CN114100317B

CN114100317B - 一种强制循环恢复泡罩吸收塔功能的方法及应用

Info

Publication number: CN114100317B
Application number: CN202111354376.9A
Authority: CN
Inventors: 朱学明; 戴思; 常艳; 杜卫力; 向雷; 漆明忠; 胡伟; 王想清; 殷安梅; 张雪飞
Original assignee: Hubei Dongfang Chemical Industry Co ltd
Current assignee: Hubei Dongfang Chemical Industry Co ltd
Priority date: 2021-11-16
Filing date: 2021-11-16
Publication date: 2023-03-31
Anticipated expiration: 2041-11-16
Also published as: CN114100317A

Abstract

本发明公开了一种强制循环恢复泡罩吸收塔功能的方法及应用，所述方法对泡罩塔进行区域划分，并对区域内塔板进行维修，对每个区域设置外部补偿机构，将区域下方吸收液强制循环至上方实现吸收功能的恢复。所述方法应用于0.65MPa氮氧化物吸收时，运行平稳，操作简便，尾气排放指标满足设计要求，产品稀硝酸浓度稳定，可有效延缓泡罩塔的全塔使用寿命，工业化应用经济价值高。

Description

一种强制循环恢复泡罩吸收塔功能的方法及应用

技术领域

本发明涉及泡罩塔修复技术领域，具体为一种强制循环恢复泡罩吸收塔功能的方法及应用。

背景技术

泡罩塔是0.65MPa氮氧化物吸收的常见塔型，目前国内硝化行业的氮氧化物吸收多采用0.65MPa泡罩塔吸收的技术，吸收产生稀硝酸浓度为40％～55％，尾气排放浓度≤240mg/m³(NO₂计)。

0.65MPa泡罩塔的缺陷有：一、为减少泄漏点，一般设计塔全封闭，内部结构复杂，塔维修困难，几乎不可维修；二、在震动金属疲劳、制造缺陷的情况下，塔板连接部位撕裂可造成塔板不存液，产生气阻造成淹塔，泡罩塔失去使用功能的情况；三、塔板冷却管泄漏，造成氮氧化物吸收工艺水量失控，吸收稀硝酸浓度达不到要求。

现有0.65MPa氮氧化物吸收塔发生塔板连接部位撕裂，塔板不存液，产生气阻造成淹塔，泡罩塔失去使用功能。存在问题包括：因淹塔，泡罩塔失去使用功能；塔板失去冷却功能；塔板吸收液液位不稳定，塔顶工艺进水量变化与塔底稀硝酸出料量变化的关联时间长达1小时以上；塔底最后一层塔板放热反应强烈，冷却水管冷却能力不能满足要求。

