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陶瓷规整填料在浓硝酸装置上的应用案例
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陶瓷规整填料在浓硝酸装置上的应用案例

2019-06-17      阅读:
某公司浓硝酸装置是典型的硝酸镁法生产工艺流程, 1991 年 4 月和1993 年10 月先后 2 次共建 4 套 DN1 000 浓缩塔,年设计能力为 4 万 t 。开车之初, 因设备和操作技术存在问题, 生产一直不正常 。经过不断摸索 , 先后进行多次技术改造 , 于 1996 年达产完成 4 .5万t ,1998 年又改造硝酸镁浓缩系统 , 使年产量达到7 .45 万 t 。因我公司稀硝酸采用双加压法生产装置, 年设计能力为 10 .5万 t , 不能满负荷运行 。近几年 , 浓硝酸市场形势看好, 利润较高。 扩大浓硝酸装置生产能力, 不仅能充分发挥稀硝酸装置能力, 降低成本, 而且能创出更大效益。 为此, 在合成氨系统铜塔改造成功的基础上, 经设计院进行理论计算, 结合规整填料的优点和浓硝酸生产的特点, 采用陶瓷规整填料(陶瓷鲍尔环陶瓷一字环陶瓷拉西环陶瓷异鞍环)替代原瓷矩鞍环和拉西环填料, 并对分布器进行匹配设计 , 在国内率先把陶瓷规整填料应用到浓硝酸生产中 。经过 1 年的运行, 取得了非常好的效果, 2000 年在公司计划
大修停车 1 个月的情况下 , 浓硝酸年产量达 9 .7万t , 生产成本降低 , 产品一级品率 100 %, 为企业创出可观效益。
 
1   陶瓷规整填料的优点
作为一种新型的填料, 陶瓷规整填料与散装填料相比有以下优点 :
(1)填料几何结构合理, 比表面积大, 有利于气、液充分接触和传热。
(2)填料空隙率大, 阻力小 , 空塔气速大, 传质效率高。
(3)操作弹性大 , 高低负荷都可正常运行 。
(4)有较好的抗堵性 。
(5)实现节能, 降低蒸汽消耗。
 
2   新型分布器的设计
陶瓷规整填料的优势得益于它的比表面积大、空隙率大、气液的规则流动以及较好的气相混合 。但是, 这些优势要能充分发挥, 必须有相应优良结构的塔内件与之相适应 。值得指出, 由于规整填料的结构特点, 它的横向自分布能力要比散堆填料差 因此对液体分布器气体分布器提出了、更高的要求。 我公司在原技术改造经验的基础上 , 经过多次试验 , 设计出新型的液体分布器和再分布器。 实践证明 , 新型液体分布器和再分布器具有优良的性能 , 使整个填料的面积得以充分利用 , 壁流 、沟流现象大大减少 , 理论板数增加, 规整填料传质效率高的优势得以充分发挥。
 
3   改造的内容和安装要求
(1)原塔内安装 Dg38 和 Dg25 瓷矩鞍环 , 经过对生产能力的预测, 结合实际生产经验 , 确定了改造后的气 、液负荷, 选用相应规格的规整填料 。
(2)采用新型的液体分布器 、再分布器以及结构合理、安装方便的塔内件。塔内件选用耐腐蚀的高硅铁和聚四氟己烯配件。 安装时对分布器的水平度要求很高, 稍有偏流则会严重影响正常操作, 使工艺条件恶化 。
(3)增加了硝酸镁系统的能力。 新增硝酸镁蒸发器 、间接冷凝器及抽真空装置各 1 套, 使蒸发负荷与生产能力相适应。
(4)规整填料的安装水平度要求高 , 在安装时要及时调整填料的水平, 以使气、液在填料表面分布均匀,不偏流。
(5)两层填料之间要相互错位 , 相互压缝, 防止液体走短路。
(6)陶瓷规整填料易碎 , 在运输和安装时要轻拿轻放 , 防止碰碎使碎片堵住填料气孔, 影响气液流动。
 
4 改造效果
 
陶瓷规整填料使用后 , 改善了塔内的传质 、传热效果, 浓缩塔的回流比、配料比明显下降 , 吨酸产品对设备的负荷下降, 塔的生产能力大大提高,各种消耗指标明显下降, 成本降低(表 1 、表 2)。

陶瓷规整填料在浓硝酸装置上的应用案例 

 
5 效益分析
 
经过 1 年来的生产运行, 陶瓷规整填料优异的性能充分地发挥出来, 取得了比预期更理想的效果。 年增加产量达 2 .1万 t , 成本较改造前降低 26 .84 元/t(按改造前的可比价格计算, 实际上成本更低), 为企业年增加效益 784 万元。 而浓硝酸装置改造全部费用仅为 118 万元, 只需很短时间就收回投资。
 
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