第３９卷第１期 化 工 机 械 １０５ 设计中分布盘内未设升气管，只在围堰外留 了７２个￣ｂ４０ｍｍ的升气孔，由于塔径过大，气速很 高，塔内气流到塔盘下方后沿塔外壁上升，喷淋液 滴被严重吹偏，不仅影响喷淋效果，而且出现严重 的壁流现象。经分析，吸收液喷洒不均是造成塔 吸收率偏低的关键。 １．２液体再分布装置 一１９ｍ ／ｈ。本装置实际生产中循环液最大流量只 能提高到４ｍ ／ｈ，而且工艺稍有波动，液泛现象就 会提前到来。由于循环量过低，不能保证填料层 中有足够的持液量，对塔的吸收效率和操作弹性 带来很大影响。 １．４设备材料问题 装置中的４台吸收塔全部采用改性环氧树脂 材料。该材料耐酸性较好，耐碱性相对较差，尤其 般填料塔喷淋液体沿填料层向下流动时， 都有向塔壁流动的趋势，导致壁流增加，填料主体 流量减小，最终影响了流体沿塔横截面分布的均 匀性，降低了塔的吸收效率 。通常，在塑料填 料层中，单层填料高度不应超过３．０～４．５ｍ，且高 度与直径之比不超过２～３，如果超过临界值，需 要将填料层分段，并在各段之间安装液体再分布 装置，其作用是收集上一填料层来的液体，并为下 一填料层建立均匀的液体分布。本塔直径为１ｍ， 填料高度为５ｍ，超出了允许范围的两倍多，中间 又没设流体再分布器，所以实际生产过程中出现 了严重的壁流效应，降低了塔的吸收率。 １．３填料支承装置 由于塔体材料为玻璃钢，填料支承装置采用 了多孔板式结构，共有１９１个直径２０ｍｍ的气孔 （图３）。考虑到强度问题，实际开孔率只有８％。 由于开孔率过低，导致了气相阻力偏高，给实际操 作带来了很大地困难。一般￣５０ｍｍ鲍尔环理论 压力降为３８０Ｐａ／ｍ，按５ｍ高填料计算，操作压降 应为１．９ｋＰａ，但该装置干塔气相压降已超过 ４ｋＰａ，实际生产时气相压降达６～１２ｋＰａ。由于填 料底层有效空隙太小，严重了循环液的流量。 按塔径１ ｍ计算，液体负荷适用范围为２．７～ 图３ 填料支撑装置 在酸碱交替环境中抗腐蚀能力大大降低。运行３ 年后，检查发现酸吸收塔存在轻度腐蚀，碱吸收塔 存在严重腐蚀，个别部分存在穿透性腐蚀现象。 ２ 改进方案 ２．１ 液体分布装置 如图４所示，将液体分布装置改为溢流管式 分布盘。溢流围堰直径取８００ｍｍ（０．８Ｄ），内设 ２７ 图４ 溢流管式分布盘示意图 １２７个溢流一升气管，溢流盘采用增强聚丙烯 （ＰＰＲ）板材制作。为保证气液两相流体通道畅 通，防止堵塞现象发生，溢流一升气管采用 ｑｂ５０ｍｍ×５ｍｍ聚丙烯管，围堰外仍保留７２个升 气孑Ｌ，这样塔盘实际开孔率可达３１％。为便于调 节溢流量，降低分布盘安装水平度的敏感性，每个 溢流管上开有４个Ｖ形口，同时管子下缘突出分 １０６ 化工机械 ２０１２矩 布板５ｒａｍ，以防止液体在盘下出现挂壁、偏流现 象。 表１ 设备改造前后技术经济指标 ２．２改进填料层的结构 将填料层分为两段，中部设一个塔盘和分配 锥（图５），将壁流液体收集后重新进行分配。 西１０００ ８×Ｒ１００ ３ 结束语 通过对白炭黑装置尾气吸收塔的改造，使吸 收塔吸收率大幅度提高，解决了气相压降过大、操 作弹性偏低等问题，避免了液泛、淹塔和堵塔现象 的发生，降低了能耗，延长了设备的寿命，装置的 图５ 改造后填料层结构 ２．３填料支承装置 生产能力提高了一倍，率先在国内完成了四氯化 硅法生产白炭黑的工艺的改造。 填料支承装置仍采用多孔板式结构，以尽可 能增大开孔率为原则，将开孔数增加至２７１个，孔 径由２０ｒａｍ扩大至３５ｒａｍ，这样实际开孔率可放大 参 考 文 献 ［１］ 范振方，张永琴，杜皓蕾．白炭黑风送装置控制系统 的设计与实现［Ｊ］．化工自动化及仪表，２０１１，３８ （９）：１０６４～１０６７． 到３３％，缓解了气、液相阻力过大的问题，有效提 高了塔的操作弹性。 ２．４设备材料 ［２］ 高路，刘明玉，李君．浓装置漂白塔结构改造 ［Ｊ］．化工机械，２０１０，３７（５）：６５０～６５１． ［３］ 马洪光，华，孙绪军．低温甲醇洗吸收塔流体 力学计算及优化［Ｊ］．化工机械，２００９，３６（２）：１００～ ｌ０３． 将设备塔体的材料由原来的玻璃钢改为聚丙 烯内胆外衬环氧树脂，彻，低解决了设备腐蚀问题。 设备改造前、后各项技术经济指标比较见表１。 （收稿日期：２０１１—０３—１３，修回日期：２０１１—０３—２８） （上接第９０页） 试验台上进行了干气密封的性能模拟试验。参考 ＡＰＩ６８２干气密封的试验规程，并按此规程对干气 密封进行性能试验。试验结果表明，干气密封具 触运行，密封性能稳定可靠，大大提高了ＴＤ８０×２ 泵的运转性能。经过大量的实践证明，在该泵上 采用串联式干气密封，可以彻底解决原机械密封 备高度的稳定性、可靠性，漏量也非常稳定，与设 计值非常吻合。在完成千气密封试验后，于２００９ 年对ＴＤ８０×２泵进行了现场改造，由于充分考虑 了该泵的密封腔结构和工艺特点，现场改造和运 行一次成功，到目前为止，干气密封运行正常，彻 带来的许多问题，为泵及装置长周期、安全、稳定 的运行提供有力的保障。 参 考 文 献 ［１］ 顾永泉．流体动密封［Ｍ］．东营：石油大学出版社， １９９０：２６０～２６５． 底解决了困扰多时的难题，为其他泵采用干气密 封探索出一条新路，其在石化行业的应用前景十 分广阔。 ５ 结束语 ［２］ 富影杰，丁雪兴，张静，等．基于ＣＦＤ的螺旋槽干气 密封气膜刚度的计算［Ｊ］．化工机械，２０１０，３７（４）： ４６９—４７３． 在理论上，采用有限元法对干气密封工作原 ［３］ 常小军，胡伟，丁雪兴，等．干气密封槽型参数的优 化及其数值模拟［Ｊ］．化工机械，２０１１，３８（４）：４５３～ ４５６． 理和端面槽型结构参数优化设计进行了研究，保 证干气密封具有良好的密封性和稳定性。试验表 明，设计出的干气密封完全能够实现密封的非接 （收稿日期：２０１１—０２—１６，修回日期：２０１１．１２—２６）
