汽提塔的結(jié)構(gòu)
我國(guó)目前引進(jìn)裝置在用的汽提塔，根據(jù)工藝流程的不同，主要有二氧化碳汽提塔和氨汽提塔，分別用于二氧化碳和氨作汽提介質(zhì)。盡管汽提介質(zhì)不同，但設(shè)備主要結(jié)構(gòu)基本一致。都是一臺(tái)立式固定管板降膜式列管換熱器。汽提塔高壓部分由管箱短節(jié)球形封頭、人孔蓋、液體分布器、汽提管、升氣管、管板等部分組成。低壓部分由低壓殼體、膨脹節(jié)、防爆板等組成。不同之處是氨汽提工藝的汽提塔管箱內(nèi)裝有使氣、液充分接觸的鮑爾環(huán)填料層；其次是氨汽提工藝的汽提塔上下結(jié)構(gòu)對(duì)稱，可以倒頭使用，二氧化碳工藝的汽提塔不能倒頭使用。由于生產(chǎn)中需要控制尿素溶液的液位，因此在汽提塔底部裝有用鈷60作為射線源的液位計(jì)測(cè)量控制裝置。同時(shí)為了減少熱量損失和防止設(shè)備或管道內(nèi)可能發(fā)生的局部結(jié)晶或局部冷凝而引起的腐蝕，整個(gè)設(shè)備及進(jìn)出口管道須用保溫棉保溫，汽提塔的全部重量由焊接在膨脹節(jié)上方殼體上的支座承受。氣提塔的結(jié)構(gòu)總體上分為三個(gè)部分，上部是供出尿塔合成液與汽提氣進(jìn)行氣液分離，其中的主要部件就是液體分布器，在每一根汽提管上部管口均對(duì)應(yīng)一個(gè)液體分布器，該分布器結(jié)構(gòu)其實(shí)非常簡(jiǎn)單，就是一根約600 mm長(zhǎng)的管子，管子下部（靠近汽提管端）每間隔120°有一個(gè)約Φ2.5mm的小孔，這樣設(shè)計(jì)的目的是為了保證每根汽提管均有合成液進(jìn)入，避免“干管”而引起汽提管超溫，從而造成汽提管腐蝕加劇而損壞；中部就是汽提管了（一般為Φ31×6879×3）；下部供汽提液與CO2氣進(jìn)行氣液分離，其中的主要部件就是CO2氣分布器，該分布器結(jié)構(gòu)也非常簡(jiǎn)單，主要起到均布CO2氣的作用。
a.密封結(jié)構(gòu)
我國(guó)引進(jìn)尿素生產(chǎn)裝置中汽提塔的密封結(jié)構(gòu)主要有：不銹鋼齒形墊、純鈦透鏡墊。這種結(jié)構(gòu)具有耐腐蝕、密封性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，能重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。在引進(jìn)的大型尿素生產(chǎn)裝置中，包括汽提塔在內(nèi)的幾臺(tái)高壓設(shè)備密封結(jié)構(gòu)，均采用螺栓拉伸器按要求預(yù)緊，在開(kāi)車(chē)升溫過(guò)程中，設(shè)備升溫到120℃時(shí)再進(jìn)行熱緊。螺栓拉伸器有液壓和風(fēng)動(dòng)兩種方式。無(wú)論是何種方式，在預(yù)緊、熱緊的過(guò)程中都必須按順序分幾次對(duì)稱均勻地預(yù)緊、熱緊，以便使密封墊達(dá)到較為理想的密封效果。 b.襯里
尿素汽提塔結(jié)構(gòu)與合成塔不同，只有高壓管板、管箱和球形封頭上才有襯里。襯里主要形式有松襯里、爆炸復(fù)合襯里、堆焊襯里。襯里的材質(zhì)主要有316LMOD不銹鋼及工業(yè)純鈦。就目前應(yīng)用而言，汽提塔多采用爆炸形式襯里。機(jī)械松襯里雖便于檢漏，但制造工藝復(fù)雜，貼緊度差，不能承受較大溫度、壓力的波動(dòng)。堆焊襯里雖能承受較大溫度壓力的波動(dòng)，但制造需要專用焊接設(shè)備及消耗大量昂貴的焊材，成本較高，并且襯里也不能檢漏，因此應(yīng)用較少。