现有技术对0.65MPa氮氧化物吸收泡罩塔失去功能的处理方法如下：

(1)少数塔板冷却管泄漏的情况，将发内漏的塔板冷却管进出口管法兰安装盲板，该层冷却管失去使用功能；

(2)板连接部位撕裂可造成塔板不存液，产生气阻造成淹塔，塔失去使用功能的情况下，只能进行全塔更换。

上述方法的缺陷包括，会导致局部塔板温度失去控制，同时造成巨大的设备经济损失。

发明内容

本发明提供了一种强制循环恢复泡罩吸收塔功能的方法及应用，解决现有技术上述缺陷。

为实现上述目的，本发明的方案如下：

一种强制循环恢复泡罩吸收塔功能的方法，包括如下步骤：

S1.塔板维修及补偿设置：

将泡罩塔塔板受损区间划分成若干个区域，每个区域至少包含两块塔板；

在每个区域内设置人孔，对人孔上方和/或下方塔板进行维修使其无泄漏；

在每个区域外部设置补偿机构，用于将每个区域内最后一块塔板下方吸收液传送至第一块塔板上方；

封堵冷却管出入口；

S2.强制循环吸收恢复：

S201.待吸收气体沿泡罩塔下部进入，气体吸收液从泡罩塔上部进入，启

动每个补偿机构，对每个区域内的吸收液进行循环；

S202.待塔釜吸收液液位达到设定值时，控制塔顶进液量，进行强制循环吸收，经吸收后的气体沿塔上部连续排出，吸收液从塔底连续排出。

本发明中，所述补偿机构包括循环泵及转手槽，所述步骤S201中将转手槽填充吸收液。

本发明中，所述步骤S1中人孔设置在每个区域内第一块塔板的下方。

本发明还提供以上所述方法在氮氧化物循环吸收中的应用。

在一个应用的实施例中，所述氮氧化物吸收压力为0.65MPa。

进一步地，所述应用中泡罩塔塔板总数为35块，平均划分为5个塔板区域，每个区域设置补偿机构。

在一个应用的实施例中，补偿机构为采用屏蔽泵，扬程20m～30m，流量3m³/h～5m³/h，使强制循环系统无泄漏连续运行。

优选地，所述屏蔽泵安装位置与最后一块塔板的距离大于2米，确保静压力条件下，吸收液中溶解的氮氧化物气体在泵入口不析出，消除“气蚀”及“气缚”。

在一个应用的实施例中，补偿机构与最后一块塔板的连接管路呈向上角度，便于不凝气体自行排入塔板。

在一个应用的实施例中，塔釜液位维持60％～80％，用于判断在全塔循环装置态下，0.65MPa氮氧化物吸收泡罩塔内全塔塔板是否完全充满吸收液。

相比现有技术，本发明的有有益效果在于：

1.本发明采用强制循环吸收液弥补泄漏塔塔板的吸收液泄漏量，保持塔板液位正常；同时吸收液强制循环可弥补换热降温能力的缺失，确保塔板温度均衡，实现正常换热；

2.本发明所述方法应用于0.65MPa氮氧化物吸收时采用循环泵采用屏蔽泵，满足吸入端压力0.65MPa的使用要求，确保运行过程无泄漏；屏蔽泵前安装密封转手槽，满足循环泵吸入段无气体吸入的要求；

3.本发明所述方法应用于0.65MPa氮氧化物吸收时，装置可连续运行，操作简便；解决0.65MPa泡罩塔塔板泄漏及冷却水管泄漏后维修困难的问题；稳定塔板吸收液液位，缩短泡罩塔塔顶工艺进液量变化与塔底稀硝酸出料量变化的关联时间，工艺稳定；

4.本发明所述方法应用于0.65MPa氮氧化物吸收时，运行平稳，操作简便，尾气排放指标满足设计要求，产品稀硝酸浓度稳定，延缓0.65MPa氮氧化物吸收泡罩塔的全塔使用寿命3～5年，年经济效益50万元以上。

附图说明

图1本所述恢复方法过程中的所使用的泡罩塔改造后整体示意图。

图中标记为：1、塔板段一；2、塔板段二；3、塔板段三；4、塔板段四；5、塔板段五；6、转手槽一；7、转手槽二；8、转手槽三；9、转手槽四；10、转手槽五；11、循环泵一；12、循环泵二；13、循环泵三；14、循环泵四；15、循环泵五；16、排液管一；17、排液管二；18、排液管三；19、排液管四；20、排液管五；21、循环管一；22、循环管二；23、循环管三；24、循环管四；25、循环管五；26、冷却水出口盲板；27、冷却水进口盲板；28、人孔一；29、人孔二；30、人孔三；31、人孔四；32、人孔五；33、液位计；34、氮氧化物压缩机；100、氮氧化物泡罩吸收塔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况上述术语在本发明中的具体含义。

本发明公开了一种强制恢复泡罩塔循环吸收功能的方法，

一种强制恢复泡罩塔循环吸收功能的方法，包括如下步骤：

1.泡罩塔塔板维修及补偿设置

1)将泡罩塔塔板受损区间划分成若干个区域，每个区域至少包含两块塔板；

2)在每个区域内设置人孔，对人孔上方和/或下方塔板进行焊接使其无泄漏；优选将人孔设置在每个区域内第一块塔板下方，保证第一块塔板正常吸收传质；

3)在每个区域外部设置补偿机构，用于将每个区域内最后一块塔板下方吸收液传送至第一块塔板上方；补偿机构包括循环泵、转手槽及相关的连通管路；

4)封堵冷却管出入口，停止使用冷却管并且防止因冷却管破损导致待吸收气体逃逸；

2.强制循环吸收恢复操作

1)待吸收气体沿泡罩塔下部进入，气体吸收液从塔上部进液口进入，启动每个补偿机构，同时将转手槽填充吸收液，对每个区域内的吸收液进行循环；

2)待塔釜吸收液液位达到设定值时，控制塔顶进液流量，进行强制循环吸收，被吸收氮氧化物的气体沿塔顶出口排出，吸收氮氧化物后的吸收液沿塔底出口排出。

依前文所述，在泡罩塔冷却管、塔板遭受损坏时无法正常工作，且无法得知是否存在更多位置损坏的前提下，维修的工作量大，且冷却管破裂会导致吸收热量无法交换，严重影响吸收功能。本发明通过划分区域，并对区域内至少一个塔板进行检修使其恢复正常，保证每个区域内均有塔板正常工作，在维护的基础上尽可能的减小工作量。为了恢复泡罩塔吸收的功能，在外部增设了用于循环的补偿机构，由循环泵提供强制循环动力，转手槽提供泵前安全液位和缓冲，对区域下方吸收液强制输送至区域上方，此外由于补偿机构外部持续循环的作用，可以在泡罩塔外部释放因吸收产生的热量，将吸收液的温度降低至工作温度，提供可靠的气液传质吸收动力及速率。

