177-羽叶分离除雾器用于石化企业己内酰胺装置硫铵尾气喷淋洗涤塔改造传统除沫器方案

        本技术贴主要针对某石化企业己内酰胺装置硫铵含尘尾气喷淋洗涤塔采用羽叶分离除雾器对原有传统丝网、折流板除沫器进行技术升级改造技术方案剖析探讨。

      近年来，己内酰胺项目作为石油炼化行业企业深加工、高附加值产品衍生延伸项目得到重视，一些石化企业利用自身优势建设己内酰胺装置。在己内酰胺项目采用贝克曼重排工艺技术中，往往副产不少硫酸an盐液，需要浓缩蒸发结晶成品外销。我与大家在前段时间已经就硫铵盐溶液在多效蒸发结晶设备二次蒸汽热能回收利用热泵压缩机入口二次蒸汽脱盐除沫专用羽叶分离器技术方案进行过专贴讨论。本帖则以某石化企业己内酰胺装置硫铵含尘尾气喷淋洗涤塔专用羽叶分离除雾器技术升级取代原有丝网除沫器技术方案为例展开分析讨论。

      该石化客户的己内酰胺装置硫铵含尘尾气喷淋洗涤塔工艺流程情况是，抽气系统送来的含硫铵粉尘尾气，进入喷淋洗涤塔下部，经喷淋洗涤降温、加湿后，携带液滴液沫、溶解盐和粉尘的尾气按照流量 63000m^3/h，在工况温度40.3℃、工况压力0kPaG条件下，经原来布置在洗涤塔上部ID3400mm丝网除沫器分离处理后，从洗涤塔顶部内径ID1600mm烟囱排放。在实际运行中，丝网除沫器经常性堵塞造成运行压降高、尾气排放不畅，并且烟囱口排气重相携带质严重，对大气及烟囱周边场地造成“飘水珠”“降盐”“降尘”显著污染 。

       该石化行业客户曾经寻找其系统内某公司采用传统的雪弗龙折流板除沫器对其原有丝网除沫器进行改造，虽然解决了原来丝网除沫器经常性堵塞、运行压降高、尾气排放不畅问题，但烟囱口排气“飘水珠”“降盐”“降尘”却越发严重 。下图即为业主提供给我方的安装有传统的雪弗龙折流板除沫器的喷淋洗涤塔结构图：

      从上图可以看到，喷淋洗涤塔的上部沿塔径水平布设一层厚度400mm传统雪弗龙折流板除沫器。在除沫器下侧，还设置有喷淋洗涤器，而在喷淋洗涤器的下侧气流入口管之间还布置了一层填料。

      下图是业主提供的该喷淋洗涤塔的管口方位图：

      对于气流中携带的如硫铵晶体粉尘颗粒物，其尺寸微小，表观密度轻，悬浮在气流中呈现明显的丁达尔效应。对于这种微小尺寸的轻质悬浮颗粒物，往往需要采用对气流充分喷淋、鼓泡等方式对气流携带的这类拟气溶胶颗粒物进行润湿、凝聚，才能够有效洗脱，实践证明没有其它更好更有效的办法。
      下图即为该喷淋洗涤塔喷淋管汇图：

       洗涤塔内由下向上的气流，将喷淋洗涤液滴液沫及其携带的粉尘浆液，带入雪弗龙折流板除沫器中。而雪弗龙折流板除沫是在动力学分离机制主导下进行。通过专业动力学分离系统平台精准计算得知：前述工况气流穿过雪弗龙除沫器时，尾气悬浮携带的液滴液沫最大尺寸达到1879.03微米，尾气重相携带质严重。
      结合我们以往对类似工况采用雪弗龙折流板除沫器的洗涤塔成功实施技术改造经验，为了有效解决洗涤塔烟囱排气带液对大气及烟囱周边场地造成“飘水珠”“降盐”“降尘”显著污染，NOVEL从专业动力学气液分离技术角度建议业主：在洗涤塔变径段布置专用羽叶分离除雾器，在尾气进入排气烟囱前把住最后一道关口进行高效除沫除盐分离。为了尽可能节省投资同时减少工程施工工作量并缩短工期，我们与业主商量一致决定保留原有喷淋洗涤塔外部接管和内部件不变前提下，仅在洗涤塔变径段设置专用羽叶分离除雾器即可有效解决问题。也请业主实地考察我方在中石油乌石化、独山子石化等石化企业类似工况尾气洗涤塔成功改造多套装置超长周期高效稳定运行情况。

