CN101890275A - 一种吸收塔内填料的填装方法 - Google Patents

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王柱祥
商恩霞
张兵
曾树兵
陈文峰
郭洲
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Abstract

本发明公开一种吸收塔内填料的填装方法，该填装方法把散堆填料和规整填料按照“三明治”结构填装在用于气体深度脱碳的吸收塔内；所述的“三明治”结构是指两层规整填料中间夹一层散堆填料，并用格栅支撑和填料压圈固定构成的组合填料层，其中，散堆填料层的高度为3-6米，规整填料层的高度为200-600毫米，吸收塔内“三明治”式组合填料层有3-6层；吸收塔内填料段的支撑采用格栅支撑；同时塔体内的底部有填料层构成的消泡破沫器。

Description

一种吸收塔内填料的填装方法
技术领域
本发明涉及气体净化领域的分离技术，具体为一种吸收塔内填料的填装方法，主要用于气体深度脱碳工艺。
背景技术
目前用在天然气行业、化肥行业、冶金电力行业、石油炼制行业等中的气体(特别是天然气)深度脱碳(脱除二氧化碳)工艺的塔器设备大多数为填料塔，在大液气比、高压操作条件下，塔内普遍选择驼峰或者格栅作为填料支撑，填料上方有填料压圈，填料类型有散堆填料和规整填料两种，填料高度普遍较高。传统的深度脱碳塔工艺都采用单一填料，即单一的规整填料或者单一的散堆填料作为吸收塔内构件，但两种填料都存在着各自的缺点，不能很好地发挥吸收塔的效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供了一种吸收塔内填料的填装方法，该填装方法主要用于吸收塔的气体(特别是天然气中的二氧化碳)深度脱碳工艺。提高吸收效率，增加操作弹性，降低设备投资，改善产品质量。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，设计一种吸收塔内填料的填装方法，该填装方法把散堆填料和规整填料按照“三明治”结构填装在用于气体深度脱碳的吸收塔内；所述的“三明治”结构是指两层规整填料中间夹一层散堆填料，并用格栅支撑和填料压圈固定构成的组合填料层，其中，散堆填料层的高度为3-6米，规整填料层的高度为200-600毫米，吸收塔内“三明治”式组合填料层有3-6层；吸收塔内填料段的支撑为格栅支撑；同时塔体内的底部有填料层构成的消泡破沫器。
与现有技术相比，本发明方法成功地把“三明治”式填料组合结构引进到气体深度脱碳的吸收塔中，具有操作简单，吸收效率高，操作弹性大，改善产品质量，节约设备投资，延长设备检修周期等特点。实验和工业应用表明，本发明方法的工艺指标可达到同类装置的国际标准，在吸收塔30-120％的操作范围内，脱碳指标均低于50ppm(V)。
附图说明
图1为本发明吸收塔内填料的填装方法一种实施例的“三明治”式填料组合结构示意图；
图2为本发明吸收塔内填料的填装方法用于气体深度脱碳吸收塔一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明：
本发明设计的吸收塔内填料的填装方法(简称填装方法，参见图1、2)，该填装方法把散堆填料4和规整填料5按照“三明治”结构填装在用于气体深度脱碳的吸收塔内；所述的“三明治”结构是指两层规整填料5中间夹一层散堆填料4，并用格栅支撑6和填料压圈22固定构成的组合填料层，其中，散堆填料层的高度为3-6米，规整填料层的高度为200-600毫米，吸收塔内“三明治”式组合填料层有3-6层；吸收塔内填料段的支撑为格栅支撑6；同时塔体1内的底部有填料层构成的消泡破沫器21。
为达到良好的消泡破沫目的，本发明方法的进一步特征是所述消泡破沫器21的填料层可以是规整填料5或散堆填料4，或者是所述的“三明治”结构组合填料；消泡破沫器21或消泡破沫段的填料层高度或厚度为0.5-3米，位置设计在塔体1内约60％的液面处。所述“三明治”结构组合填料同样是指两层规整填料5和其中间夹一层散堆填料4构成的组合填料层。但吸收塔内的消泡破沫段仅有一组组合填料层，总高度或厚度为0.5-3.0米。
本发明方法所述的规整填料5是指一般常见的压延板波纹填料或者丝网板波纹填料，根据工艺条件不同要求，比表面积可在125-500m2之间选择。所述的散堆填料4的类型包括拉西环、鲍尔环、阶梯环、扁环或矩鞍环等。所述的“三明治”式组合填料实施例的具体特征是：在塔体1内每一组组合填料层是由上至下填装的散堆填料4和规整填料5，规整填料5的一部分放置在格栅支撑6上，按设计要求填装好各层(实施例为四层组合填料层)后，在最后或最上面一层组合填料层的散堆填料4上方放置规整填料5，在该层规整填料5的上面再覆盖填料压圈22，构成塔体1内整体的“三明治”式组合填料层(传质单元)。
本发明方法的主要特征是：①传质单元采用规整填料5和散堆填料4构成的“三明治”组合结构。这种“三明治”组合结构填料层是一种创新的填料结构，散堆填料4夹在两层规整填料5之间，取代了传统的驼峰支撑和格栅，结构简单，且与“三明治”十分相似，故名之。传统吸收塔使用单一的规整填料5时，会受流动参数的限制；而单一使用散堆填料4时，存在壁流、沟流较多、比表面积较小的问题，单独使用两种填料时，效率都不高。因此，本发明吸收塔设计将两种填料按“三明治”结构组合起来使用，即每组组合填料层的上、下部分使用规整填料5，可以使气、液分布均匀，而中间夹层使用较多(或较厚)的散堆填料4，可以提高脱碳效率，节约投资，有效地改善了气相和液相的分布，从而提高传质、传热或反应效率，不仅可以降低设备的投资，还可以提高设备操作弹性；②塔体1设有填料形式的消泡破沫器21，可以有效破碎塔釜气泡，达到气液有效分离的目的，防止气体被夹带到闪蒸槽，减少产品损失。经测试，在达到同样的吸收效果时，本发明吸收塔的投资比现有技术吸收塔的投资减少10％左右，操作弹性可比传统设计大20％，并具有结构简单，安装检修方便/快捷的特点。
按照本发明填装方法装填的吸收塔(参见图2)，可用于气体深度脱碳工艺。所述的吸收塔一般包括塔体1、进料口2、气体分布管3、散堆填料4、规整填料5、格栅支撑6、人孔7、吸收液进口8、丝网除沫器9、气体出口10、压力测量口11、液位计接口12、吸收液出口13、放散孔14、检修口15、液体分布器16、气体分布器17、吊耳18、温度测量口19、地脚螺栓20、消泡破沫器21和填料压圈22；塔体1的进料口2与吸收液进口8之间安装液体分布器16、气体分布器17和填料层；塔体1的填料段按照本发明填装方法在塔体1内填放所述“三明治”结构的组合填料层，并用格栅支撑6和填料压圈22固定；其中，散堆填料层4的高度为3-6米，规整填料层5的高度为200-600毫米，塔体1内“三明治”式组合填料层设计有3-6层；填料段的支撑部件采用格栅支撑6；同时在塔体1内的底部有填料层构成的消泡破沫器21。
按本发明方法填装的吸收塔的工作原理和过程是：原料天然气从进料口2进入气体分布管3，然后从塔体1的底部向上穿过“三明治”式传质单元向上流动，贫胺吸收液从吸收液进口8进入塔体1内，经过液体分布器16与上升的原料气体进行物理化学吸收反应，酸性气体H2S和CO2被吸收下来，液体进入到下一层气体分布器17中，产品则从气体出口10进入下一工艺单元；吸收酸性气体后的富胺溶液含有较大量的气泡，进入塔体1后穿过所述的消泡破沫器21后，气液得到有效分离，含有少量气泡的胺溶液从吸收液出口13进入下一工艺单元。
为了更好地适应深度脱碳工艺的需要，本发明方法填装的吸收塔的填料种类和层高可做适应性调整，不同吸收段所选择的填料型号根据气液流量的变化而选择。
本发明填装方法适用于石油、天然气、煤化工等含二氧化碳气体吸收处理工艺的吸收塔。本发明填装方法既适用于新建项目设计，也适用于旧塔的改造，例如直接更换部分填料，即用“三明治”结构替代原有结构，更换部分内件而支撑系统和管口基本不变，工业实施的适用性良好。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (4)

