空壓站二次干燥系統(tǒng)的改進(jìn)

空壓站二次干燥系統(tǒng)的改進(jìn)

1儀表風(fēng)帶堵塞1996年冬季，我們的工廠完成了由揚(yáng)和提取的聯(lián)合裝置。在實(shí)驗(yàn)過程中，由于空壓站沒有同時(shí)擴(kuò)建，整個(gè)工廠的儀表風(fēng)劑量比以前增加了一倍。而且，在陰雨天（約15c）下，空壓站的脫鹽干燥系統(tǒng)超載，儀表風(fēng)輸送大量霧中顆粒。裝置內(nèi)部?jī)x表風(fēng)二次干燥槽中的固體干燥劑（氯化鈣）在不到10小時(shí)內(nèi)變成了黑色的粘性物質(zhì)，其中一些管道堵塞（包括冰凍），故障了30多個(gè)電氣器。進(jìn)程裝置皮囊中的水池和十多臺(tái)零件。我們又更換為分子篩干燥劑(氧化硅小球),裝填量25kg。使用第一天效果很好,第二天發(fā)現(xiàn)電—?dú)廪D(zhuǎn)換器的風(fēng)路有堵塞現(xiàn)象,風(fēng)管線內(nèi)有大量的白色粉末。經(jīng)檢查,是由于分子篩干燥劑吸水飽和后破碎而形成粉末狀物質(zhì),被儀表風(fēng)攜帶所造成。為了不影響試車,將二次干燥罐內(nèi)的分子篩干燥劑取出,清理干凈,放棄了二次干燥。為了固定二次干燥罐的內(nèi)構(gòu)件,將重整反應(yīng)器內(nèi)裝添剩余的瓷球(直徑12mm),裝入罐內(nèi),投入運(yùn)行。結(jié)果發(fā)現(xiàn)二次干燥罐的排污口能脫出明水,儀表運(yùn)行良好,再?zèng)]有堵塞、積水、結(jié)冰現(xiàn)象。每隔6h脫一次,每次可脫出明水1~2kg(裝置用風(fēng)量約1600Nm3/h)。1997-04,裝置停工檢修時(shí),對(duì)二次干燥罐內(nèi)構(gòu)件進(jìn)行了改造,增加了破膜網(wǎng),分層裝填不同直徑的瓷球,干燥效果更好。根據(jù)其工作原理,命名為“霧狀微粒水發(fā)生機(jī)械碰撞后聚結(jié)成水珠的干燥(脫水)方法”,簡(jiǎn)稱“聚結(jié)干燥(脫水)法”。2聚結(jié)干燥技術(shù)在二次儀表干燥過程中的應(yīng)用2.1干燥劑的干燥我廠重整—抽提聯(lián)合裝置,原設(shè)計(jì)的儀表風(fēng)二次干燥系統(tǒng)如圖1所示,采用傳統(tǒng)的吸附干燥法,用高純度的吸水劑和固體干燥劑進(jìn)行干燥。干燥效果好,但存在一些缺點(diǎn):①1kg液體吸水劑可吸收0.3~0.5kg水達(dá)到飽和,需要頻繁地更換干燥劑;②1kg固體干燥劑可吸收0.2~0.4kg水而達(dá)到飽和,需要頻繁地再生、活化或更換;③固體干燥劑吸水后易破碎,變成粉末狀或糊狀,或被風(fēng)攜帶,堵塞風(fēng)路;④使用成本高,維護(hù)量大;⑤排出物含有化學(xué)物品,污染環(huán)境。2.2破膜和空氣疏水器聚結(jié)干燥系統(tǒng)是在原吸附干燥系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改造而成,如圖2所示,增加了破膜網(wǎng),去掉了液體吸水劑,將固體干燥劑換成不同直徑的瓷球并分層裝填,排水口安裝了空氣疏水器,可自動(dòng)脫水。儀表風(fēng)流經(jīng)破膜網(wǎng)、瓷球后,霧狀微粒水通過碰撞、聚結(jié)形成水膜和水珠,然后自由下落,從罐底排出。2.3多次碰撞、聚結(jié)分散在氣體中的微量水呈霧狀微粒,屬氣態(tài)非均相物系,則霧狀微粒水是分散物(或分散相),氣體是分散界質(zhì)(或連續(xù)相)。要達(dá)到二者徹底分離,必須使其凝結(jié)成液體,因此,必須有凝結(jié)和沉降兩個(gè)過程,必須制造霧狀微粒水多次碰撞、聚結(jié)的機(jī)會(huì),創(chuàng)造聚結(jié)的條件,有聚結(jié)分離的時(shí)間和空間。