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学术论文



WGPL—无填料喷雾冷却塔在合成氨造气工段循环水中的应用

四川蓝光伟业高新技术有限公司   朱秀能


     目前,合成氨原料有天然气、煤炭及炼油厂的焦油。而焦油由于成本高已逐渐被淘汰。现国内特别在华北地区和产煤炭地区,多用煤炭作原料,在工艺中的粉尘如何解决是企业的一个难题。

     由于造气循环水的煤灰、煤焦油的含量较高,极易造成管道、阀门及设备的堵塞,一般2—3个月就需清理,既耗工时,又影响煤气的降温效果。特别是传统中的填料式冷却塔设备,在此工段中的运行已成为了严重影响生产的关键。另外,由于填料塔在运行中大量的煤灰等物质粘贴在填料上,堵塞了通道,造成了风量大减,冷却效果的快速明显下降。同时也造成回水温度迅速增高,大大增加了能耗。所以在此工段上,冷却塔的选型将会成为工程的重点。

     针对以上缺点,国家已在冷却塔的发展中指明了专门的方向——发展无填料喷雾冷却塔。

无填料喷雾冷却塔的介绍:

     一、工作原理:热水加压后进入塔下部的喷头向上喷出,形成雾化状喷头式的漩涡,喷出水量φ0.5—1.0㎜的雾滴,与进入塔内的冷空气顺流接触,混合形成雾化段在塔内漂浮。当到达上部收水器后,聚集在大水滴落下,与空气再次进行逆流换热。在感观上似水在塔内停留时间短,换热不充分,但实际上水在塔内停留是雾化漂浮时间进行换热。因水滴直径很小,比表面很大,接触面大,热交换充分,且小雾滴在冷风接触时的气化过程中带走了潜热,所以热交换速度较任何填料式冷却塔都好。另外,由于目前风机设计均按填料式塔阻力而设计。而无填料由于阻力小,造成了风量大增,大大保证了冷却效果的动力,从风机的特性曲线可知,此时实际的通风量是额定值的1.2倍,而运行功率则下降21%。

     二、工作条件:进水温度50—60℃,进水固形物含量≤50g/τ,进水杂质泥沙最大尺寸≤10㎜,水压(喷头进口)≥0.03Mpa。

     从以上条件得知,无填料喷雾冷却塔对水质要求较宽,适应范围广。

     三、工艺设计:由于造气系统中灰、泥沙等物质较多,再加上在流程中还会夹带塑料袋、木条、碎片等物品,当它们排出后将通过几个沉降池,为了防止此类物质的堵塞,一般在前段安装一个专门的造气系统过滤器, 在运行一般2-3月内进行反冲洗一次,时间2分钟,这样既大大省却了洗塔工作。把泥沙、粉尘在进塔前进行滤掉,也保证了洗涤塔内水的清洁。

     四、运行效果

      目前,造气工段冷却塔在全国化肥工业均进入全面推扩阶段,从降温效果来看特别明显。从宁夏丰友塔改造后效果得知,改造前:进塔进水56℃,出塔43-45℃。改造后:进塔55℃,出塔28-30℃;河南平顶山化肥:改造前:进塔55-60℃,出塔45-50℃。改造后:进塔55℃,出塔30-32℃。

      同类系统:秦皇岛卢龙化肥厂、山东禹城化肥厂、山东宁津化肥厂、江苏、山西等地大量化肥厂均已投用,运行效果非常佳。

      五、总结

      化肥厂造气循环水采用无填料喷雾冷却塔后,首先从降温效果看比填料塔有很大增加,同时也降低了洗涤塔的温度,为下一工序的节能提供了便利的条件。

此外,从实际运行中可以看出,由于塔体通透性,所以全年开风机的时间大大减少,极大的节约了风机运行电能。

       特此,无填料喷雾冷却塔将是该工艺的首选,必备产品,它将以简单、实用、节能、寿命长,运行周期长、价格低、运行费用低等性能特点应用于当前各企业的各系统工艺。