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）

摘 要：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)能否正常運轉(zhuǎn)。尿素尾氣若超標(biāo)對周邊環(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)中的實際應(yīng)用和操作方法。

關(guān)鍵詞：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)意識不斷加強。隨著國家環(huán)保力度的加大，對化工企業(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，處理能力強的特點。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。這種情況會造成工藝氣體過多消耗，造成資源浪費，同時影響周邊環(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

結(jié)合該填料吸收塔在尿素尾氣吸收當(dāng)中的實際應(yīng)用，特總結(jié)出以下操作要點，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流量計以便參考，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)控填料吸收塔的實時溫度。

（5）填料吸收塔氣相應(yīng)安裝沖洗水管線，對氣相管線定時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)生變化亦會對其他指標(biāo)的調(diào)整產(chǎn)生影響，需在實際操作中仔細(xì)摸索，總結(jié)經(jīng)驗，以保證填料吸收塔在一個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，同時對環(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、分離效率高、持液量小、操作彈性大的優(yōu)點，可在化工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐盛偉.化工原理課程設(shè)計參考資料.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）.華東理工大學(xué)出版社，2006.

[3]張洪流等.化工原理（下冊）.華東理工大學(xué)出版社，2006.

中圖分類號：TQ028.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-0711（2017）04（下）-0039-02