篩板空冷塔改造成填料塔的效果分析

胡 賓

（陜西略陽鋼鐵有限責任公司，陜西 略陽 724301）

0 引言

我車間3#機組KDON-1500/1500-7型空分設備，是開封空分設備廠制造供貨，于1994年5月建成投產，全套機組采用分子篩吸附法凈化空氣，工藝流程簡單，啟動容易，操作方便，運行安全。切換損失小，精餾工況穩定，采用高效預冷系統，用常溫循環水及氟里昂冷凍機組的冷凍水將空氣冷卻，使分子篩吸附劑工作在最佳狀態。自投產以來空分設備運行比較穩定，但是配套的空氣預冷系統運行兩年多后，連續出現事故導致分子篩進水，停機少則2-5天，多則6-8天，原因都為空冷塔布水盤堵塞造成，嚴重影響空分設備的安全生產，降低吸附器分子篩的使用壽命，帶來很大的經濟損失。

1 事故分析及改造措施

1998年2月12日15：58分A2分子篩帶水，當時考慮到液位計指示失靈，故對正壓管進行疏通后，即加熱分子篩，然后開機。到2月13日6：43分A2分子篩第二次帶水，經檢查分析原因為空冷塔下部布水盤上的降水孔被空冷塔及篩板的銹渣堵塞，引起空冷塔液泛，在空冷塔的空氣挾帶水分進入分子篩。

1.1 改進措施

（1）對空冷塔進行徹底清理，將26塊塔板及兩塊上下布水盤全部取下進行除銹。

（2）將布水盤部分降水孔改為降水管，（Φ14×2鋼管）[上部42個Φ6和42個Φ8下部84個Φ8]

（3）加強循環水管理，減少設備的腐蝕做了以下工作：將超標的池水全部排放；加鹽系統改造，將鹽閥取掉，將1#鹽罐和2#鹽罐直接用管道聯通；對軟水器進行調試，嚴格控制軟水氯離子含量，使池水氯跟含量小于200mg/L；對3#崗位操作人員進行技術培訓。

1.2 改進效果

采取以上措施后收到一定效果，設備運行正常，但2000年6月3#空分分子篩再次帶水，迫使空分停機加熱分子篩3天，嚴重影響了煉鋼生產，此次事故原因還為空冷塔篩板堵塞造成，我們再次對空冷塔26塊篩板取出除銹，除垢，并在空冷塔安裝了阻力計。規定每隔半年定期停機2天將空冷塔篩板取出除銹，除垢，當空冷塔阻力超過800mm水柱時，立即停機檢查清除空冷塔篩板銹垢，通過以上措施實施3#空分分子篩再沒出現帶水事故。但每隔半年停機2天清除空冷塔篩板銹垢不但工作量大，且影響設備的安全運行，影響空分高產、優產。

2 改造

圖1 空分預冷系統工藝流程

由于以上種種原因，我們借鑒其他廠的經驗，經與開封空分設備廠協商，利用檢修時間，由開空廠將空冷篩板塔改造為填料塔。

2.1 空冷塔結構

（1）空氣預冷系統

預冷系統工藝流程圖1，26-30℃的循環冷卻水，一部份先在水冷塔內經出塔氮氣冷卻后，利用水泵加壓，經氟里昂冷水機組冷卻為5～8℃的冷凍水進入空冷塔上部噴淋；另有一部分直接經泵加壓到空冷塔中部噴淋。

兩部分冷卻水順穿篩板下流，將空冷塔下部進入的0.6MPa約72℃的空氣冷卻至8-12℃，冷卻后的空氣由頂部出空冷塔，空冷塔底部的水，靠塔內壓力壓回玻璃鋼冷卻塔，散熱后進入循環水池。

（2）改造前空冷塔的結構

空冷塔整塔為篩板塔，根據進塔冷卻水的溫度不同，分為上下兩段，上部為低溫段，下部為常溫段，頂部裝有霧沫分離器，兩段均采用13塊穿流篩板，第一塊篩板上部有一只布水器和一個布水盤，布水盤有20個升氣孔，布水器有噴頭8個，結構相同，如圖2所系。不同之處為上部水盤有42個Φ6和42個Φ8mm漏水孔，下布水盤有84個Φ8mm漏水孔。

圖2 改造前空冷塔結構

2.2 改造后空冷塔結構

對空冷塔上下段進行改造，拆除上下段的篩板，將兩布水盤更換為不銹鋼，布水器保持不變。在上段下部和下段下部分部裝一波紋槽形盤，上面裝共軛塑料環填料，如圖3。

圖3 改造后空冷塔結構

3 冷卻效果對比及其他

空冷塔改造后，在冷卻水、冷凍水水溫與水量均沒有變化的情況下，出塔空氣溫度由原來9-11℃，降到 4.5-8.5℃，空冷塔阻力由原來450mm水柱左右降為260mm水柱，這說明使用填料后，增加了單位體積內的傳熱傳質面積，減少了阻力提高了空冷塔的效率，同時減少了分子篩的負擔，延長了分子篩的使用壽命，具體工況表1。

表1 改造前后運行工況對比表

4 結束語

改造后的填料空冷塔冷卻效果顯著，降低了出塔空氣溫度，即減少了空氣中飽和水含量，降低了分子篩的吸附負荷,又增加了分子篩的吸附容量，使分子篩對空氣的吸附凈化效果有明顯好轉。同時更為重要的是更換掉易生銹的篩板，避免了空冷塔篩板生銹堵塞，出現分子篩進水的事故，從使用多年來看，分子篩再沒有發生帶水事故。且阻力減少，降低了空壓機出力，有利于節能降耗，總的來說空冷篩板塔更換為填料塔有利于空分設備長期穩定運行和節能。

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