工艺技术 结构：脱氨塔工艺及结构

脱氨塔装置工艺


脱氨塔装置(如图)是一种新型石化工业废水脱除氨氮的工艺，利用精馏原理，通过汽液两相介质在塔盘上的接触，进行相际传质。

由加热室对废水进行加热升温，废水进入再沸器而部分汽化，蒸汽随塔体上升，原水沿塔体下降。在脱氨塔塔盘上，逆流接触的汽液两相进行相际传质。

液相中的氨氮组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。通过合理的设计和操作，馏出液将是高纯度的氨氮组分，塔底排出氨氮含量达到和低于国家一级排放标准(15mg/L)的处理液。



1、加热室;2、上循环管;3、再沸器;4、脱氛塔;5、原水进口;7、下循环管


脱氨塔结构

因为筛板塔具有生产能力大，塔板效率高，压力降低，并且结构简单，塔盘造价少，安装、维修较容易，所以脱氨塔结构采用筛板塔型式。

但是工业塔常用的筛孔孔径较小，而石化废水粘度大并带有固体粒子，容易出现堵塞现象，所以在澄清预处理阶段，需要添加液体碳酸钠与液体氢氧化钠去除料液中的钙、镁离子(Ca2+ + Mg2+ < 15mg/L)。

脱氨塔由塔体和塔内件(塔盘等)构成，见图。



1、连接法兰;2、液封盘;3,塔盘;4、降液板;5、塔体;6、原水进口;7、温度测口;8、吊耳;9、档液板;10、二次蒸汽出口;11、塔顶吊柱;12、压力测口

塔体除了参照NB/T47041《塔式容器》进行强度和稳定性计算外，还应根据具体情况进行一些在特殊工况下的强度计算，如局部应力计算等，以及一些有强度要求的零部件的计算，如塔盘板及其支撑梁的强度、挠度计算等。

1脱氨塔塔盘结构

1.1塔盘间距

塔盘间距与污水处理能力、操作弹性、处理效率和塔直径有关。增大塔盘间距可提高空塔气速，这样塔径可减小，但是塔高需增加;减小塔盘间距可减少塔高，但是塔径需增加。合理的塔盘间距应通过流体力学计算和经济核算，由工艺过程综合以下因素计算确定。

(1)雾沫夹带:增加塔盘间距，可减少雾沫夹带。但是在允许空塔速度下，每一物系对应一个最大塔盘间距，超过此值，雾沫夹带量不再减少，所以过大的塔盘间距是不必要的。

(2)物料气泡性:起泡性大的物料，塔盘间距应大;反之，塔盘间距应小。

(3)操作弹性:要求操作弹性较大时，可增大塔盘间距，提高操作负荷上限。

(4)液泛:塔盘间距越大，越不易发生液泛，一般塔盘间距应大于或等于塔盘降液管中清液层高度的1.7-2.5倍。

(5)安装、维修的要求:需要考虑安装检修塔盘所需的操作空间。

在处理石化领域废水过程中，由于经过前期预处理工艺，物料的雾沫夹带量大大降低，物料的起泡性小，重点需要考虑液泛和安装、维修的空间要求。所以脱氨塔塔盘间距一般情况下，各层间距可取同一值。

1.2塔盘结构

脱氨塔塔盘液流型式为液体自受液盘流出，横流整个塔盘，最后进入降液管到下一层塔盘。

塔盘结构在满足工艺要求的情况下，应结构简单，装拆方便，有足够刚性，便于制造和检修，塔盘由塔盘板、降液管、受液盘和溢流堰等零件组成(见图)。

结构：脱氨塔工艺及结构 - 环保之家
1、支撑圈;2、受液盘;3、支撑梁;4、连接板;5、溢流堰;6、 降液板;7、降液板连接板;8、塔盘边板;9、塔盘板; 10、卡子(J13/T1119-1999);11、双面可拆连接件(J13/T1120-1999);12、扁端螺检;13、六角螺检;14、卡子(J13/T1119-1999)

