淺談洗滌塔的設計

武 爽

(中石化寧波工程有限公司，浙江 寧波 315103)

我國的煤炭資源豐富，而石油和天然氣較為貧乏，為此，為了提高煤炭的經濟、合理、高效、清潔利用，煤化工項目應運而生。洗滌塔作為煤化工氣化工藝中的設備，在設計、制造、檢驗方面引起了高度重視。

1 設備工藝簡介

來自氣化爐的粗合成氣進入文丘里洗滌器與洗滌水接觸，再進入洗滌塔，經過高壓冷凝液和灰水洗滌，實現降溫，減濕，在出口的溫度壓力條件下，粗合成氣為飽和蒸汽，達到適合的水汽比，送去變換單元。由洗滌塔側面排出的洗滌水經激冷水泵加壓后分成兩路，一路去文丘里洗滌器作為洗滌水，另一路去氣化爐的激冷室作為激冷水。

2. 設備結構

洗滌塔主要包括封頭、塔體、裙座、塔內件等，設備結構如圖1所示。其主要作用是用水去除氣體中的灰分顆粒和雜質。設備分為三個區域，即底部的氣液接觸區，中部的洗滌區，頂部的氣固、氣液分離區。合成氣經過洗滌塔的洗滌和凈化后，基本上達到了干凈的合成氣體，進而送往變換單元。

圖1 設備結構

3 設計參數

設計參數見表1。

表1 設計參數

4 材料選材及結構設計

4.1 材料選擇

工程項目中，洗滌塔板材一般選擇復合板材料，復合板基層主要分為Q345R，13MnNiMoR, 14Cr1MoR，選取的原則主要考慮溫度、臨氫環境。本設備的使用工況為設計壓力7.1MPa，設計溫度280℃，工藝介質臨氫且腐蝕性較強，根據氫分壓，通過Nelson曲線(圖2)查詢，綜合考慮容器的制造工藝、材料焊接性能以及經濟的合理性，設備材料最終選擇14Cr1MoR+S31603，既滿足了抗氫要求，又滿足了防腐蝕要求。

圖2 Nelson曲線

4.2 壁厚計算

4.2.1 筒體

通過SW6計算，筒體計算厚度δ=96.8mm，考慮4mm不銹鋼復層，所以選取筒體名義厚度為δ=109mm(105+4)。

4.2.2 球形封頭

考慮經濟性和力學性能，上封頭選擇球形封頭，計算厚度δ=46.5mm，名義厚度取δ=69mm(65+4)。

4.2.3 錐形封頭

為了滿足工藝需求，洗滌塔下封頭采用了錐形封頭。如圖3。

圖3 錐形封頭

錐形封頭分為帶折邊和不帶折邊兩種形式，在考慮了本質安全和制造加工難度的情況下，本設備選用了無折邊錐封。同時采用了分段壁厚結構設計，在既保證安全的情況下，又較少了鋼材耗量，節約了成本，提高了經濟性。

5 結束語

目前，整個化工行業比較嚴峻，項目競標往往是低價中標，針對壓力容器設計專業，控制成本的方法就是對設計進行優化。所以，設計過程中，在保證安全的前提下，選擇合適的材料，減少設計裕量。通過設計優化，從而增強本單位在市場上的競爭力。