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轻瓷填料在煤制气净化过程的应用
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轻瓷填料在煤制气净化过程的应用

2019-07-10      阅读:
 
我国城市燃气气化率约 60%-65%,其中煤制气或重油制气作为城市气源的占 24.4%人工燃气净化系统的目的是净化燃气,使其达到《人工煤气》(GB13612)标准的规定,并回收燃气中有价值化工产品,保护环境。人工燃气净化系统中,各种吸收塔器起着重要作用。煤制气净化系统主要采用填料塔,过去所用填料多为木格填料。木格填料虽然阻力小,弹性大,操作容易,但其最大缺点是木材耗量大,寿命短。轻瓷填料是以天然瓷土为原料,采用一般陶瓷生产工艺烧制而成,取材方便,来源广泛,具有很大优越性。

1.    轻瓷填料的特性数据
1.1 几种轻瓷填料的几何特性数据轻瓷多孔填料和梅花环填料的特性数据见表。QC871轻瓷多孔填料的流体力学数据
QC871填料的流体力学性能进行了测试,测试过程单位面积液体喷淋量为 ,单位面积气体质量流量为 。实验室测得单位高度气体压力降与气体流速的关系,泛点气体流速与单位面积液体喷淋量的关系如图 !,& 所示,这与前人对填料塔吸收过程的流体力[!]学研究结果基本相符
 
该填料的试验数据经图解与关联计算后,得出该填料的泛点填料因子为,压力降填料因子为。按该值所计算的泛点气体流速和每1M填料层的压力降与实测值相比,误差分别为
轻瓷填料在煤制气净化过程的应用
2     轻瓷填料的工程应用
2.1 洗萘过程
 
轻瓷填料最据早用于人工煤气净化系统的洗萘[ ] 油制气净化 塔 $  ,该填料改进后,用于 工程,轻瓷填料洗萘塔自 1992年投产以来,取得了 较好的使用结果。(!)洗萘工艺流程来自洗苯塔的油制气从洗萘塔底部进入,先后与下段和上段喷淋的柴油逆流接触,煤气中的萘被柴油吸收。煤气经塔顶旋流板除雾器捕集下夹带的油雾后,进入后续 9:9 脱硫装置。($)洗萘塔结构与填料装填情况填料洗萘塔直径4000mm,高 31700mm,全塔分上、下两部分,分别装填轻瓷填料。上、下两部分之间用断液盘隔开,塔顶装有旋流板除雾器。全塔共填 6 段填料(上半塔、下半塔各填 3 段),每段填料层高为24500mm。各段填料均由栅板支承,栅板下均设分配锥。每一层填料按蜂窝状规则排列,相邻两层填料的装填方位错开 30度,由于填料底面边缘有 2 个支承凸体,因而装填后两层填料之间有 15mm的间隙。
 
2.2  洗苯及脱硫过程
 
根据轻瓷填料用于洗萘塔的操作经验,在煤气净化系统的洗苯、洗萘及 9:9 脱硫工艺中,广泛采用该填料,替代木格及塑料填料。生产数据表明该填料的洗涤传质效果、塔的阻力等令人满意。
 
轻瓷梅花填料还用于水煤气的冷却塔,运行数据表明,填料塔的冷却效果与木格填料塔的冷却效果一样,满足生产和设计的要求。

& 轻瓷填料塔洗萘的标定分析
 
 
3 取样分析
 
煤气的取样采用玻璃管,将该取样管插入煤气管道直径的1/3处。洗涤油的取样因条件所限,所取洗萘塔底的富油为混合样。

煤气中含萘量与油中含萘量均采用苦味酸 ! 滤液法测定,过量的苦味酸用标准 NAOH溶液滴定,经计算得出煤气与洗涤油中的含萘量。煤气与洗油中含萘量的分析结果与色谱分析结果相吻合。

3.2 标定结果      
不同工况轻瓷填料的洗萘效果均能达到设计要洗萘塔出口煤气含萘量为在3月份气温条件下,就可达到冬季的要求。

(2)柴油喷洒量影响洗萘效果
洗油系统原流程为上段以新柴油定时、定量喷洒,下段以循环油大量连续喷洒。现流程为上段以新柴油定时、定量喷洒,下段以半富油定时、定量喷采用原流程的洗萘效果比现流程洗萘效果好。
可见,加大柴油喷洒量,可明显地提高洗萘效果。洗萘塔煤气中的杂质含量见表2 ,塔1,2,3不同喷洒量的洗萘效果见表 。
轻瓷填料在煤制气净化过程的应用
轻瓷填料洗萘塔阻力
 
标定期间的塔阻力平均为 3300pa该值与轻瓷填料实验室条件下测试的每 1m 填料压力降 30-40pa相差较大。其主要原因是煤气中的大量焦油、机械杂质及油中悬浮物、乳化物等积淀在填料表面上,进而导致塔阻增加。另外,该塔投入运行以来从未清扫过,也是塔阻增加的主要原因。标定时有下述不利因素:新柴油的质量较差,含萘量高;轻质填料经两年半的运转,未经清扫,标定时已严重堵塞;进塔柴油温度未加控制,使煤气中的水蒸气凝结,造成油中带水影响洗萘效果;洗萘塔油喷嘴前的单向阀磨损严重,造成泄漏;煤气的空塔速度波动为0.46-0.56m/s ,低于设计所要求的0.65-0.75m/s如能解决上述问题,洗萘效果会更好.

轻瓷填料的特点
投资省
轻瓷填料可以一次成型,价格低廉
性能好
1轻瓷填料具有以下优良性能:! 抗老化、耐腐蚀。耐酸率75%,耐有机溶剂 100%

2耐高温且能适应温度的急剧变化。
3强度高、寿命长,其抗压强度为 8-10mpa
4因表面粗糙,具有较好的浸润性,为气液传质提供最佳条件。
5 无需脱脂处理。
6 填料的润湿表面及活性表面大于其它填料。
7.阻力小。

结语
(1)实验室条件下,轻瓷填料阻力较木格填料低,在较高负荷下,正常操作气速下,每1m填料层压力降为30-40pa,而每 1m木格阻力为30-80pa.
 
(2)操作数据表明,轻瓷填料与木格填料的洗萘效果一样,完全达到《城镇燃气设计规范》要求的煤气含萘量。
 
(3)轻瓷填料是一种较好的规整填料,价廉,易得,且性能好,可用作煤气净化过程的吸收塔以及直接式冷却塔的填料。

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