雖然爆炸復(fù)合襯里制造質(zhì)量不易控制，不易檢漏，但貼緊度好，制造成本較低，所以應(yīng)用較多。引進(jìn)的CO2汽提法的汽提塔多為8mm厚的爆炸型316L不銹鋼襯里，NH3汽提塔多為5mm厚爆炸型鈦襯里。對(duì)于堆焊的純奧氏體不銹鋼襯里至少有3mm以上厚度的堆焊層，以滿足其耐腐蝕性能的需要。襯里檢漏管一般設(shè)在焊縫的上、下兩側(cè)，其作用是在制造、維修過(guò)程中來(lái)進(jìn)行滲漏檢查，生產(chǎn)過(guò)程中用來(lái)監(jiān)測(cè)設(shè)備有無(wú)泄漏。c.液體分布系統(tǒng)
液體分布系統(tǒng)是汽提塔的重要組成部分，其作用是確保介質(zhì)均勻進(jìn)入汽提管中形成連續(xù)均勻的液膜，以確保汽提效果。若出現(xiàn)偏流，導(dǎo)致液體分布不均勻，就會(huì)降低汽提塔的汽提效率，從而影響生產(chǎn)，并造成對(duì)設(shè)備的腐蝕。為此后期引進(jìn)的氨汽提尿素裝置在汽提管上部又增加了十字分布器、溢流槽及填料層，以提高汽提效果。進(jìn)入汽提塔的物料首先通過(guò)十字分布器進(jìn)入溢流槽，由溢流槽內(nèi)向外溢流，然后進(jìn)入填料層(與氣體充分接觸)，到填料層底部通過(guò)分布頭上的三個(gè)均布的切向小孔進(jìn)入汽提管內(nèi)。來(lái)自于汽提管內(nèi)的氣體經(jīng)過(guò)填料層、溢流槽內(nèi)的4個(gè)集氣管，進(jìn)入汽提塔頂部，從氣相排出。從結(jié)構(gòu)上看，切向孔比直孔能夠使液體分布更為均勻，因此也就更為合理。3 g9 j; f2 G. d/ p
分布器頭制造安裝應(yīng)符合下列要求：6 `# z. J j H- r8 K! n5 ~+ q (1)分布頭小孔尺寸必須符合制造公差要求。) Z/ [5 t" w' O3 C6 ^ (2)分布頭上的3個(gè)小孔必須均布，光滑無(wú)刺，無(wú)油污，并處于同一標(biāo)高。 (3)分布器與汽提管連接處的接頭尺寸符合公差要求，F(xiàn)4墊安裝后不得有間隙，以免引起管頭腐蝕。
(4)液體分布頭與升氣管組焊后同軸度應(yīng)符合要求，以便于滿足柵板安裝 的要求。 F# ^4 b( F! G+ b7 o2 M( o$ s3 j
(5)分布頭與升氣管組焊前應(yīng)進(jìn)行空氣阻力降試驗(yàn)，要求每個(gè)分布頭的阻力降數(shù)值與平均阻力降的數(shù)值差在平均阻力降的8%以內(nèi)為合格。大修后也應(yīng)該做該試驗(yàn)，一般取不少于50個(gè)為試驗(yàn)基數(shù)。 d.汽提管
目前汽提法(CO2汽提法、NH3汽提法)尿素汽提塔換熱管長(zhǎng)一般為6m，其尿素裝置生產(chǎn)能力的大小一般由氣體管數(shù)量多少而定。汽提管用材較早是316L、316LMOD不銹鋼，后來(lái)采用25-22 （X2Cr25Ni22Mo2）型不銹鋼及工業(yè)純鈦，最近又出現(xiàn)了鋯材復(fù)合管。( \! t# l5 {3 l+ }# u+ h6 E! c, H 汽提管的制造、安裝要求如下：
(1)汽提管頂端外表密封面直徑公差不大于0.1mm。3 `" P5 G* G; Q7 [ (2)汽提管端面水平高度之差CO2汽提法要求不大于2mm，NH3汽提法要求不大于1mm。1 j# I9 X( } }7 k" i% h
(3)汽提管安裝后垂直度偏差≤0.5mm/m，而且≤3mm。檢查前應(yīng)松開(kāi)膨脹節(jié)緊固螺栓(可取中心管與周?chē)鼙容^測(cè)定)。 (4)管端應(yīng)光滑無(wú)刺。
