165-羽叶分离除雾器用于脱硫塔除沫器技术升级改造方案

     本技术贴针对羽叶分离除雾器用于石油和化工等行业传统脱硫塔除沫器技术升级改造技术方案探讨分析。

目前，除雾器结构形式有哪些？

      在石油炼化、天然气、化工、冶金、制药、环保等行业涉及到的各种脱硫塔、吸收塔所用的除沫器除雾器，从结构上看，往往有丝网纤维块结构、滤芯结构、折流板结构、旋流管结构、填料结构、羽叶分离结构等。本技术贴以羽叶分离除雾器对传统的脱硫塔设置的填料和丝网除沫器技术升级改造实例进行剖析讨论。

      本帖案例实际上是铜陵有色回转窑硫铁矿焙烧产生的高粉尘、高硫含量烟气脱硫塔除沫器技术升级改造，但业主显然对脱硫塔气液分离技术不甚了解而被湖南长沙的一家企业糊弄过。当然，这也是最近几年的低价中标对业主的遗害。

     这里索性先贴出这家湖南企业提供给业主的烟气脱硫塔及其除沫器的布置图以便讨论：

      富含粉尘和SOx的焙烧烟气，从烟气入口e进入脱硫吸收塔，自下而上进入A区。A区是压延孔板波纹规整填料层，烟气与自上而下的有机胺吸收液在此区域进行脱硫吸收。烟气从A区向上穿进B区域。B区是有机胺液喷淋洗涤区，由h管口喷入的有机胺液完成再次脱硫吸收。烟气从B区向上穿进C区域。C区是脱硫塔气液分离除沫除雾区域，净化后的烟气在脱硫吸收塔上部进行气液分离，然后从脱硫塔顶部烟气出口k排出塔外。

      与常规脱硫吸收塔有所不同的是，这里在脱硫塔C区设置的除沫器包含高度450-500mm的PP散堆填料和150mm厚度的丝网除沫器。但是，常常在波动工况下，脱硫塔顶部排出的烟气，夹带着不少有机胺液进入下游输气管线产生严重积液而严重影响烟气排送不畅，运行压降高，同时造成不少有机胺液损失，装置运行和维护费用也居高不下。这也是铜陵有色在吃过湖南这家公司的苦头后打算再次技术升级改造的主要原因。须知，任何气液分离技术，除沫除雾技术，均属于动力学分离技术，不能像国内外不少公司仅凭经验“大概+估计”“拍脑袋”或者“依葫芦画瓢”往往造成装置严重后果。

     大家来看看该脱硫吸收塔填料除沫器和丝网除沫器的实际工况如下：
气相：脱硫后烟气
（1）气量：30000~60000Nm3/h
（2）压力500Pa（g）
（3）温度：40℃
（4）密度：1.2kg/Nm3
液相：有机胺吸收液
（1）液体流量：20~30m3/h
（2）压力500Pa（g）
（3）温度：42℃
（4）密度：1.07kg/L
（5）表面张力：70mN/m
（6）粘度：0.74cp

     现有脱硫塔及除沫器情况补充：脱硫塔塔径 3500mm，钢衬PO材质。目前安装有散堆除沫填料450-500mm，丝网除沫器一层150mm。塔体图见附件。要求诺卫能源技术公司采用羽叶分离除雾器实现99%除沫效果，并使除沫段压损＜600Pa。

      我方针对业主提供工况数据通过NOVEL精准动力学分离技术计算和组态设计系统平台完成的上述脱硫塔抗堵塞羽叶分离除雾器的主要技术信息如下：
1、除雾器技术类型：羽叶分离除雾器；
2、分离器型号：NOVEL P4-3900-0.4;
3、预分布聚结内件组型号：NOVEL G50D；
4、精密羽叶分离内件组型号：NOVEL P4-D BANK-192/4-30-EDP;
5、抗虹吸短路降液内件组型号：NOVEL G50LD；
6、分离效率：99.9%@8.31micron plus；
7、运行压降：0.568kPa。      

