填料吸收塔在尿素尾氣吸收中的應(yīng)用

李萬路

（奎屯錦疆化工有限公司，新疆 奎屯 833200）

填料吸收塔在尿素尾氣吸收中的應(yīng)用

李萬路

（奎屯錦疆化工有限公司，新疆 奎屯 833200）

填料吸收塔是利用塔內(nèi)填料增加吸收液與尾氣接觸面積的溶劑回收設(shè)備,是通過氣液接觸進(jìn)行的一種氣液交換設(shè)備。隨著環(huán)保要求的增大，尾氣回收及減少環(huán)境污染直接影響到化工企業(yè)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。尿素尾氣若超標(biāo)對(duì)周邊環(huán)境影響巨大。該篇文章講述填料吸收塔在解決尿素尾氣回收問題當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用和操作方法。

填料吸收塔；尿素尾氣吸收；操作方法

近年來人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷加強(qiáng)。隨著國家環(huán)保力度的加大，對(duì)化工企業(yè)廢氣廢水的排放要求越來越嚴(yán)格。企業(yè)為生存必須解決廢氣排放問題，對(duì)廢氣進(jìn)行再一次的回收。而填料吸收塔利用氣液相互接觸可有效的對(duì)廢氣進(jìn)行進(jìn)一步的回收。下面分析一下利用填料吸收塔來解決尿素尾氣吸收的問題。

1 填料吸收塔的概述

填料塔由填料、塔內(nèi)件及筒體構(gòu)成。填料分規(guī)整填料和散裝填料兩大類。塔內(nèi)件有不同形式的液體分布裝置、填料固定裝置或填料壓緊裝置、填料支承裝置、液體收集再分布裝置及氣體分布裝置等。操作時(shí)液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置分布后，與液體成逆流連續(xù)通過填料層空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相（圖1）。

某廠采用填料吸收塔的操作方式，采取逆流操作，氣體自吸收塔底部進(jìn)入由塔頂排出，液體自吸收塔頂部進(jìn)入由塔底排出，氣液在填料內(nèi)充分接觸，達(dá)到吸收尾氣的目的。逆流操作傳質(zhì)平均，推動(dòng)力大，傳質(zhì)速度快，分離效率高，吸收液利用率高，工業(yè)上多采用。填料是填料塔中氣液接觸的基本構(gòu)件，其性能的好壞是決定填料塔操作性能的主要因素。因此，塔填料的選擇是填料塔設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。填料安裝方式不同可分為散裝填料和規(guī)整填料。我廠采用的填料為工業(yè)上普遍應(yīng)用的波紋式規(guī)整填料。波紋式規(guī)整填料具有結(jié)構(gòu)緊湊，阻力小，傳質(zhì)效率高，處理能力強(qiáng)的特點(diǎn)。但其不能應(yīng)用于粘度大、易聚合或有懸浮物的物料，裝卸清理困難，造價(jià)高。

圖1 典型填料吸收塔的簡圖

2 尿素尾氣吸收流程

某廠尿素工藝采用CO2汽提法。高壓系統(tǒng)未反應(yīng)的物料進(jìn)入低壓吸收系統(tǒng)進(jìn)行回收。經(jīng)低壓吸收系統(tǒng)吸收的工藝氣體，通過常壓吸收塔吸收后經(jīng)過放空筒排至大氣。若遇系統(tǒng)不正?；蜷_停車階段，未反應(yīng)的工藝氣量大，無法全部回收的情況則必須全部排至大氣。這種情況會(huì)造成工藝氣體過多消耗，造成資源浪費(fèi)，同時(shí)影響周邊環(huán)境，給環(huán)保造成不小的壓力。經(jīng)研究在常壓吸收塔氣相去放空筒之間增加一填料吸收塔對(duì)吸收過后的工藝氣體進(jìn)行再一步吸收，降低資源消耗，減少環(huán)境污染，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

