一氧化碳吸附干燥器的技术改进

  • 2016-01-04 15:08:00
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一氧化碳吸附干燥器的技术改进余进(湖南化工研究院,湖南长沙410007)对其进行了改进。将其中的气体分布改为筛孔板结构,在盘管和总管之间增加异径接头,在夹套与内筒之间增加加强圈,改进后的吸附干燥器结构合理,投资省,效率高,运行平稳。
化工生产中,控制某些进料的量(如原料气中的水)是关系到产品质量、维持正常生产的关键,如空分制氧中的空气,合成光气的原料气co,乙烯酮氯化法合成氯乙酰氯的原料气C12及合成精细化学品所需的原料气只2,>41等,这些产品的生产过程中,原料气中水分含量过高,或引起设备的严重腐蚀(因水解反应产生酸性腐蚀物质),或造成催化剂的失活,或造成产品收率和质量的严重下降等情况,影响正常生产。为控制水分,工业生产中通常是先加压冷冻脱除原料气中的大部分水,再经过装有高效分子筛的吸附干燥器进行深度干燥脱水,吸附干燥器是原料气深度脱水的关键设备。
1原设备结构及存在问题分析国内某化工厂生产中原有两台直径为1 mm的CO吸附干燥器,用于原料气CO的深度脱水,当一台吸附干燥器中的分子筛吸水量经检测达到一定量时,切换使用另一台,然后将使用过的吸附干燥器用热N2反吹进行分子筛的再生。
原CO吸附干燥器是一种立式带夹套结构,见。
干燥器内部为分子筛,其底部采用瓷环填料作支撑,分子筛层中设置两组盘管,CO从上部进气,下部出气,再生n2从下部进气,上部出气。设备在进行吸附干燥时,夹套和盘管内通冷却水以移走吸附热,再生时夹套和盘管内先通蒸汽,加速预热分子筛层,然后再在筒体内通人高温队进行再生过程,丨生完全后停通N2,同时夹套和盘管内通冷却水及时冷却分子筛层至常温,以便重新切换使用。在5年的运转过程中,发现该吸附干燥器存在诸多问题:结构较复杂,原料气和再生气气流不畅,原料气c干燥质量差,经常造成生产的不稳定和时停车检修等。为此,厂方委托我院重新设计和加工。经过对原设备结构进行仔细分析,我们认为主要原因包括如下几个方面。
手孔;fC气体进口/再生气出口;g?蒸汽进口/冷却水出口;h?冷却水出口冷凝水出口;k-冷却水进口/冷凝水出口;m?加热再生气进口气流不畅。结构设计较复杂,尤其是设备底部的CO气体出口分布器和再生气体进口分布器,加工较为困难,实际使用效果并不理想,容易被分子筛和瓷环碎片等杂质堵塞,造成干燥设备原料气出华大学化工设备与机械专业,工程师,主要从事化工设备设计和工程技术咨询工作。
口接管堵塞,引起气流不畅,需要定时清理,增加了操作难度,容易引发后系统光气生产的安全隐患。
焊接接头腐蚀破裂。在大修中发现内部盘管焊接接头处腐蚀,出现具有典型应力腐蚀特征的分叉和大的二次裂纹,原因是筒体内部两组盘管的进出口与直管段总管采用直接焊接连接,造成较大的残余应力使焊缝处形成应力集中。盘管的工艺特性决定了其反复受冷热负荷交替变化的影响,当盘管内介质温度和压力较高(如使用蒸汽)时,时间稍长便易造成上述焊接点处易腐蚀和疲劳破坏而脱落、泄漏,并造成蒸汽泄漏进CO系统,进而影响生产和安全。
使用效率较低。内、外两组盘管均采用相同的管径(衫2mmX3.0mm),由于内组盘管的总长度较外组的短,同种介质在内组盘管通过的阻力降明显小于在外组通过的阻力降,因而易造成冷、热介质在内组盘管的流速大于在外组的流速,从而使分子筛截面上的内层传热效果明显大于外层,传热效果不均衡,从而影响吸附热的移出和分子筛的再生质量。
