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1、3、塔填料的制造与安装 填料的开发、制造一般由填料制造厂完成,填料的性能数据也由制 造厂提供,其质量也应由制造厂保证,这里不加赘述。 (1) 填料安装前的处理 填料的除油 新填料表面有一薄油层,这油层可能是金属填料在加工过程中采用 润滑油润滑而形成的; 也可能是为了避免碳钢填料在运输和储存过程中 被腐蚀而加的防锈油。这层油的存在对于某些物系是绝对不允许的,例 如空分系统中,油层洗涤下来后与液氧共存,可引起爆炸。对于水溶液物 系,这层油可妨碍液膜的形成,对于某些碱性物系还可引起溶液发泡,因此 应弄清 该油的物性,在开车之前将其除掉。为了便于清除油层,填料加工 的润滑剂采用水溶性的较好。碳钢填料应
2、储存在干燥封闭处,不应提前 除,以防锈蚀。 陶瓷填料去碎片 新陶瓷填料和重新填充的陶瓷填料应将其中的碎片筛掉,有时需 用手工逐个除去,散装陶瓷填料在运输过程中难免有破碎,大块的碎填 料仍可利用,其通量有所下降,压降有所升高,但分离效率不会下降。 塔支承圈的拆除 板式塔改填料塔,需将原塔板、降液管及支承圈拆除。水平支承 圈应尽可能割干净。水平支承圈保留,在塔内会干扰气液分布,也减小 了塔的有效截面,从而增大了阻力,减小了通量,效率也会因此而下降。 采用散装填料改造板式塔,只要塔的支承圈面积小于塔截面积 10%,不需拆除。 采用规整填料改造板式塔,在安装前应将支承圈拆除,并打磨干净, 残留量一般应
3、小于5mm,也可听从填料制造商的意见。 (2)、填料及塔内件的安装 需焊接的内件,如填料支承、液体收集器、气液分布器等最好在 填料安装前完成,以防焊渣进入填料内引起火灾。金属填料表面的油 层在焊渣的高温条件下很容易着火,塑料填料更容易引起火灾。焊渣 留在塔内还会引起液体分布器堵塞,影响塔效率。若有些部件必须在 填料安装过程中或完成后进行,需在焊接下方铺设石棉布、石棉板等, 使焊接与填料隔离。 填料及内件的安装步骤： l 安装填料支承； l 安装填料； l 安装填料固定或压紧装置,并调水平； l 安装液体分布器或再分布器,固定并调水平； l 安装完毕，检查。 (3)、填料的安装 填料的安装对保证
4、塔的分离效率至关重要,要在填料 制造厂技术人员的指导下完成。不良的安装会引起气液 不良分布,造成分离效率和处理能力下降,压降升高。 散装填料的安装 散装填料的安装看起来很简单,将填料倒入塔中即可, 其实不然,这样简易安装轻者会造成填料填充密度不均,重 者可造成金属填料变形,陶瓷填料破碎,从而引起气液不均 匀分布,使分离效率下降。 散装填料可采用湿法填充和干法填充，如下图。 陶瓷填料和非碳钢金属填料,若条件允许,应采用湿法填充。采用湿 法填充,安装支挥板后,往塔内充水,将填料从水面上方轻轻倒入水中,填料 从水中漂浮下落,水面要高出填料lm以上。湿法填充可减少填料破损、 变形。湿法填充还增加了散装
5、填料的均匀性,填料用量减少约5%,填料通 量增大,压力降减小。Billet在500mm直径塔用Dg38鲍尔环采用湿法填充 和干法填充进行对比实验,结果表明,采用湿法填充较干法填充少用填料 5%,压降下降10%,效率几乎相等。因此在通量受限制的场合应尽量采用 湿法填充。 采用干法填充填料应始终从离填料层一定高度倒入,对于大直径塔 采用干法填充,有时需人站在填料层上填充。应需注意人不可直接站在 填料上,以防填料受压变形及密度不均,可在填料上铺设木板使受力分散 。 无论采用湿法填充还是采用干法填充,都应由塔壁向中心填充,以防 填料在塔壁处架桥, 填料不应压迫到位,以防变形密度不均。各段填料安 装完毕
