蒸氨塔的設(shè)計制造

1、蒸氨塔的設(shè)計與制作摘要：本文介紹了鈦材蒸氨塔的設(shè)計選型與制作過程，并經(jīng)過運行考核到達(dá)了 預(yù)期效果。關(guān)鍵詞：蒸氨塔，TA2,垂直篩板，堵塞，氯化鏤，設(shè)計，制造，焊接2019年9月我公司承接了一臺蒸氨塔的設(shè)計制造任務(wù)。使用條件非常苛刻, 介質(zhì)中高氯離子，高有機物，與客戶溝通選用鈦材制作設(shè)備應(yīng)對腐蝕問題。下面 就設(shè)計制造過程進(jìn)行研究分析。一、設(shè)計條件：1、入塔物料：溫度：50,質(zhì)量流量：10t/h,運行負(fù)荷60%-120%,噸水蒸汽消耗W200Kg/T對硝基苯胺為一種有機物，常溫下為晶體，熔點為148C,溶于熱水，微溶于冷 水，高溫容易結(jié)焦，塔體選型要考慮防堵塞問題。組分游離氨氯化鏤水對硝基苯胺對硝

2、基氯化苯質(zhì)量%5.0118. 9675. 370. 66微量2、工藝流程簡述50的原料氨水經(jīng)與塔底廢水換熱至105C,進(jìn)入操作壓力約0. OIMPa (A) 的蒸氨塔上部，考慮用再沸器加熱塔體容易發(fā)生堵管現(xiàn)象，遂采用直接蒸汽提供 塔底所需熱量，最大限度脫除氨水中的揮發(fā)氨，使蒸氨后的廢水中游離氨含量降 低至設(shè)計指標(biāo)W 500Ppm。3、模擬數(shù)據(jù)及模擬流程表一塔板水力學(xué)計算表(第4塊板)工程單位100%負(fù)荷60%負(fù)荷120%負(fù)荷設(shè)計參數(shù)汽相流量m3 /h2000. 001200. 002400. 00汽相密度kg/m32. 542. 542. 54液相流量m3 /h15. 529.3118.62液

3、相密度kg/m3895. 54895. 54895. 54塔徑mm100010001000板間距mm400400400出口堰高mm343434堰長(Lw)mm848848848降液管底隙mm545454降液管面積m20.040. 040. 04塔板開孔率%15.2015. 2015.20數(shù)力流 據(jù)學(xué)體空塔氣速m/s1.200. 721.44液流強度m3 / m2 s0. 300. 180. 36板孔氣速m/s7. 534. 529. 04板孔動能因子12. 007. 2014. 40液體停留時間s3. 585. 962.98降液管中清液層高度mm120. 0072.00144. 00降液管底隙

4、流速m/s0. 150. 090. 18塔板壓降mmH2059. 3335.6071.20液體外表張力52. 2752.2752.27霧沫夾帶量kg/kg0.0100. 0060.012泛點率%61.0436. 6273.25負(fù)荷性能圖3no氣相流量負(fù)荷性能圖12000 r10000 1 J8000 16000 卜T一液沫火帶線液相卜限液相上限 漏液紋一心液管液泛4000 12000 10 X- 0-操作級 操作點液相流量510152025STREAM 182.000 C10.000 KGCM2 2200.000 KGHRTOP91 199 C1.050 KQCM21699.956 KQHRS

5、150 000 C3.000 KGCM210000.000 KGHR圖一模擬流程圖S250.000 C3000 KGCM2 8038 000 KGHRNH4CL50.000 C3.000 KGCM21962.000 KGHRBOT105.444 C1.25OKG/CM210500.044 KGHR二、設(shè)備選型1、主塔選型設(shè)計溫度180,設(shè)計壓力O.IMPa,塔徑1.0m,塔高約16.8m,設(shè)備使用條件中物料含氯化鏤18.96%,且操作溫度為105,針對此條件下 選擇TA2為設(shè)備主材。塔體壁厚8mm。裙座為碳鋼，裙座與鈦材連接段選用鈦 材，鈦材裙座與碳鋼裙座連接段選用法蘭連接。2、塔板選型塔內(nèi)件

