方形規整填料在焦爐煤氣凈化系統的應用
發布日期：2022-06-10 00:00:00 作者：萍鄉方上化工填料
一、 現狀
煤氣作業四區焦爐煤氣凈化系統承擔著濟鋼新車及濟南市民用焦爐煤氣的凈化功能，其脫萘效果的好壞直接影響著十幾萬居民用戶的使用，煤氣中含萘量高，特別在冬季會導致地下煤氣管道萘結晶，輕者減小管道流通面積阻礙煤氣流通，重者堵塞管道中斷煤氣供應，直接影響居民的正常生活。煤氣作業四區承擔脫萘任務的是二座煤氣洗萘塔，脫萘的填料采用木格柵，洗萘液為輕柴油，柴油自上而下噴淋在木格柵上，煤氣自下而上通過木格柵時，煤氣中的萘溶解在柴油中從而達到除萘的目的。在近幾年的使用中，由于木格柵本身特性，容易因萘積聚較多而增大了塔內阻力，導致噴到塔上的洗萘液長久不能回流，形成了煤氣流通瓶頸，雖然經過多次蒸汽蒸熏稍解燃眉之急，但是畢竟沒有解除事之根本。這種狀況導致我們的除萘效果日漸降低，煤氣中的萘含量屢屢超標，嚴重影響了我們的生產質量。為了確保煤氣洗萘塔的正常工作性能和正常安全生產，我們急需對煤氣洗萘塔內填料進行技術改造。根據多方考察，目前有一種實用新型專利產品——方形規整填料，他相對于木格柵有著無法比擬的優點，可以作為洗萘塔填料代替木格柵，提高洗萘效果，提高煤氣質量。
二、改造方案的確定與實施
（一）改造方案的確定
目前煤氣洗萘塔使用木格柵作為填料，分六段安裝，二層洗萘液噴淋系統共配有24只φ10mm螺旋型噴頭噴灑洗萘液，煤氣自下而上通過洗萘塔時，噴淋在填料上的洗萘液吸附煤氣中的萘，從而達到凈化煤氣的功能。由于木格柵本身存在不可克服的缺點，并且最長使用壽命為6－8年，目前1＃煤氣洗萘塔由于木格柵積存萘較多，已經無法滿足正常生產工藝需求，塔內阻力、脫萘效率及洗萘液回流時間大大超出設計要求，對煤氣質量形成了嚴重的威脅。而新型填料——方形規整填料的面世，解決了木格柵所存在的缺陷，其最大的優點在于單位體積的吸附面積是木格柵的四倍，這對于在有限的空間內進行脫萘起著至關重要的作用。并且方形規整填料在堆積組合時，接觸面不會有間隙，相互搭接鑲嵌緊湊牢固，使塔內填料不會移動或碰撞，因而不僅提高了氣液分布凈化效果，而且可使塔內填料堆積組合結構緊湊牢固，填料不會錯位或損壞，大大提高了洗萘塔內填料的使用周期。
方形規整填料與木格柵換算表：
項目/參數 | 體積（m3） | 比表面積m2 | 重量（Kg） |
木格柵填料 | 3.14*1.4*1.4*0.12＝137.4 | 186*45.5＝8463 | 202*186＝37572 |
方形規整填料（等體積） | 137.4 | 137.4*210＝28854 | 137.4*660＝90684 |
方形規整填料（等比表面積） | 8463÷210＝40.3 | 8463 | 40.3*660＝26598 |
方形規整填料（等重量） | 37572÷660＝56.93 | 56.93*210＝11955 | 37572 |
由上圖可以看出，無論在等體積，還是等比表面積方面，方形規整填料均存在木格柵無法比擬的優勢，為了確保洗萘塔的基本設計參數不變，確保基礎承重不變，我們著重在安全方面重點考慮，采取等重量的方式進行改造施工。
（二）改造方案的實施
對1#煤氣洗萘塔進行全面清洗，拆除原木格柵填料及其支架等，按照方形規整填料與木格柵相同重量的情況下計算所需要的方形規整填料數量，原木格柵的體積為：
137.4m3，吸附面積為：8463m2；重量為37572Kg
則新型填料需要的體積為：37572÷660＝57m3
方形規整填料的比表面積：57*210＝11970m2
同樣重量的規整填料其體積為原填料的五分之二，吸附面積是木格柵的1.4倍。根據這一情況，我們把填料分三層進行安裝，設三層洗萘液噴淋環管，每層配套12只φ10mm螺旋型噴頭，這樣可以加大洗萘液的噴淋量，使煤氣與洗萘液充分接觸，最大限度的提高脫萘凈化效果。改造安裝示意圖如右：
由于洗萘塔是圓筒狀設備，如果方形規整填料不能很嚴密的安裝在塔內，則煤氣會由空間穿過，嚴重影響除萘效果。所以方形規整填料的安裝需要擺成圓餅狀進行安裝，根據這一情況，我們協同廠家進行定制專用安裝洗萘塔的方形規整填料。要求方形規整填料生產完成后進行標碼運輸到施工現場，確保安裝無誤。在施工過程中，主要需要注意解決以下三個問題：
1、 塔內方形規整填料支架的制作：由于方形規整填料的重量完全依靠支架承重，故對支架要求較高，既要承重，還要有一定的密度，因為方形規整填料每塊尺寸較小；
2、 填料有方形和弧形的，由于四周是弧形的，安裝時要嚴格按照廠家在方形規整填料上的標碼進行安裝，特別是四周一定選擇正確的填料，否則會造成填料與塔壁結合不緊密；
3、 安裝完成后人員盡量少在方形規整填料上面走動，否則會有部分填料損壞，影響工作性能。
三、 運行狀況及經濟效益
方形規整填料代替木格柵后，盡管我們增加了一層洗萘液填料，增加了一層洗萘液環管和12個噴頭，但是洗萘液噴淋后仍然能夠及時回流，在總的洗萘液數量相同的情況下，不但增大了噴淋量，而且加大洗萘液的噴淋頻次，使通過洗萘塔的焦爐煤氣充分與洗萘液接觸，最大限度除去煤氣中的萘。下面是改造前后洗萘塔的脫萘效果對比表：
由上表可以看出，改造后洗萘塔的脫萘效率由平均62%提高至78%，最高達86.7%，有效的保證了民用煤氣的質量，造福于十幾萬戶居民，具有較大的社會經濟效益，同時消除了隱患，有效的保證了安全生產。
