方形规整填料在焦炉煤气净化系统的应用

发布日期：2022-06-10 00:00:00 作者：萍乡方上化工填料

一、       现状

   煤气作业四区焦炉煤气净化系统承担着济钢新车及济南市民用焦炉煤气的净化功能，其脱萘效果的好坏直接影响着十几万居民用户的使用，煤气中含萘量高，特别在冬季会导致地下煤气管道萘结晶，轻者减小管道流通面积阻碍煤气流通，重者堵塞管道中断煤气供应，直接影响居民的正常生活。煤气作业四区承担脱萘任务的是二座煤气洗萘塔，脱萘的填料采用木格栅，洗萘液为轻柴油，柴油自上而下喷淋在木格栅上，煤气自下而上通过木格栅时，煤气中的萘溶解在柴油中从而达到除萘的目的。在近几年的使用中，由于木格栅本身特性，容易因萘积聚较多而增大了塔内阻力，导致喷到塔上的洗萘液长久不能回流，形成了煤气流通瓶颈，虽然经过多次蒸汽蒸熏稍解燃眉之急，但是毕竟没有解除事之根本。这种状况导致我们的除萘效果日渐降低，煤气中的萘含量屡屡超标，严重影响了我们的生产质量。为了确保煤气洗萘塔的正常工作性能和正常安全生产，我们急需对煤气洗萘塔内填料进行技术改造。根据多方考察，目前有一种实用新型专利产品——方形规整填料，他相对于木格栅有着无法比拟的优点，可以作为洗萘塔填料代替木格栅，提高洗萘效果，提高煤气质量。

二、改造方案的确定与实施

（一）改造方案的确定

目前煤气洗萘塔使用木格栅作为填料，分六段安装，二层洗萘液喷淋系统共配有24只φ10mm螺旋型喷头喷洒洗萘液，煤气自下而上通过洗萘塔时，喷淋在填料上的洗萘液吸附煤气中的萘，从而达到净化煤气的功能。由于木格栅本身存在不可克服的缺点，并且最长使用寿命为6－8年，目前1＃煤气洗萘塔由于木格栅积存萘较多，已经无法满足正常生产工艺需求，塔内阻力、脱萘效率及洗萘液回流时间大大超出设计要求，对煤气质量形成了严重的威胁。而新型填料——方形规整填料的面世，解决了木格栅所存在的缺陷，其最大的优点在于单位体积的吸附面积是木格栅的四倍，这对于在有限的空间内进行脱萘起着至关重要的作用。并且方形规整填料在堆积组合时，接触面不会有间隙，相互搭接镶嵌紧凑牢固，使塔内填料不会移动或碰撞，因而不仅提高了气液分布净化效果，而且可使塔内填料堆积组合结构紧凑牢固，填料不会错位或损坏，大大提高了洗萘塔内填料的使用周期。

方形规整填料与木格栅换算表：

由上图可以看出，无论在等体积，还是等比表面积方面，方形规整填料均存在木格栅无法比拟的优势，为了确保洗萘塔的基本设计参数不变，确保基础承重不变，我们着重在安全方面重点考虑，采取等重量的方式进行改造施工。

（二）改造方案的实施

对1#煤气洗萘塔进行全面清洗，拆除原木格栅填料及其支架等，按照方形规整填料与木格栅相同重量的情况下计算所需要的方形规整填料数量，原木格栅的体积为：

 137.4m³，吸附面积为：8463m²；重量为37572Kg

则新型填料需要的体积为：37572÷660＝57m³

方形规整填料的比表面积：57*210＝11970m²

同样重量的规整填料其体积为原填料的五分之二，吸附面积是木格栅的1.4倍。根据这一情况，我们把填料分三层进行安装，设三层洗萘液喷淋环管，每层配套12只φ10mm螺旋型喷头，这样可以加大洗萘液的喷淋量，使煤气与洗萘液充分接触，最大限度的提高脱萘净化效果。改造安装示意图如右：

由于洗萘塔是圆筒状设备，如果方形规整填料不能很严密的安装在塔内，则煤气会由空间穿过，严重影响除萘效果。所以方形规整填料的安装需要摆成圆饼状进行安装，根据这一情况，我们协同厂家进行定制专用安装洗萘塔的方形规整填料。要求方形规整填料生产完成后进行标码运输到施工现场，确保安装无误。在施工过程中，主要需要注意解决以下三个问题：

1、              塔内方形规整填料支架的制作：由于方形规整填料的重量完全依靠支架承重，故对支架要求较高，既要承重，还要有一定的密度，因为方形规整填料每块尺寸较小；

2、              填料有方形和弧形的，由于四周是弧形的，安装时要严格按照厂家在方形规整填料上的标码进行安装，特别是四周一定选择正确的填料，否则会造成填料与塔壁结合不紧密；

3、              安装完成后人员尽量少在方形规整填料上面走动，否则会有部分填料损坏，影响工作性能。

三、       运行状况及经济效益

    方形规整填料代替木格栅后，尽管我们增加了一层洗萘液填料，增加了一层洗萘液环管和12个喷头，但是洗萘液喷淋后仍然能够及时回流，在总的洗萘液数量相同的情况下，不但增大了喷淋量，而且加大洗萘液的喷淋频次，使通过洗萘塔的焦炉煤气充分与洗萘液接触，最大限度除去煤气中的萘。下面是改造前后洗萘塔的脱萘效果对比表：

由上表可以看出，改造后洗萘塔的脱萘效率由平均62%提高至78%，最高达86.7%，有效的保证了民用煤气的质量，造福于十几万户居民，具有较大的社会经济效益，同时消除了隐患，有效的保证了安全生产。