在一个应用实施例中，0.65MPa氮氧化物泡罩吸收塔100(图1)发生下部(共35块塔板)局部塔板连接部位撕裂，塔板不存液，产生气阻造成淹塔，泡罩塔失去使用功能，3处塔板冷却管泄漏，冷却管无法工作，3块塔板失去冷却功能。

存在问题：

(1)因淹塔，泡罩塔失去使用功能；

(2)3块塔板失去冷却功能。

(3)塔板吸收液液位不稳定，塔顶工艺进水量变化与塔底稀硝酸出料量变化的关联时间长达1小时以上；

(4)塔底最后一层塔板放热反应强烈，冷却水管冷却能力不能满足要求。

首先对上述应用实施例中的泡罩塔进行改造，具体如下：

1.如图1所示，将上述损坏的塔板区间等分为5个区域，分别为塔板段一1(第一块塔板至第七块塔板，依次类推)，塔板段二2，塔板段三3，塔板段四4及塔板段五5，相邻区域之间间隔7块塔板；并从上至下对应区域的第一块塔板下方分别设置人孔一28、人孔二29、人孔三30、人孔四31及人孔五32；

2.分别对各塔板区间安装外部循环补偿机构(图1所示)，具体如下：

塔板段一1最下方塔板左下侧连接排液管一16，排液管一16左下侧连接转手槽一6，转手槽一6左侧连接循环泵一11，循环泵一11右上侧连接循环管一21，循环管一21连接至塔板段一1最上层塔板上侧；

塔板段二2最下方塔板左下侧连接排液管二17，排液管二17左下侧连接转手槽二7，转手槽二7左侧连接循环泵二12，循环泵二12右上侧连接循环管二22，循环管二22连接至塔板段二2最上层塔板上侧；

塔板段三3最下方塔板左下侧连接排液管三18，排液管三18左下侧连接转手槽三8，转手槽三8左侧连接循环泵三13，循环泵三13右上侧连接循环管三23，循环管三23连接至塔板段三3最上层塔板上侧；

塔板段四4最下方塔板左下侧连接排液管四19，排液管四19左下侧连接转手槽四9，转手槽四9左侧连接循环泵四14，循环泵四14右上侧连接循环管四24，循环管四24连接至塔板段四4最上层塔板上侧；

塔板段五5最下方塔板左下侧连接排液管五20，排液管五20左下侧连接转手槽五20，转手槽五20左侧连接循环泵五15，循环泵五15右上侧连接循环管五25，循环管五25连接至塔板段五5最上层塔板上侧；

塔板段一1右上侧连接冷却水出口盲板26，右下侧连接冷却水出口盲板27；

氮烟化物泡罩吸收塔100右下侧连接液位计33，左下侧连接氮氧化物压缩机34。

3.通过上述装置的改造，一种强制循环恢复0.65MPa氮氧化物吸收泡罩塔吸收功能的方法，具体步骤为：

S1.维修泡罩塔各区间第一块塔板，打开人孔一28、人孔二29、人孔三30、人孔四31及人孔五32，分别从第一块塔板、第八块塔板、第十五块塔板、第二十二块塔板、第二十九块塔板下方将第一块塔板、第八块塔板、第十五块塔板、第二十二块塔板、第二十九块塔板存在的漏点进行焊接，确保上述塔板无泄漏；

S2.处理冷却水管泄漏：塔板段一1右上侧连接冷却水出口盲板26，右下侧连接冷却水出口盲板27；

S3.填充：从泡罩塔顶部给泡罩塔全塔塔板填充吸收液，同时给转手槽一6；转手槽二7；转手槽三8；转手槽四9；转手槽五10；循环泵一11；循环泵二12；循环泵三13；循环泵四14；循环泵五15；排液管一16；排液管二17；排液管三18；排液管四19；排液管五20填充吸收液；

S4.吸收液强制循环：按照屏蔽泵的操作说明启动循环泵一11；循环泵二12；循环泵三13；循环泵四14；循环泵五15使吸收液进行全塔塔板循环或者根据泄漏塔板选择启动循环泵一11、循环泵二12、循环泵三13、循环泵四14或循环泵五15之一；待液位计33达到规定液位停止泡罩塔顶部填充；