(1)塔盘板结构

根据目前工业废水处理量，脱氨塔直径一般超过DN 1000mm，为了便于安装、检修、清洗，需将塔盘板分块，通过人孔送入塔内，装在塔内壁支持圈上。

分块式塔盘上可拆卸的部件一般包括:塔盘板、降液板、溢流堰等。

塔盘在保证工艺条件下，应结构简单，装卸方便，有足够刚性，便于制造和检修。

塔盘板由标准塔盘板(塔盘板宽度均为415mm的相互搭接的塔盘板)或者塔盘通道板(位于塔盘通道口处的塔盘板，通道板宽度为420mm)和塔盘边板(靠近塔内壁，支撑在塔盘支撑圈上，宽度为非标准尺寸的塔盘板)，具体结构尺寸可以借鉴《压力容器与化工设备实用手册、下册》内容。

塔盘板按形状分为矩形板和弧形板两种，两者配合使用组成一层塔盘。标准塔盘板和塔盘通道板属于矩形板，塔盘边板属于弧形板。矩形板用于塔盘中间部分，弧形板用于塔壁附近。

确定塔盘板的宽度，需考虑结构强度、塔盘上开孔的对称性、互换性和塔盘能顺利通过人孔。

因塔盘通道板属于经常拆卸的部分，应注意通道板重量最好不超过300N。当塔盘板长度蕊1200mm时，每层塔盘上需设置一个通道板;塔盘板长度>1200mm时，每层塔盘上设置二个通道板。为方便搬运，通道板上需设置一对扶手。

(2)孔径

在开孔率、空塔气速和液流量相同时，增大孔径，漏液量增大，操作弹性降低。

泡沫工况时，孔径小、分离效果高;孔径过大，不利于泡沫形成，导致处理能力及塔板效率下降。

在石化领域中，含氨氮废水的处理量较大，塔径较大，并且小孔径塔盘容易堵塞，所以脱氨塔筛孔孔径为8-lOmm。

(3)开孔率和孔中心距

在相同空塔气速下，开孔率大，动能因数就小。动能因数过小，塔盘上呈现鼓泡状态，泄露量大，塔盘效率低。动能因数过高，呈现部分喷雾状态，雾沫夹带量增加，效率降低。

处理含氨氮废水的工况要求是泡沫操作，脱氨塔开孔率为7-8%。

塔盘上筛孔一般采用正三角形排列，以便气液接触良好和充分利用塔盘面积。

孔中心距过小，塔盘板上液面会出现晃动和倾流;孔中心距过大，泡沫不均匀，这两种情况都影响传质效能。

推荐孔中心距与筛孔直径的比值为2.5-5，以3-4最合适。

(4)塔盘板厚度

塔盘板在满足强度、刚度条件下，应尽可能采用较薄的板材制造。这不仅可以降低干板压力降，而且还能改善气液接触状态。

筛孔制造采用冲压工艺时，对于碳钢材质，筛孔直径do>=板厚;对于不锈钢材质，筛孔直径应)1.5倍的板厚。因此，塔盘板厚度选取范围是s=(0.4-0.8)do。

(5)塔盘板外直径

塔盘板安装在支撑圈上，塔盘板与塔内壁之间的间隙值应考虑支持圈与塔壁的角焊缝，塔体的椭圆度，塔盘的安装误差，以及所选用卡子标准所规定的尺寸。

一般取15-35mm，随塔径的增大所取值也增大，塔盘与支撑圈搭接宽度为23-42mm。

(6)紧固件

塔内部空间狭窄，操作环境恶劣，塔盘需要维修时，人员要进入塔内拆卸塔盘。

为了方便快捷地拆卸紧固件，塔盘连接紧固件一般采用单面拆卸的 JB/T1119《卡子》和双面拆卸的JB/T1120《双面可拆连接件》。JB/T1119《卡子》用于塔盘板与支持圈的连接，受液盘与支持圈的连接;JB/T1120《双面可拆连接件》用于塔盘板与通道板的连接。

分块式塔盘通过紧固件连接成一块塔盘，并固定在支持圈上。紧固件之间的间距过小，紧固件数量多，材料耗用多，检修不方便;如果间距过大，压紧力不够，密封效果不好。

塔盘板与支持圈连接处的紧固件间距，一般为120-160mm，最大为175mm。

塔盘板之间(或与通道板之间)连接的紧固件间距，一般为150-200mm。应使各块塔盘板的紧固件间距尽量相同。

通道板最好设计成上下均可拆的连接结构，其紧固件采用双面可拆连接件。

塔盘板、降液板、受液盘可设计成单面可拆的连接结构，其紧固件采用单面可拆连接件。