6、材質(zhì)TA2,采用高效防堵型垂直篩板結(jié)構(gòu)。26層塔板，板間距400mmo塔板如圖二圖二塔板示意圖3、設(shè)備圖圖三設(shè)備結(jié)構(gòu)圖四、設(shè)備制造1、準(zhǔn)備工作鈦材需專門劃定加工區(qū)域，嚴(yán)禁露天存放。工作區(qū)域鋪設(shè)橡膠板，板面清潔 無硬質(zhì)顆粒物，嚴(yán)禁與其它材質(zhì)鋼材或工具混放。參與制作設(shè)備人員著裝干凈整潔，手套不能有油污，必須穿軟底鞋，防止踩 踏鈦材原料，在鈦材上工作時鈦材外表墊上軟質(zhì)橡膠材料或布料。查檢材料外表 質(zhì)量，局部不得存在凹陷和劃傷情況，外表材質(zhì)查檢合格才可下料操作，如有超 標(biāo)缺陷，需對超標(biāo)缺陷作進(jìn)一步處理，處理合格后方可下料。2、下料選用6000*3200*8mmTA2板材為主料最大程度減少焊縫，同時節(jié)約

7、材料。鈦 材材質(zhì)較脆不能用鐵器捶打外表或打制鋼印。不能用墨汁或油漆做標(biāo)記，劃線時 保存15-25mm加工余量，下料切割后需用拋光機將被污染部位拋光。采用砂輪機、等離子切割機或剪板機切割落料，采用等離子切割時為防止飛 濺損傷鈦板，鈦外表徹底清理干凈后貼牛皮紙，所用漿糊必須用塑料桶盛裝，不 許采用鐵制容器盛裝。要求牛皮紙貼后外表平滑無皺褶，與鈦外表緊密接觸，中 間無鼓包。下料時復(fù)層面朝上，采用等離子切割，切割前鈦復(fù)層外表距切割線300mm范圍內(nèi)涂上一層白堊粉。然后在復(fù)層外表鋪防火布，防止切割飛濺損傷 鈦外表，切割須由復(fù)層側(cè)向基層側(cè)切割；切割前，需先進(jìn)行材料標(biāo)記移植，用不 溶于水的非金屬記號筆標(biāo)記，

8、下料完成后立即去除毛刺，切割邊緣不允許有分層 存在。切割軌道必須放在放火布上，不能直接放在鈦材外表。3、加工坡口板材必須在刨邊機上刨出V型坡口，為了防止板材在刨邊時發(fā)生卷曲，在板 材刨邊側(cè)邊緣加20#槽鋼增加刨邊機對板材的壓緊力，板材伸出刨邊機長度控制 在30mm為宜。注意刨邊過程中中途不能停止進(jìn)刀。坡口光亮無瑕疵。4、卷板檢查卷板機輻子是否有缺陷，如有少量小缺陷打磨平整后使用。如輻子缺陷 嚴(yán)重難以修復(fù)可采用鍍鋅薄鐵皮雙面包裹鈦板進(jìn)行滾制。滾圓后立即電焊防止回 彈。封頭采用成品熱沖壓封頭。每張板縱焊縫焊接完成后進(jìn)行校圓后再進(jìn)行環(huán)焊 縫的焊接。5、焊接焊接前將焊縫處理干凈無油污、鐵屑，氧化層等污

9、染物。使用TA2焊絲，確 保焊絲干凈無污染。采用人工鴇極氨弧焊，負(fù)極連接焊把線，正極連接在焊件上。 電弧引弧前提前翻開保護(hù)氣，熄弧后方可停保護(hù)氣。必須采用不接觸式高頻引弧, 弧長控制到L0至1.5倍電極，角焊縫弧長可以適當(dāng)延長。焊把向后傾斜（沿焊 接逆方向）約75 o角焊縫和對接焊縫采用多層焊，每一層焊道焊前，必須保證上一層焊縫無氧 化，如有氧化需要清理干凈后方可施焊。6、焊接過程的保護(hù)因為鈦材具有很高的化學(xué)活性，與大氣中氮氣和氧氣都有很高的親和力，在 比擬低的溫度下鈦材外表即可形成一層致密的氧化膜，隨著溫度持續(xù)升高氧化膜 持續(xù)增厚，鈦在大于300時開始吸氫，當(dāng)大于600時鈦材開始吸氧，氧會溶