      对于己内酰胺装置硫铵尾气系统，其运行环节多，运行影响因素多、尾气组份复杂、工况波动频繁，往往导致己内酰胺装置硫铵尾气洗涤塔原来采用的常规除沫器运行远超出设计范围。而羽叶分离器专利技术设备已在石油化工、煤焦化工、油气开采处理与输送、精细化工、制药、造纸、冶金、环保及新能源领域类似工况中广泛应用。羽叶分离器，作为洗涤后的复杂工况尾气净化专用羽叶分离除雾技术设备，且作为对传统除沫分离技术设备的升级换代者，其具有如下性能特点和比较优势：
        1、羽叶分离器专利技术设备，针对尾气工况波动大且携带粒径分布范围宽的液滴液沫，其分离脱除效率高，且能在该特殊尾气工况下确保实现以99.9%高效率定量脱除8-10微米及以上尺寸的液滴液沫。而诸如丝网等网格阻挡拦截式除沫器、填料除沫器、简易雪弗龙光板折流板、高压静电除沫器和（双曲）旋流管式除沫器，均由于各自分离技术和内件存在的致命缺陷，难以适应复杂多变工况下的尾气定量高效分离运行，从而被专业设计方和业主选择技术经济性能更优异的羽叶分离器加以取代。   
       2、羽叶分离器专利技术设备，在复杂多变工况下的操作弹性更大，其操作弹性空间为15%~130%。而诸如丝网等网格阻挡拦截式除沫器、填料除沫器、简易雪弗龙光板折流板、高压静电除沫器和（双曲）旋流管式除沫器，其操作弹性上限阀值在110%，因工况大幅波动过载而往往造成“液泛”“液涌”故障以及液滴液沫粉尘颗粒物大量逃逸，使烟囱排放尾气显著超标。
       3、羽叶分离器专利技术设备，在正常工况下能实现超长周期低压降稳定运行，其正常工况运行压降不超过650Pa。这是由于羽叶分离器本质分离原理和结构优势，带来优异的抗堵塞性能、低压降运行、尾气气流冲刷自洁功能和超长周期稳定运行优势，尤其对于石油化工、煤焦化和油气开采行业气流携带较多溶解盐和粉尘颗粒物而导致的系统结晶、颗粒物堵塞“梗阻”工况，具有显著优势。此外，羽叶分离器已把在线喷淋清洗系统作为标准配置，并把离线可拆卸式羽叶分离模块结构设计作为可选择性第三重保险配置，业主可以选择在大修期间将核心羽叶分离模块从洗涤塔抽出进行体外清理，确保羽叶分离器实现超长周期、高效、连续稳定、极低维护成本运行。这是其它形式的除沫器难以企及的专利分离技术设备。
       4、羽叶分离器专利技术设备，在相同工况和分离效率条件下，其分离器尺寸和占地更小。在相同工况和分离效率要求条件下，羽叶分离器直径和壁厚比传统分离器减小 30-40%。
       5、羽叶分离器专利技术设备，全部采用不锈钢材料制造，能在-180℃至+520℃范围内直接面对冷热尾气交变负荷冲击下仍然保持正常运行，具有十分优异的事故工况抗形变和抗破坏耐受性能。  
       6、从羽叶分离器专利技术设备运行工作曲线上看，该分离器在超长寿命周期内运行压降稳定，分离效率稳定，工作曲线基本上是一条直线，是满足质量管理体系要求的理想之选；而其它类除沫器在新设备运行之初，运行压降和分离效率尚可接受，但随着运行时间增加，堵塞加剧，运行压降飙升，分离效率大幅下降，直至被迫重新更换新内件，其工作曲线是一条带有许多大幅锯齿波动带的曲折线，是质量管理体系要求尽可能避免的传统技术设备。