儀表風(fēng)中的霧狀微粒水是由多個(gè)分子組成,其體積和質(zhì)量比O2、N2分子大得多,凝點(diǎn)極低,通過破膜網(wǎng)時(shí),霧狀微粒水因碰撞而聚結(jié)成水珠,靠重力自由下落在罐底;沒有聚結(jié)的霧狀微粒水與表面光滑的瓷球多次碰撞后,其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,在瓷球的迎風(fēng)面形成水膜,靠風(fēng)力和氫鍵的作用,在瓷球的背風(fēng)面聚結(jié)成水珠,然后靠重力自由下落在罐底。整個(gè)過程可以看作“碰撞→能量轉(zhuǎn)化→聚結(jié)→沉降”。儀表風(fēng)與霧狀微粒水完全具備聚結(jié)分離的前提條件,達(dá)到了干燥的目的。2.4解決了冬季儀表風(fēng)帶水的現(xiàn)象我廠在儀表風(fēng)二次干燥過程中成功地試用了聚結(jié)干燥技術(shù),主要體現(xiàn)在:①干燥效果好,使0.45MPa/cm2的儀表風(fēng),露點(diǎn)溫度由原來的-10℃降到-22℃,從根本上解決了我廠冬季儀表風(fēng)帶水的現(xiàn)象;②與原來使用的吸附脫水工藝相比,大幅度降低了生產(chǎn)成本,全廠每年可節(jié)約資金6萬元,同時(shí)也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度;③不使用各類化學(xué)藥品,排出物(水)無污染。3脫硫和脫硫效率的提高我廠(1.5×104t/a)液化氣氣分裝置于1997-06建成并投產(chǎn)。裝置采用成本較低的堿法脫硫工藝,即將堿液與液化氣混合、沉降,脫除液化氣中的硫。在試車過程中,發(fā)現(xiàn)脫硫后的液化氣含水量高達(dá)6.5×10-4,與工藝要求的不大于6×10-5相差甚遠(yuǎn)。為了降低脫硫后液化氣的水含量,提高堿液沉降塔的脫水效率,試用了聚結(jié)脫水技術(shù),使得脫硫后的液化氣含水量降至3×10-5以下,分子篩干燥劑的再生周期由原設(shè)計(jì)的七天再生一次提高到三個(gè)月再生一次。圖3是改造后的堿液沉降塔,增加了200mm填料和150mm破膜網(wǎng)。3.1增加填料和破膜網(wǎng)原設(shè)計(jì)的堿液塔無任何添料是空塔,液化氣(液態(tài))與堿液混合從3m外進(jìn)塔后,只靠重力(堿液與液化氣的比重差)來達(dá)到二者的分離是極困難的。微粒水是以“水包油”的形式存在于液化氣中,為此,增加填料和破膜網(wǎng),破壞了“水包油”,為“水包油”提供了多次碰撞、聚結(jié)、再沉降的機(jī)會(huì)和條件,產(chǎn)生分離的效果。增加填料和破膜網(wǎng),人們固有的看法是用于氣液分離比較有效,自然認(rèn)為在堿水與液化氣都是液體的混合物體系中均無分離效果。然而,堿水與液化氣屬液態(tài)非均相物系,密度相差一倍,且互不相溶,根據(jù)膠體化學(xué)理論,分散在液化氣中的微粒水,既可視為固體微粒,也可看作是細(xì)微氣泡,堿水與液化氣密度相差較大,當(dāng)微粒水碰到添料和破膜網(wǎng)時(shí),本質(zhì)是液體,首先吸附其表面上,經(jīng)過多次碰撞和吸附,聚結(jié)成較大顆粒的水珠,最后靠重力沉降,達(dá)到二者分離的目的。3.2再生周期及再生效率聚結(jié)干燥技術(shù)在氣分裝置液化氣脫水過程中使用,效果較好。體現(xiàn)在:①延長(zhǎng)了分子篩干燥劑的使用壽命,原設(shè)計(jì)再生周期為七天,現(xiàn)在三個(gè)月再生一次;②液化氣的水含量降到3×10-5以下,為下游生產(chǎn)提供了優(yōu)質(zhì)原料,聚丙烯能長(zhǎng)期保持優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,裝置加工量提高了50t/a;③堿液濃度由原設(shè)計(jì)的20%降到10%,廢堿排放濃度由8%降到2%以下;④應(yīng)用在我廠1.5×104t/a的氣分裝置上,年經(jīng)濟(jì)效益在1000萬元以上。4破膜網(wǎng)的制作(1)適用于各類氣體的干燥,可將擴(kuò)散在氣體中的霧狀微粒水分離出來,達(dá)到干燥(脫水)的目的。使用方法基本相同,干燥效