(5)汽提管與管板的連接采用焊接，不采用脹管連接。其原因一是避免因脹管造成的局部應(yīng)力腐蝕；二是一旦管端泄漏，因管子與管板間有間隙，輕則造成腐蝕管板，重則進(jìn)入蒸汽冷凝液造成的后果更為嚴(yán)重。 e.安全附件2 Q' W7 b8 [" U- x7 ]
汽提塔的安全附件是為了一旦汽提管破裂時(shí)，能釋放低壓側(cè)內(nèi)過(guò)高壓力，以確保設(shè)備的安全。就采用形式而言有爆破板和安全閥兩種形式。早期引進(jìn)的CO2汽提法工藝中的汽提塔都采用爆破板，后來(lái)引進(jìn)的NH3汽提工藝中的汽提塔一般采用安全閥。爆破板有倒拱型和預(yù)拱型爆破板。引進(jìn)的CO2汽提塔爆破板采用倒拱型，其后國(guó)產(chǎn)尿素裝置襯鈦CO2汽提塔采用的是預(yù)拱型爆破板。引進(jìn)的CO2汽提塔要求爆破板的直徑大于100mm，實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)為200mm，爆破壓力為3.0MPa；國(guó)產(chǎn)襯鈦汽提塔爆破壓力為3.1MPa；引進(jìn)的NH3汽提塔安全閥的起跳壓力為2.89 {# M4 a1 _3 e" Q; t+ b
MPa。. ^( T4 }; ]5 [
爆破板的安裝、使用和檢修應(yīng)注意以下各點(diǎn)： (1)爆破板應(yīng)安裝于殼側(cè)蒸汽冷凝液最高液位以上。
(2)與爆破板相連的排放管應(yīng)引至車(chē)間(廠房)外，且管口向上。" (3)由于工作壓力的波動(dòng)及板片材料的影響，介質(zhì)對(duì)板片的腐蝕等因素，須定期更換爆破板。
(4)更換新爆破板安裝前應(yīng)清潔干凈，并著色檢查。 (5)安裝倒拱型爆破板前，應(yīng)將刀口修鈍。
(6)若自制爆破板，所選材料的成分性能都必須與原設(shè)計(jì)要求一致，要厚薄均勻，無(wú)缺陷，并經(jīng)試驗(yàn)合格后才能使用。4 d) Z, S& F8 W1 N& Z (7)安裝爆破板時(shí)應(yīng)防止裝反或裝錯(cuò)，緊固法蘭螺栓應(yīng)均勻。 汽提塔的作用
氣提塔的作用是在與尿素合成塔同等壓力下，在通入CO2氣體的同時(shí)，加熱 合成反應(yīng)液，促使合成反應(yīng)液中的甲銨分解并逐出游離CO2和NH3，然后將分解后CO2和NH3與CO2原料氣一起返回到高壓冷凝器內(nèi)。
對(duì)該設(shè)備的基本要求是：:
⑴塔內(nèi)氣、液體進(jìn)入氣提管內(nèi)要有良好的分布，能獲得高的氣提效果； ⑵ CO2氣提合成反應(yīng)液后，溶液中氨含量減少，為防止設(shè)備被腐蝕，氣提塔必須用相應(yīng)耐腐蝕材料制造。
氣提塔為立式降膜式列管換熱器，其上管箱內(nèi)裝有液體分布器，下管箱內(nèi)裝有CO2氣體入口分布器和自控液位控制器。
合成反應(yīng)液從管口N12進(jìn)入氣提塔上管箱內(nèi)，經(jīng)上管箱內(nèi)的液體分布器將液體均勻分布到每根氣提管內(nèi)。由于液體分布器的作用，液體在管內(nèi)形成一層液膜向下流。CO2氣體由塔底管口N10進(jìn)入塔內(nèi)，經(jīng)氣體分布器均勻分布到每根氣提管內(nèi)，與液體逆流接觸且產(chǎn)生氣提作用。氣提作用所需要的熱量由高壓汽包來(lái)的高壓飽和蒸汽供給，該蒸汽從接管N11引入氣提塔殼側(cè)，蒸汽冷凝液由管N6排回到高壓汽包。合成反應(yīng)液經(jīng)氣提后所得到的CO2和NH3與CO2原料氣從管口N2一起返回到高壓冷凝器內(nèi)，氣提液則由管N9進(jìn)入低壓循環(huán)系統(tǒng)。
- 上一篇：沒(méi)有啦
- 下一篇：汽提法 (一） 2020/9/30