6、应检查上端填料是否推平，若有高低不平现象,应将其推平。 规整填料的安装 A、规整填料的外形尺寸 规整填料不象散装填料那样可以不考虑塔的形状,随意装入 塔中,须根据塔的尺寸、形状以及前一节提到的规整填料塔对塔 椭圆度的要求进行制造、安装。采用规整填料改造老塔, 有时其 椭圆度远远达不到此要求,这就需从填料制作和安装方面解决,使 填料适合塔体。 对于直径小于800mm的小塔,规整填料通常做成整圆盘由法 兰孔装。对于直径大于800mm的塔,规整填料通常分成若干块, 由人孔装入塔内,在塔内组圆,无论整圆还是分块组圆,其直径都要 小于塔径,否则无法装入。填料与塔壁之间的间隙,应根据采用的 防壁流圈形式而
7、定,各填料生产厂家通常有自己的标准。 B、规整填料的防壁流圈 通常为防止由于填料与塔壁间隙而产生气液壁流,在 此间隙加防壁流圈。此防壁流圈可与填料做成一体,也可 分开到塔内组装。通常对于小直径整圆盘填料其防壁流 圈是与填料做成一体的,有时一圈两用,既做防壁流圈,又起 捆绑填料的作用。防壁流圈不应将填料与塔壁之间的间 隙在高度方向上全部封死,这样不仅会减少塔的通量,增加 阻力,特别是小直径的塔,而且经实验证明还会引起分离效 率的下降。下图为几种常用的防壁流圈。 图中几种常见的防壁流圈气液以折流流动形式通过 塔壁间隙，既防止了壁流，又利用了间隙起到传质作用 。 C、小直径整盘规整填料的安装 安装小
8、直径整盘规整填料时,先将防壁流圈翻边、摆 正,将相邻两盘填料波纹片成90度角依次放入塔内,并用圆 盘适当压紧。 对于填料层高度较高,直径稍大的塔,为防止如图12-6 所示的情况发生,可采用推盘跟踪填料盘,将填料盘送到预 定位置,但须有安装经验的人员进行操作,也可将几盘填料 进入塔前穿成一串,一起装入塔内，或两人采用钢筋条勾 住填料,下降到预定位置。 D、大直径规整填料的安装 大直径规整填料需分块从人孔进入塔内安装, 盘高通常为 100300mm,每块长度可与塔弦长等长,也可分成若干块。为便于制作、 包装、运输、拆卸,每块长度不宜超过1.8m。每块填料中填料片采用穿 钉组装,有时也简单地采用金属
9、丝或打包带捆绑。为防止丝网填料在运 输中变形,采用金属包角保护填料。 若防壁流圈与填料一体,每块填料安装前需将防壁流圈按要求打开; 若防壁流圈与填料分体,安装过程中需将防壁流圈按要求放到位。通常 安装由一端开始至另一端结束,相邻两盘填料波纹成90度角。如图12-10 所示,每盘填料安装的起始位置。每四盘填料为一个周期,这样成顺时针( 或逆时针方向转动组装填料盘,可以缩小填料上端面水平误差。丝网 填料每盘安装完毕后再去掉包角。安装人员不应总站在塔截面中部,这 样易形成四周高中间低的“锅 底”现象。 各盘填料组装最后一块需借助滑板安装,如图12-11。 由于塔的不圆及其他原因有时需将填料酌情加片或
10、减片, 以使填料适合塔体。填料安装过紧会导致填料片变形,填 料总高“加高”,上端面不平,效率通量下降。同样,填料安装 过松,会导致气液分布不均,分离效率下降。 某些特殊情况,由于时间不允许或其他原因,板式塔改 规整填料塔塔圈不能割除,需制作一些直径与塔圈相符的 填料,以便在塔圈处安装(见图12-12),设计应考虑由此而造 成的效率和通量损失。 (4)、封口前的检查 安装与设计不一致往往要产生麻烦,错误发现的越早越 容易改正,因此检查应与安装同时进行。检查最好由现场技 术服务工程技术人员或设计人员承担,现场服务工程技术人 员和设计人员一般对塔内流体流动状况及传质状况有较好 的了解,很容易发现错误
11、;再者,现场检查也是一个很好的锻 炼,可以提高设计技巧,使以后的设计更完善。 检查最好事先列一检查表,对照表逐项检查,以防遗漏 。对于改造的塔器,应重点检查改造的部分。 安装完毕,如有条件最好采用水或其他介质冷试,检查液 体分布器的分布情况及液体收集器的收集情况,此项工作可 与清洗填料同时进行。试验完毕,将存在液体分布器、收集 器中的杂质清出塔外,即可封塔。 二、投运准备 在精馏装置安装完成后,需经历一系列投运准备工作 后,才能开车投产。投运准备阶段的工作是开车前发现设 计和制造方面错误的最后一次机会。开车前如能发现各种 缺陷,进而修复,比起开车后再发现和修复,在费用和工作量 方面要小得多,如