10、 解到鈦材中。溫度再升高，鈦的活性會劇烈增加，鈦與氧急劇反響生成鈦的氧化 物。當(dāng)?shù)竭_(dá)700c以上時開始吸氮，氧和氮的化合物使鈦材硬度得到增強塑性降 低。對焊縫熔池及其背部300以上區(qū)域進(jìn)行嚴(yán)格保護(hù)。熔池用焊炬來保護(hù)，熱 影響區(qū)域及大于300區(qū)域用自制保護(hù)盒來保護(hù)。自制的保護(hù)盒為銅材，自制的 保護(hù)盒如圖四，氤氣流量控制在10-15L/min為宜，太小氣流保護(hù)效果差，太大 氣流紊亂，容易把空氣帶入焊接區(qū)。圖四氣體保護(hù)盒示意圖7、開孔開孔流程：劃開孔線一修磨別離槽一檢測槽深一剝離開孔邊緣復(fù)合層一鈦表 面保護(hù)f開孔f切割坡口f打磨f酸檢f坡口邊緣PT+UT檢測。8、塔內(nèi)件的焊接組裝所有鈦蓋板、襯管等鈦

11、內(nèi)件必須預(yù)先進(jìn)行酸洗、鐵離子檢測試驗。鐵離子檢測 試驗合格后，才能進(jìn)入容器內(nèi)部進(jìn)行組裝。對于在施工中產(chǎn)生的打磨粉塵應(yīng)及時用真空吸塵器將其清理干凈。在施工中貼在鈦外表的貼面保護(hù)薄膜如發(fā)生破損應(yīng)及時更換或貼補好。每天施工結(jié)束，容器內(nèi)部清理干凈后出入口封閉。塔盤外圈盤施焊時不得焊接輔助支撐，采用點焊固定且校正垂直度后方可滿 焊。塔盤制作好后用鈦材螺栓連接在塔盤外圈盤上，連接好后復(fù)檢垂直度，如垂直 度不合格，拆開修正后重新組裝，確保絕對垂直。8、焊縫檢測焊縫質(zhì)量檢測一般采用外觀檢查、著色及射線檢測三種方式來檢驗。外觀檢 查重點觀察焊縫外表缺陷及焊縫顏色，并依據(jù)焊縫顏色來評價保護(hù)氣的保護(hù)效 果，參考表二

12、評價焊接質(zhì)量。表二焊縫顏色與焊接質(zhì)量評價表外表顏色保護(hù)情況焊縫情況接頭質(zhì)量處理措施銀白色良好良好使用可靠無需處理金黃色較好無影響能使用砂紙打磨掉外表金黃色藍(lán)色尚可外表已氧化，外表 塑性略有卜,降當(dāng)承受負(fù)載較大時不 能使用，一般部位可 以使用重焊或用砂紙打磨掉外表藍(lán) 色紫色/花色較差嚴(yán)重氧化，塑性明 顯降低使用條件(壓力、溫 度、介質(zhì))苛刻時不 能使用重焊或修復(fù)使用灰色/外表有 粉狀物極差已完全氧化，焊接 區(qū)完全脆化，容易 產(chǎn)生裂紋氣孔等 缺陷不合格重新焊接對局部外表不合格局部必須用角磨機全部磨去重新焊接，重焊次數(shù)不能超過 兩次。按NB/T47013.1-2015承壓力設(shè)備無損檢測對焊縫進(jìn)行100%射線檢測, 檢測到達(dá)II級(AB)要求。五、水壓試驗按設(shè)計壓力1.25倍進(jìn)行水壓試驗，保壓30min,經(jīng)檢驗無掉壓現(xiàn)象。六、運行效果設(shè)備2020年5月交付業(yè)主，經(jīng)安裝調(diào)試2020年10月正式投產(chǎn)，經(jīng)過長達(dá) 2個月運行數(shù)據(jù)測算得出平局值如下表表三運行數(shù)據(jù)參數(shù)蒸氨塔蒸汽消耗Kg/t進(jìn)料量t/h廢水游離氨ppm設(shè)計指標(biāo)20010500運行指標(biāo)14