      下图即为我们针对业主己内酰胺装置硫铵尾气喷淋洗涤塔采用羽叶分离除雾器示意图：

      依据业主提供的前述工况条件，通过诺卫能源技术公司精准动力学分离技术计算和组态设计系统平台完成的针对己内酰胺装置硫铵尾气喷淋洗涤塔专用羽叶分离除雾器技术方案主要信息如下：
1、设计流量，63000Nm^3/h；
2、设计压力，0.5MPaG；
3、设计温度，-120℃/+520℃；
4、羽叶分离器运行压降，额定工况下最大值600Pa；
5、羽叶分离器分离效率：99.9%脱除8.65微米及以上尺寸液滴；
6、羽叶分离器运行噪声声强：<41.88db；
7、操作弹性空间15%~130%；
8、羽叶分离器整体工程技术设计和把关：NOVEL总部。

      附件是我们根据业主提供的前述工况条件通过诺卫能源技术公司精准动力学分离技术计算和组态设计系统平台输出的己内酰胺装置硫铵尾气喷淋洗涤塔专用羽叶分离除雾器《数图汇表》，补充如下主要信息：
一、羽叶分离器型号：NOVEL G50P6-134-44；
二、羽叶分离器材质：不锈钢SS316L或等同；
三、内件组组成：羽叶分离模块，4组；抗虹吸独立降液系统，4组；在线旋喷清理系统，4组；
四、NOVEL工厂出厂前对羽叶分离器整体组态测试，撬装供货，整体植入安装。

      下图是工况条件下通过诺卫能源技术公司精准动力学分离技术计算和组态设计系统平台输出的己内酰胺装置硫铵尾气喷淋洗涤塔专用羽叶分离除雾器《分离效率曲线图》，作为核心技术支撑文件之一供大家分析讨论：

      再附一套对应工况条件下通过诺卫能源技术公司精准动力学分离技术计算和组态设计系统平台输出的己内酰胺装置硫铵尾气喷淋洗涤塔专用羽叶分离除雾器《运行压降曲线图》，也作为核心技术支撑文件之一供大家分析讨论：

      这里找到一套类似工况下烟气喷淋洗涤塔隐患治理项目专用羽叶分离除雾器安装现场图片，可以清楚看到羽叶分离除雾器的实物组态结构，供大家讨论。这套装置在中石油乌石化自2017年底投运已经超长周期高效稳定连续运行运行至今。

       这里需要特别提出其所采用的抗虹吸独立降液系统，主要针对传统的“降液管+液封筒”在实际运行多变工况下较大运行压降波动引发“虹吸效应”，避免原本已经分离下来的液体瞬间从降液管、液封筒倒吸进入分离器内气流而导致分离失败问题。目前，不少企业反馈他们的压缩机入口分离罐就采用传统的“降液管+液封筒”，在实际运行波动工况下发现不明原因的液体瞬间进入压缩机造成液击现象，便是传统结构“降液管+液封筒”不能克服波动工况下“虹吸效应”造成运行故障的原因所在。

      下图便是羽叶分离器配套抗虹吸降液系统内件组安装现场结构照片，供大家分析讨论：

       对了，有的朋友向我们咨询若对他们原来的丝网分离器采用羽叶分离器进行技术升级改造，二者的区别主要体现在哪些方面？附件便是我们提供给客户关于羽叶分离器与丝网分离器的主要区别的文件资料，供大家分析讨论。

      关于喷淋洗涤塔专用羽叶分离除雾器更多技术信息，请大家搜索“羽叶分离器”查找相关技术贴进行了解，也可以直接向我们咨询技术支持。