12、果被迫停产再修复,那损失就更严重。因 此,搞好投运准备十分重要,这对保证精馆装置的正常运转 起关键的作用。下面对投运准备阶段需进行的各项工作分 别进行讨论,并指明正确的做法,防止易犯的错误,以保证各 项工作顺利进行。 1、开车前检查 制造安装完成后的精馆塔如果与设计图纸的尺寸和要求存在某些差 异,均可能是潜在的麻烦根源。因此,需按图纸和设计要求进行检查,有些 还需要由专业人员进行,如防腐蚀、可能发生的疲劳损坏等,其大部分检 查则由工艺和操作人员进行。 尽早发现缺陷和差错,尽早进行修复,所花费的时间最短,其费用也能 减到最小,所以应提倡边安装边检查。尤其对于那些装好以后难以接近的 构件,例如塔底
13、受液盘区更应这样做。 不少人推荐检查工作由技术部门人员进行,这样一方面能平衡该阶段 操作人员和技术部门人员的工作量,易安排;另一方面,也因为技术部门人 员一般对塔内的流动情况和传质情况比较了解,熟悉哪些内容应该重点检 查。同时,在检查过程中还给技术部门人员提供了宝贵的实践机会,对于 改进今后的设计和维持正常运转都有利。 在着手检查工作前应该准备一份检查内容的清单,使检查要求清楚简 明,又可防止遗漏。 规整填料塔检查内容指南 安装前储存检查： 1. 填料类型、尺守、结构材料、数量和无机械损伤 2. 储存场所应清洁、干燥和遮盖 塔的检查： 1. 塔应清洁、干燥、无碎屑和焊渣等； 2. 圆整度和垂直
14、度； 3. 旧的接管和支承圈应切除,残留量离壁不应超过3mm； 4. 上下两层填料应转向90度,填料应清洁无损坏； 5. 分布器应该清洁、水平和恰当支承,在开车前应彻底地吸清； 6. 分布器与填料底间距离应符合规定； 7. 塔内件对汽液相流动的限制应最小； 8. 分布器尺寸、孔数和排列以及孔径； 9. 升汽管式塔板：尺寸、类型、升汽管高度、布置、 水(液体)的排出； 10.汽体分布器如有的话)：尺寸、孔数和布置、与塔 底支承板间距离； 11.仪表：热电偶套管的安装应对汽液相流动最小干扰 储槽液位计应避免扰动的影响； 12.塔的附件：水蒸气阀、冷凝水排除器、进料阀、再 沸器和塔顶冷凝器、旋涡消除
15、器、除雾器等。 2、管线清扫 塔设备安装完毕后,与其相连接的管道需进行清扫,以 清除安装中残留在管路中的残渣杂物,防止开工后夹带入 塔或影响调节阀、流量仪表的操作和测量等。 管线清扫一般从塔向外吹扫,首先将各管线与塔相连 接处的阀门关死;将仪表管线拆除, 接管处阀门关死,只将 指示清扫所需的仪表(如压力表)保留。开始向塔内充以清 扫用的空气或氮气，塔临时作为一个“汽柜”，当达到一定 压力后停止充汽,接着对各连接管路逐根清扫。 扫线时需注意如下一些问题: (1) 将管线中的调节阀和流量计等拆除,临时用短管代替。 (2) 管线中的清扫气速应足够大,才能有效地实现清扫。当 乙烯装置进行全系统的贯通吹
16、扫时,要求吹扫气速不低于 20m/s；工艺管道吹扫的压力一般要 求0.60.8MPa。 (3) 扫线时要防止塔压下降过快,因为塔压下降过快意味着 塔中气速过大,而塔都有一定设计气速,过大的气速将引起过 大的床层或塔板压降,过大压降可能会造成塔板或填料支承 等永久变形,造成填料流化而被带走。为此在清扫管线之前, 应对每根管线采用的气体流量进行估计,做到控制有根据。 (4) 仪表管线在物料和水、汽等管线清扫完成后,先将接 口扫清,再接上仪表管进行清扫。 3、塔的清扫 当塔处理的是易燃易爆等危险物料时,在塔开车之前,需用惰 性气体清扫赶走塔中的空气,随后再由物料蒸汽赶走惰性气体。在 这种塔停车时,也需按上述相反步骤进行清扫,排除危险,为进一步 入塔检查和检修创造条件。 清扫用的惰性气最常用的是氮气,水蒸气和二氧化碳等也可用, 经常将氮气和蒸汽结合起来进行清扫。开车前的清扫先用水蒸气, 马上接着用氮气清扫。水蒸气因其温度高,容易吹除塔中的挥发性 杂质,还能清除堵塞,但清扫后不接着用氮气吹扫,将因其冷凝而产 生负压,又复吸入空气;在停车的清扫时,其蒸汽易
