填料吸收塔在尿素尾气吸收中的应用

2017-05-10李万路

中国设备工程 2017年8期

关键词：氨水吸收塔气液

李万路

（奎屯锦疆化工有限公司，新疆奎屯 833200）

填料吸收塔在尿素尾气吸收中的应用

李万路

（奎屯锦疆化工有限公司，新疆奎屯 833200）

填料吸收塔是利用塔内填料增加吸收液与尾气接触面积的溶剂回收设备,是通过气液接触进行的一种气液交换设备。随着环保要求的增大，尾气回收及减少环境污染直接影响到化工企业能否正常运转。尿素尾气若超标对周边环境影响巨大。该篇文章讲述填料吸收塔在解决尿素尾气回收问题当中的实际应用和操作方法。

填料吸收塔；尿素尾气吸收；操作方法

近年来人们的环境保护意识不断加强。随着国家环保力度的加大，对化工企业废气废水的排放要求越来越严格。企业为生存必须解决废气排放问题，对废气进行再一次的回收。而填料吸收塔利用气液相互接触可有效的对废气进行进一步的回收。下面分析一下利用填料吸收塔来解决尿素尾气吸收的问题。

1 填料吸收塔的概述

填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。操作时液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置分布后，与液体成逆流连续通过填料层空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相（图1）。

某厂采用填料吸收塔的操作方式，采取逆流操作，气体自吸收塔底部进入由塔顶排出，液体自吸收塔顶部进入由塔底排出，气液在填料内充分接触，达到吸收尾气的目的。逆流操作传质平均，推动力大，传质速度快，分离效率高，吸收液利用率高，工业上多采用。填料是填料塔中气液接触的基本构件，其性能的好坏是决定填料塔操作性能的主要因素。因此，塔填料的选择是填料塔设计的重要环节。填料安装方式不同可分为散装填料和规整填料。我厂采用的填料为工业上普遍应用的波纹式规整填料。波纹式规整填料具有结构紧凑，阻力小，传质效率高，处理能力强的特点。但其不能应用于粘度大、易聚合或有悬浮物的物料，装卸清理困难，造价高。

图1 典型填料吸收塔的简图

2 尿素尾气吸收流程

某厂尿素工艺采用CO2汽提法。高压系统未反应的物料进入低压吸收系统进行回收。经低压吸收系统吸收的工艺气体，通过常压吸收塔吸收后经过放空筒排至大气。若遇系统不正常或开停车阶段，未反应的工艺气量大，无法全部回收的情况则必须全部排至大气。这种情况会造成工艺气体过多消耗，造成资源浪费，同时影响周边环境，给环保造成不小的压力。经研究在常压吸收塔气相去放空筒之间增加一填料吸收塔对吸收过后的工艺气体进行再一步吸收，降低资源消耗，减少环境污染，达到节能减排的目的。

尿素尾气吸收流程简述：在常压吸收塔气相引入一填料吸收塔，由低压吸收塔给料泵打氨水，氨水经冷却器冷却后进入填料吸收塔来吸收常压吸收塔塔气相过来的工艺气体。氨水和工艺气体在规整填料内两者逆向流动充分接触，经吸收过后的尾气内工艺气含量相当少，从填料吸收塔气相去放空筒排至大气，吸收后的氨水从填料吸收塔底部再次回到氨水槽（图2）。

图2 尿素尾气吸收工艺流程简图

3 填料吸收塔操作要点

结合该填料吸收塔在尿素尾气吸收当中的实际应用，特总结出以下操作要点，以供参考。

（1）为控制填料吸收塔的压力特在气相出口安装一远传压力变送器和一台调节阀，该气相出口压力投自控以维持填料吸收塔压力稳定，防止填料吸收塔超压或压力过低。

（2）为控制填料吸收塔液位特安装远传液位变送器，并在填料吸收塔下液安装一台调节阀，该液位投自控以维持填料吸收塔液位稳定，防止填料吸收塔满液或空塔。

（3）为方便操作可在来自低压吸收塔给料泵过来的氨水管线上安装一台流量计以便参考，通过控制阀门开度来调节流量，以达到一个良好的吸收效果。

（4）填料吸收塔下液可安装一远传温度来监控填料吸收塔的实时温度。

（5）填料吸收塔气相应安装冲洗水管线，对气相管线定时冲洗以防止气相管线不畅而导致填料吸收塔吸收效果欠佳或者填料吸收塔的突然超压。

（6）为保证低压吸收塔给料泵的氨水的温度可在氨水进填料吸收塔前增加一台冷却器以降低温度，提高氨水的吸收效果。

（7）正常操作过程中，填料吸收塔的压力、温度、进气和进液流量和液位应维持在一定区间范围内，以保证填料吸收塔的正常操作。压力应控制在0.1～0.2MPa。温度控制在45～60℃不可过高以免影响吸收效果。液位控制在30%～60%之间，不可过高以免气相带液。进气和进液流量两者相互影响，进气太多易导致气相带液，进液太少影响吸收效果。以上参数相辅相成，其中之一发生变化亦会对其他指标的调整产生影响，需在实际操作中仔细摸索，总结经验，以保证填料吸收塔在一个比较良好的工作状态。