大，經過多次分析計算、畫樣制模組裝試驗后，在保證滿足筒體截面尺寸要求的基礎上，使填料模塊能從人孔吊裝進塔內進行組裝，將規整填料作成三個模塊，要求三個模塊的寬度尺寸＜400mm（圖1、圖2）。組裝填料模塊時，為了確保填料的吸收效果，使入塔氣體和循環液能均勻地通過填料層，不偏流，溝流和壁流，要求填料模塊1、2、3 之間交叉錯位45°。

通過計算（過程略去），原液體分布器液體流通量偏少，不能滿足改進后的填料吸收要求。在液體分布器噴灑孔原兩孔軸線對稱位置上再增加一孔，從而增加噴淋量和面積，使之達到填料噴淋要求。

圖1 入孔尺寸

圖2 模塊尺寸

根據對填料的高度、重度、液量堆放要求，在原支承柵板上面加鋪了一層6 目不銹鋼網，作為填料平整的基礎，同時，為了避免填料被上升氣流和下降液體所移動，在填料頂部用Φ57mm×3.5mm 不銹鋼管制作了一個十字件進行固定，使填料在吸收過程中保持穩定。

三、改進效果

改進后的甲醛吸收塔填料2009年5月投入運行，實踐表明，消除了液體分布不均勻的現象，增大了噴淋面積，增加了氣液接觸，提高了吸收效果，保證穩定連續生產。

（1）生產能力得到提高，日產量提高了2～4t，醛耗醇單耗由477kg 下降到461kg。

（2）填料最高阻力由0.02MPa 下降到0.011MPa，延長了系統運行周期。

（3）放空溫度由原來最高47℃降到35℃，放空溫度和排放氣得到較好改善。

（4）尾氣排放量減少，周圍環境得到較大改善。

（5）甲醛吸收率提高約8.5%。