      我方通过NOVEL精准动力学分离技术计算和组态设计系统平台输出的上述脱硫塔抗堵塞羽叶分离除雾器《数图汇表》如下：

       羽叶分离除雾器，采用专利技术构置的特殊流体动力学流道使流体在羽叶元件内部多级串联分离单元中形成更小旋转半径的旋流，相互聚结、矢量分离和表面自由能捕集分离协同，经多级串行分离最终实现轻重相高效分离。羽叶分离技术，既包含旋流分离技术，又包含聚结分离、矢量分离技术和液膜表面自由能捕集分离技术，工况适应空间大幅拓宽。

      羽叶分离除雾器，具有如下几个显著技术特征：

      首要一点，应用场合条件：工况适应空间大！ 原因之一，羽叶分离器轻重相分离采用多技术手段协调发挥，分离运行效果对工况波动不敏感。原因之二，羽叶分离器采用4-6级分离单元串行设置，一旦因特殊工况波动致使分离效率降至90%而重相质发生逃逸率则为10%（即100%-90%），逃逸的重相质经第2级分离单元再次捕集后的重相质发生逃逸率则为10%*10%，经第3级分离单元再次捕集后的重相质发生逃逸率则为10%*10%*10%，以此类推。4-6级串行分离单元内件结构，针对工况即便大幅波动采取“事前”的“结构设置”，有效防犯后期工况逆向波动。羽叶分离器有效操作弹性空间高达15%-130%，甚至更高！

其二，运行特点：相同分离效率下，羽叶分离内件组运行压降不超过0.4kPa甚至更低，只有旋流分离器运行压降值几十分之一！因此，对运行高压降忌讳的低压工况，尤其是常压工况、真空工况，选择羽叶分离技术，是不可多得的技术选择。

其三，运行特点：有效避免气液两相流“挟带”和“返混”现象。羽叶分离除雾器之两相流道，相互独立；而轻重相物流流向，呈90°相互正交，有效防犯气液两相流之间产生明显“挟带”和“返混”现象。

其四、运行特点：采用抗虹吸降液系统，即便因特殊工况导致分离器运行压降飙升数十上百千帕甚至更高，也能实现排料顺畅并完美防犯分离下来的液相在高压差驱动“虹吸作用”将物料瞬间倒吸进入净化气流产生二次“挟带”分散危害下游管线设备。

      下图是诺卫能源技术公司通过精准动力学分离技术计算和组态设计系统平台完成设计和制造，并整体植入洗涤塔内安装完毕的羽叶分离除雾器图片：

     下图则是诺卫能源技术公司通过精准动力学分离技术计算和组态设计系统平台完成设计和制造的抗虹吸短路降液内件组图片：

      下图便是诺卫能源技术公司通过精准动力学分离技术计算和组态设计系统平台输出的上述脱硫塔抗堵塞羽叶分离除雾器《分离效率曲线图》如下：

      下图便是诺卫能源技术公司通过精准动力学分离技术计算和组态设计系统平台输出的上述脱硫塔抗堵塞羽叶分离除雾器《运行压降曲线图》如下：

       须知：任何除沫器除雾器，均属于动力学分离器，必须根据具体装置不同工况温度、工况压力、气相组成、气相流量、气相粘度、偏心因子、压缩因子、气相密度、液相组成、液相流量、液相密度、液相粘度、液相表面张力等数据，通过精准动力学分离技术设计平台“一对一”定制设计。
       同样两套相同规模的脱硫塔装置，其实际运行工况肯定不可能完全一样，不能象湖南这几公司一般的目前不少非专业动力学分离技术公司简单“依葫芦画瓢”而混弄业主。这是不正确做法。这就是该脱硫塔除沫分离器出气带液的主要原因。

学习了

luoli519 发表于 2020-9-30 12:23
大家来看看该脱硫吸收塔填料除沫器和丝网除沫器的实际工况如下：
气相：脱硫后烟气
（1）气量：3000 ...

液相密度？