S5.保持强制循环泵循环泵一11；循环泵二12；循环泵三13；循环泵四14；循环泵五15运行，启动冷却水、氮氧化物吸收泡罩塔100及前工序硝烟压缩机34，进行氮氧化物吸收正常运行，正常运行时，塔板吸收液自上而下从塔板段一1溢流至塔板段二2、塔板段三3、塔板段四4、塔板段五5。氮氧化物气体从下部连续进入后由下至上经逐个区域的塔板吸收后沿塔顶连续排出，吸收液由上部连续进入后逐层吸收气体从底部连续排出。

上述过程中，每个塔板区域最上方塔板，即第一块塔板、第八块塔板、第十五块塔板、第二十二块塔板、第二十九块塔板无泄漏，保持上述塔板液位正常。

上述过程中，排液管一16；排液管二17；排液管三18；排液管四19；排液管五20分别依次连通于第八块塔板、第十五块塔板、第二十二块塔板、第二十九块塔板及塔釜的底部，塔板吸收液分别循环进入进入转手槽一6；转手槽二7；转手槽三8；转手槽四9；转手槽五10。

上述过程中，安装时使排液管一16、排液管二17、排液管三18、排液管四19及排液管五20保持水平方向向上5％的角度，分别使转手槽一6、转手槽二7、转手槽三8、转手槽四9及转手槽五10中的氮氧化物不凝气体能自行排入塔板。

上述过程中，循环泵一11；循环泵二12；循环泵三13；循环泵四14；循环泵五15为屏蔽泵，扬程20m～30m，流量3m³/h～5m³/h，使强制循环系统无泄漏连续运行；屏蔽泵安装位置低于该层塔板2米以下，确保静压力条件下，吸收液中溶解的氮氧化物气体在泵入口不析出，消除“气蚀”及“气缚”。

上述过程中预先填充吸收液，是排出循环泵一11；循环泵二12；循环泵三13；循环泵四14；循环泵五15及液管一16；排液管二17；排液管三18；排液管四19；排液管五20、转手槽一6；转手槽二7；转手槽三8；转手槽四9；转手槽五10内的气体，满足上述循环泵的使用要求；所述的，填充塔板吸收液，使塔板吸收液满液位，是0.65MPa氮氧化物吸收泡罩塔100正常运行的条件；所述的，液位计33一般保持60％～80％的液位，用于判断在全塔循环装置态下，0.65MPa氮氧化物吸收泡罩塔100内全塔塔板是否完全充满吸收液；液位计信号用于关联0.65MPa氮氧化物吸收泡罩塔顶部加入吸收水的控制阀门及塔釜出液控制阀门。

本实施例中，吸收液强制循环系统为全密封闭路循环系统，必须先启动循环泵一11；循环泵二12；循环泵三13；循环泵四14；循环泵五15，后启动前工序氮氧化物压缩机，并逐渐将泡罩塔内的工作压力调整至0.65MPa。

本实施例中，吸收液强制循环，可用于弥补冷却水管安装盲板塔板缺失的冷却能力，保证所有塔板工作温度满足10℃-50℃的要求；用于弥补泄漏塔板的泄漏量，保证塔板吸收液满液位，保证氮氧化物吸收传质效率，保证吸收塔排放尾气中氮氧化物排放浓度低于设计指标。

本实施例中通过吸收液强制循环补偿的方法恢复受损的泡罩塔的吸收功能，可以保证0.65MPa下氮氧化物连续吸收，塔底连续排液且稀硝酸浓度稳定，塔顶连续排气，经吸收的气体氮氧化物含量可下降99％以上，完全满足泡罩塔对气体氮氧化物的连续吸收功能。可延缓0.65MPa氮氧化物吸收泡罩塔的全塔使用寿命3～5年，经济效益可观。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种强制循环恢复泡罩吸收塔功能的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.塔板维修及补偿设置：

封堵冷却管出入口；

S2.强制循环吸收恢复：

S201.待吸收气体沿泡罩塔下部进入，气体吸收液从泡罩塔上部进入，启动每个补偿机构，对每个区域内的吸收液进行循环；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述补偿机构包括循环泵及转手槽，所述步骤S201中将转手槽填充吸收液。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中人孔设置在每个区域内第一块塔板的下方。

4.权利要求1-3任意一项所述方法在氮氧化物循环吸收中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述氮氧化物吸收压力为0.65MPa。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述应用中泡罩塔塔板总数为35块，平均划分为5个区域，每个区域设置补偿机构。

7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述应用中补偿机构采用屏蔽泵作为循环驱动，扬程20m～30m，流量3m³/h～5m³/h。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述屏蔽泵安装位置与最后一块塔板的距离大于2米。

9.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用中补偿机构与最后一块塔板的连接管路呈向上角度，便于不凝气体自行排入塔板。

10.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用中塔釜液位维持60％～80％。