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[摘 要 ] 浙江巨化股份公司硫酸厂矿制酸系统对干吸塔填料进行了改造，改用高效活性组合传质 填料，投入运行后各主要参数达到预期目标，效果显著。
[关键词] 高效活性组合传质填料；矿制酸；改造
1. 概述
浙江巨化股份公司硫酸厂现有两套总产能为360Kt/a 的一转一吸矿制酸系统，长期以来围绕风 机出口水分水份、酸雾经常性超标、干燥塔阻力偏大的问题，做了一系列的技术改造，如将原96管式分 酸器改为带阳极保护的管槽式分酸器，将原96板式换热器改为带阳极保护的管壳式换热器，将干燥 塔填料高度降低0.5米，并将其矩鞍环填料改为新型阶梯环填料等。经过上述改造，水份问题基本 得到解决，但风机出口酸雾问题依然比较突出，干燥塔阻力下降也不是很明显，特别是在新、老系 统气量不均衡的情况下，干燥塔单塔阻力甚至可以达到3.0Kpa 以上，与此同时风机必须全开，因此 系统产能进一步提升将受到制约。由于我厂的干吸塔尺寸由过去的十几万吨的产能到现在的三十万 吨产能以上都一直没有改变，所以在不对干吸塔塔体进行改造的前提下要想消除系统阻力瓶颈，更 换低阻力塔填料是目前比较可行的措施，目前在硫酸行业正逐步兴起的瓷质规整填料就是一种较先 进的替代方案。
2. 现状
经数次变更，目前该厂96干燥塔采用φ76阶梯环，填料层高度4.5米，采用管槽式分酸装置， 槽间用Φ76阶梯环填充；98吸收塔采用不同规格和种类的瓷环分层填充，填料层总高度5.8米，采 用管式分酸器，其中吸收层φ76异鞍环5米，分酸层φ38异鞍环0.5米，除沫层φ38异鞍环及少量 φ25拉西环和φ38阶梯环约0.3米。每年大修，都要对干吸塔上部瓷环进行一次装卸，以便检查和 维护分酸装置，并对瓷环进行冲洗和分捡，但随着装卸次数的增多，瓷环破碎量比较大，且塔中碎 的瓷环难以捡出，从而导致塔总部碎瓷环越来越多，增大了塔阻力，部分碎瓷环甚至进入循环桶， 由泵打出后堵塞换热器和分酸装置，最终影响干燥、吸收效果。分析系统阻力数据：干燥塔阻力一 般在2.0～3.0Kpa,;98 塔阻力测定次数较少，阻力数据波动也比较大，但由于98塔填料要高于96 塔，且98塔使用部分小规格填料，阻力理论上应在2.0Kpa以上。在高负荷运行条件下，为使系统 抽气能够顺利进行，一般是开大风机，显然这种方法是一种比较耗能的做法，且从长远来说，系统 产能的进一步发挥将受限。同时，因装置使用年限较长，其中的两台干吸塔本体已经出现漏点，存 在较大安全环保隐患。
3. 改造方案
1.1对其中一套96、98塔进行现场拆除后原址重建，塔内径及高度与原塔一致。
1.2新塔内部防腐蚀采用砌筑耐酸砖方式处理。
1.3塔内填料改造采用萍乡市群星化工陶瓷总厂的高效活性波纹填料组合体，具体填料参数和装 填方案如下：
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名称 |
填料参数 |
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设备名称 |
96干燥塔 |
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塔径/mm |
Φ4900 |
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|
填料名称 |
高效活性组合传质填料/阶梯环 |
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|
规格型号 |
空气分布器 |
HX-12凸点波 纹150Y |
HX-12凸点波纹 250Y |
阶梯环 Φ 50 |
|
装填高度/m |
0.6 |
2.7 |
0.9 |
0.5 |
|
比表面积(m2/m3) |
96 |
170 |
270 |
102 |
|
空隙率(%) |
86 |
88 |
83 |
76 |
|
干填料因子/m |
/ |
230 |
293 |
/ |
|
装填量(m3) |
11.31 |
50.89 |
16.97 |
9.43 |
|
理论阻力降Pa/m |
60-90 |
175-195 |
190-210 |
450 |
|
填 料 层 比 表 面 积 ( m2/m3) |
1108 |
8651 |
6332 |
961 |
|
总比表面积(m2/m3) |
14983 |
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|
理论阻力降Pa |
900-1000 |
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名称 |
填料参数 |
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|
设备名称 |
98吸收塔 |
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|
塔径/mm |
Φ4900 |
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|
填料名称 |
高效活性组合传质填料/阶梯环 |
|||
|
规格型号 |
空气分布器 |
HX-12凸点波 纹150Y |
HX-12凸点波纹 250Y |
阶梯环 Φ 50 |
|
装填高度/m |
0.6 |
2.4 |
1.05 |
0.5 |
|
比表面积(m2/m3) |
96 |
170 |
270 |
102 |
|
空隙率(%) |
86 |
88 |
83 |
76 |
|
干填料因子/m |
/ |
230 |
293 |
/ |
|
装填量(m3) |
11.31 |
45.24 |
19.79 |
9.43 |
|
理论阻力降Pa/m |
60-90 |
175-195 |
190-210 |
450 |
|
填 料 层 比 表 面 积 (m2/m3) |
1108 |
7690 |
5343 |
961 |
|
总比表面积(m2/m3) |
15102 |
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|
理论阻力降Pa |
910-1000 |
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首先在球拱上面装填找平填料(七孔蜂窝型)至球拱水平面，球拱拱高1000mm。提供最大空塔 气速，确保在指标内运行。找平填料为七孔蜂窝型填料，外径190mm, 壁厚10mm,孔径50-80mm, 层高100mm。
其次装填耐酸陶瓷空气分布器，再装填耐酸陶瓷规整波纹填料 ( Y150型)和耐酸陶瓷规整波纹 填料(250Y型):装填时每层错开45°。最后装填除沫器耐酸陶瓷阶梯环填料：耐酸陶瓷φ50阶梯 环，装填高度500mm 作除沫层用，(覆盖分酸器位置)。
4.改造效果
|
序号 |
名称 |
改造前 |
改造后 |
|
1 |
96干燥塔直径mm |
4900 |
4900 |
|
2 |
进塔气量Nm3/h |
60000 |
60000 |
|
3 |
整塔压降Kpa |
3.0 |
0.95 |
|
4 |
98吸收塔直径mm |
4900 |
4900 |
|
5 |
整塔压降Kpa |
2.0 |
0.9 |
|
6 |
酸雾g/Nm3 |
0.12 |
0.08 |
|
7 |
水分g/Nm3 |
0.13 |
0.1 |
|
8 |
单套日产量(吨) |
550 |
580 |
从上表可以看出，经过改造后的干吸塔阻力有较大幅度的下降，为装置产能和动力消耗的下降 创造了有利条件。同时，风机出口的酸雾和水分也有一定程度的下降，有利于后工序管道设备的使 用寿命。
5. 结束语
生产实践证明，群星化工陶瓷总厂的高效活性波纹填料组合体应用于硫酸装置干吸塔，成功解 决了装置存在的缺陷和瓶颈问题，产量提高明显，酸雾、水分的指标明显好转，效果明显。该填料 组合体具有比表面积大、阻力小、气液分布均匀带沫量少等特点，值得在硫酸行业进行推广应用。