1.一种吸收塔内填料的填装方法，该填装方法把散堆填料和规整填料按照“三明治”结构填装在用于气体深度脱碳的吸收塔内；所述的“三明治”结构是指两层规整填料中间夹一层散堆填料，并用格栅支撑和填料压圈固定构成的组合填料层，其中，散堆填料层的高度为3-6米，规整填料层的高度为200-600毫米，吸收塔内“三明治”式组合填料层有3-6层；吸收塔内填料段的支撑采用格栅支撑；同时塔体内的底部有填料层构成的消泡破沫器。
2.根据权利要求1所述吸收塔内填料的填装方法，其特征在于所述的消泡破沫器的填料层是规整填料或散堆填料，或者是所述的“三明治”结构组合填料；消泡破沫器的填料层高度为0.5-3米，位置设计在塔体内约60％的液面处。
3.根据权利要求1或2所述吸收塔内填料的填装方法，其特征在于所述的规整填料是指压延板波纹填料或者丝网板波纹填料，根据工艺条件不同要求，比表面积可在125-500m2之间选择；所述的散堆填料包括拉西环、鲍尔环、阶梯环、扁环或矩鞍环。
4.一种按照权利要求1或2所述吸收塔内填料的填装方法装填的吸收塔，用于气体深度脱碳工艺。
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