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筛板空冷塔改造成填料塔的效果分析

作者：胡宾

来源：《科技视界》2013年第23期

【摘 要】本文介绍分子筛净化流程空分设备的筛板空冷板由于筛板堵塞布水盘漏水孔造成多次分子筛带水的严重事故，及改造为填料塔的结构，并用实际运行数据对两种空冷却的冷却效果作对比分析。采用填料塔冷部效果显著，空冷塔阻力降低，避免了分子筛带水事故的再发生。满足分子筛运行的进气温度要求，延长空冷设备的运行周期。 【关键词】空冷塔；分子筛；筛板；填料冷却；带水；效果 0 引言

我车间3#机组KDON-1500/1500-7型空分设备，是开封空分设备厂制造供货，于1994年5月建成投产，全套机组采用分子筛吸附法净化空气，工艺流程简单，启动容易，操作方便，运行安全。切换损失小，精馏工况稳定，采用高效预冷系统，用常温循环水及氟里昂冷冻机组的冷冻水将空气冷却，使分子筛吸附剂工作在最佳状态。自投产以来空分设备运行比较稳定，但是配套的空气预冷系统运行两年多后，连续出现事故导致分子筛进水，停机少则2-5天，多则6-8天，原因都为空冷塔布水盘堵塞造成，严重影响空分设备的安全生产，降低吸附器分子筛的使用寿命，带来很大的经济损失。 1 事故分析及改造措施

1998年2月12日15：58分A2分子筛带水，当时考虑到液位计指示失灵，故对正压管进行疏通后，即加热分子筛，然后开机。到2月13日6：43分A2分子筛第二次带水，经检查分析原因为空冷塔下部布水盘上的降水孔被空冷塔及筛板的锈渣堵塞，引起空冷塔液泛，在空冷塔的空气挟带水分进入分子筛。 1.1 改进措施

（1）对空冷塔进行彻底清理，将26块塔板及两块上下布水盘全部取下进行除锈。 （2）将布水盘部分降水孔改为降水管，（Φ14×2钢管）[上部42个Φ6和42个Φ8下部84个Φ8]

（3）加强循环水管理，减少设备的腐蚀做了以下工作：将超标的池水全部排放；加盐系统改造，将盐阀取掉，将1#盐罐和2#盐罐直接用管道联通；对软水器进行调试，严格控制软水氯离子含量，使池水氯跟含量小于200mg/L；对3#岗位操作人员进行技术培训。 1.2 改进效果

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采取以上措施后收到一定效果，设备运行正常，但2000年6月3#空分分子筛再次带水，迫使空分停机加热分子筛3天，严重影响了炼钢生产，此次事故原因还为空冷塔筛板堵塞造成，我们再次对空冷塔26块筛板取出除锈，除垢，并在空冷塔安装了阻力计。规定每隔半年定期停机2天将空冷塔筛板取出除锈，除垢，当空冷塔阻力超过800mm水柱时，立即停机检查清除空冷塔筛板锈垢，通过以上措施实施3#空分分子筛再没出现带水事故。但每隔半年停机2天清除空冷塔筛板锈垢不但工作量大，且影响设备的安全运行，影响空分高产、优产。 2 改造

由于以上种种原因，我们借鉴其他厂的经验，经与开封空分设备厂协商，利用检修时间，由开空厂将空冷筛板塔改造为填料塔。 2.1 空冷塔结构 （1）空气预冷系统

预冷系统工艺流程图1，26-30℃的循环冷却水，一部份先在水冷塔内经出塔氮气冷却后，利用水泵加压，经氟里昂冷水机组冷却为5～8℃的冷冻水进入空冷塔上部喷淋；另有一部分直接经泵加压到空冷塔中部喷淋。

两部分冷却水顺穿筛板下流，将空冷塔下部进入的0.6MPa约72℃的空气冷却至8-12℃，冷却后的空气由顶部出空冷塔，空冷塔底部的水，靠塔内压力压回玻璃钢冷却塔，散热后进入循环水池。

（2）改造前空冷塔的结构

空冷塔整塔为筛板塔，根据进塔冷却水的温度不同，分为上下两段，上部为低温段，下部为常温段，顶部装有雾沫分离器，两段均采用13块穿流筛板，第一块筛板上部有一只布水器和一个布水盘，布水盘有20个升气孔，布水器有喷头8个，结构相同，如图2所系。不同之处为上部水盘有42个Φ6和42个Φ8mm漏水孔，下布水盘有84个Φ8mm漏水孔。 1.布水器；2.布水盘；3.筛孔塔板 2.2 改造后空冷塔结构

对空冷塔上下段进行改造，拆除上下段的筛板，将两布水盘更换为不锈钢，布水器保持不变。在上段下部和下段下部分部装一波纹槽形盘，上面装共轭塑料环填料，如图3。 3 冷却效果对比及其他空冷塔改造后，在冷却水、冷冻水水温与水量均没有变化的情况下，出塔空气温度由原来9-11℃，降到4.5-8.5℃，空冷塔阻力由原来450mm水柱左右降为

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260mm水柱，这说明使用填料后，增加了单位体积内的传热传质面积，减少了阻力提高了空冷塔的效率，同时减少了分子筛的负担，延长了分子筛的使用寿命，具体工况表1。 4 结束语

改造后的填料空冷塔冷却效果显著，降低了出塔空气温度，即减少了空气中饱和水含量，降低了分子筛的吸附负荷，又增加了分子筛的吸附容量，使分子筛对空气的吸附净化效果有明显好转。同时更为重要的是更换掉易生锈的筛板，避免了空冷塔筛板生锈堵塞，出现分子筛进水的事故，从使用多年来看，分子筛再没有发生带水事故。且阻力减少，降低了空压机出力，有利于节能降耗，总的来说空冷筛板塔更换为填料塔有利于空分设备长期稳定运行和节能。 【参考文献】

[1]杨秉彪，王立，岳献芳，蒲晓斌，孙山.分子筛纯化系统常见故障分析与处理[J].深冷技术，2009，04：21-24.

[2]胥波，闫伟东，孔繁魁，沈荣，田现德.21000m3/h空分设备分子筛纯化系统故障分析及处理[J].深冷技术，2012，06：15-18.

[3]万洪文，杨志雄.10000m3/h空分设备分子筛纯化系统再生气流量控制方案的优化[J].深冷技术，2011，02：51-54. [责任编辑：王静]