尿素尾氣吸收流程簡述：在常壓吸收塔氣相引入一填料吸收塔，由低壓吸收塔給料泵打氨水，氨水經(jīng)冷卻器冷卻后進(jìn)入填料吸收塔來吸收常壓吸收塔塔氣相過來的工藝氣體。氨水和工藝氣體在規(guī)整填料內(nèi)兩者逆向流動(dòng)充分接觸，經(jīng)吸收過后的尾氣內(nèi)工藝氣含量相當(dāng)少，從填料吸收塔氣相去放空筒排至大氣，吸收后的氨水從填料吸收塔底部再次回到氨水槽（圖2）。

圖2 尿素尾氣吸收工藝流程簡圖

3 填料吸收塔操作要點(diǎn)

結(jié)合該填料吸收塔在尿素尾氣吸收當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用，特總結(jié)出以下操作要點(diǎn)，以供參考。

（1）為控制填料吸收塔的壓力特在氣相出口安裝一遠(yuǎn)傳壓力變送器和一臺(tái)調(diào)節(jié)閥，該氣相出口壓力投自控以維持填料吸收塔壓力穩(wěn)定，防止填料吸收塔超壓或壓力過低。

（2）為控制填料吸收塔液位特安裝遠(yuǎn)傳液位變送器，并在填料吸收塔下液安裝一臺(tái)調(diào)節(jié)閥，該液位投自控以維持填料吸收塔液位穩(wěn)定，防止填料吸收塔滿液或空塔。

（3）為方便操作可在來自低壓吸收塔給料泵過來的氨水管線上安裝一臺(tái)流量計(jì)以便參考，通過控制閥門開度來調(diào)節(jié)流量，以達(dá)到一個(gè)良好的吸收效果。

（4）填料吸收塔下液可安裝一遠(yuǎn)傳溫度來監(jiān)控填料吸收塔的實(shí)時(shí)溫度。

（5）填料吸收塔氣相應(yīng)安裝沖洗水管線，對(duì)氣相管線定時(shí)沖洗以防止氣相管線不暢而導(dǎo)致填料吸收塔吸收效果欠佳或者填料吸收塔的突然超壓。

（6）為保證低壓吸收塔給料泵的氨水的溫度可在氨水進(jìn)填料吸收塔前增加一臺(tái)冷卻器以降低溫度，提高氨水的吸收效果。

（7）正常操作過程中，填料吸收塔的壓力、溫度、進(jìn)氣和進(jìn)液流量和液位應(yīng)維持在一定區(qū)間范圍內(nèi)，以保證填料吸收塔的正常操作。壓力應(yīng)控制在0.1～0.2MPa。溫度控制在45～60℃不可過高以免影響吸收效果。液位控制在30%～60%之間，不可過高以免氣相帶液。進(jìn)氣和進(jìn)液流量兩者相互影響，進(jìn)氣太多易導(dǎo)致氣相帶液，進(jìn)液太少影響吸收效果。以上參數(shù)相輔相成，其中之一發(fā)生變化亦會(huì)對(duì)其他指標(biāo)的調(diào)整產(chǎn)生影響，需在實(shí)際操作中仔細(xì)摸索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以保證填料吸收塔在一個(gè)比較良好的工作狀態(tài)。

4 結(jié)語

通過填料吸收塔在尿素尾氣吸收當(dāng)中的應(yīng)用，尿素尾氣得到了進(jìn)一步的吸收，吸收效果明顯，操作簡便，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，同時(shí)對(duì)環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)良多。通過此次探索，進(jìn)一步印證了填料吸收塔不僅結(jié)構(gòu)簡單而且有阻力小、生產(chǎn)能力強(qiáng)、分離效率高、持液量小、操作彈性大的優(yōu)點(diǎn)，可在化工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

[1]唐盛偉.化工原理課程設(shè)計(jì)參考資料.填料吸收塔.化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

[2]張洪流等.化工原理（上冊(cè)）.華東理工大學(xué)出版社，2006.

[3]張洪流等.化工原理（下冊(cè)）.華東理工大學(xué)出版社，2006.

TQ028.2

A

1671-0711（2017）04（下）-0039-02