设备耗材较大。本设备原料气的再生产过程中,夹套中需通人蒸汽加热,内筒受到了一定的负压,因此内筒的壁厚较厚,为14mm,造成不必要的设备投资。若能采用好的方法,减少内筒壁厚,也就减少了制造成本。
2设计改进与优化措施针对原设备结构存在的问题,在满足原工艺参数的前提下,维持吸附干燥器原有的立式夹套带内盘管的基本形式不变,对其进行了局部改进和优化设计,并借助SW6?98软件进行辅助设计计算,新的设备简图见。
在设计中主要进行了以下的改进和优化。
2.1改变气体分布针对原料气出口和再生气进口容易堵塞的打点,去掉瓷环填料,将原设备底部的气体分布管结构更改为筛孔板结构,CO出口管和再生气进口管均改为从筒体下部的侧面进出,并在底部设置排渣口定时清出其中残破的分子筛等杂质。该结构更加简单实用,有利于气体的均匀分布,而且容易加工制作,不会造成CO出口管和再生气进口管被分子筛堵塞,使用更加安全可靠。
2.2增加异径接头针对焊接点处易腐蚀疲劳破坏,盘管的进出口与直管段总管不直焊连接,而是在其进出口分别焊接一异径接头(DN 50mmX32mm,DN50mmX25mm)后,再与直管段总管相焊,见(中节点I的放大图)。异径接头按GB12459 90标准外购,其大端与直管段总管相连,能长时间承受冷热负荷交替变化的影响,焊接接头不易脱落、泄漏,从而保证生产的安全。
异径接头与直管段总管相炸小2.3改变外盘管的管径针对传热效果不均衡的特点,内、外两组盘管采用不同的管径盘制,内组采用原32mmX3.0mm管,外组管径扩大一级,采用>(>38mmX3. 0mm管。其目的是尽量使得介质通过内、外两组盘管的阻力降相近,从而使分子筛截面上的传热均衡,有利于传热。
2.4增加加强圈夹套设计从中部分作两段,并嵌人一圆环形加强圈,加强圈分别与内筒体外壁和夹套焊牢(均为双面焊),加强圈外直径适量大于夹套外径,圆环加强圈上均布一定数量的圆孔,以便允许夹套内介质通过。此结构既完全满足工艺和安全要求,又能减少承受外压的内筒圆筒的厚度,内筒名义厚度由原谷=14mm降为谷=10mm,耗材省,投资少,另夕卜,壁厚减少还改善了传热效果,节约能量消耗。
2.5吸附干燥器改进效果吸附干燥器改进前后的主要设计参数对比见检测与分析氧化锌主含量测定方法的改进孙鸿(山西省运城学院,山西运城044000)扰元素分离,pH值由原方法的10变为6,并加入相应的缓冲溶液,指示剂由铬黑T改为二甲酚橙,使滴定终点更易掌握,测定结果更加准确。
对于氧化锌产品中的ZnO主含量的测定,目前的测定方法是:称取适量的样品(到。
1g),用少量的水润湿,滴加20的盐酸至样品溶解,加适量水,用氨水溶液调节pH值至8,加氨一氯化铵缓冲溶液(pH =10)适量,以铬黑T作指示剂,用乙二胺四乙酸二钠(EDTA)标准溶液滴定,溶液颜色由葡萄紫色变为正蓝色即为终点。
由于葡萄紫色与正蓝色两种颜色差别很小,因此,此法大的缺点在于终点不明显,常常使化学分析人员感到难以确定终点的准确值,从而使分析结果偏高或偏低。笔者经大量实验,对上述方法进行了改进。
1试验部分1.1基本原理=414的溶液中,Zn2+与EDTA能生成稳定的络合物,因此,在此pH值范围内,选表1吸附干器的主要设计参数对比项H改进前改进后设汁压力、设计温度相同设备外形尺寸,呢内组S管直径/mm外组盘管1.压缩机王铁军。低温吸附干燥器的模拟与实验研究制冷,李金桂。腐蚀和腐蚀控制手册。北京:国防工业出左景伊。腐蚀数据手册。北京:化学工业出版社,
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