吸收塔
關(guān)注創(chuàng)建者：上海安世亞太 創(chuàng)建時(shí)間：2021-01-04
吸收塔的實(shí)例教程
借助CAE技術(shù)，可以掌握吸收塔內(nèi)真實(shí)的流動(dòng)狀態(tài)，有針對(duì)性的對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，縮短產(chǎn)品研制周期。
脫硫吸收塔三維建模與仿真計(jì)算工具
安世中德針對(duì)脫硫吸收塔等環(huán)保設(shè)備，開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用脫硫吸收塔三維建模與仿真計(jì)算工具，實(shí)現(xiàn)了脫硫吸收塔的快速精確建模、高效計(jì)算與結(jié)果報(bào)告。
脫硫吸收塔仿真計(jì)算工具的優(yōu)勢(shì)
■ 三維參數(shù)化整體建模
包含塔外形、塔煙氣進(jìn)出口、噴淋層結(jié)構(gòu)、增效內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)等的基于部件的全三維交互式參數(shù)化建模；模板中的設(shè)計(jì)參數(shù)和計(jì)算參數(shù)的對(duì)應(yīng)描述。
■ 實(shí)用噴嘴布局工具
可視化噴嘴布局，針對(duì)多層噴嘴布置的圓形噴嘴布局和矩形噴嘴布局算法，詳細(xì)的噴嘴參數(shù)設(shè)置，自動(dòng)生成Fluent腳本文件。
▲ 圖2. 脫硫吸收塔整體三維有限元模型
■ 高度自動(dòng)化的網(wǎng)格化分
極少的參數(shù)控制，生成高質(zhì)量的六面體主導(dǎo)的模型網(wǎng)格。
■ 友好的面向設(shè)計(jì)人員的計(jì)算設(shè)置
數(shù)值計(jì)算本身固化后置于后臺(tái)，工藝設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)置于前臺(tái)。
■ 定制化結(jié)果顯示
根據(jù)實(shí)際要求，可以給出塔內(nèi)不同物理場(chǎng)合不同位置的結(jié)果圖顯示，并可以給出客戶(hù)關(guān)注的數(shù)據(jù)信息。
展開(kāi) 為了除去煙氣中的二氧化硫以及氮氧化物，目前出現(xiàn)了很多較為成熟的脫硫脫硝一體化技術(shù)，而脫硫吸收塔是脫硫一體化的重要建筑結(jié)構(gòu)。在脫硫檢修過(guò)程中，吸收塔筒壁內(nèi)壁有防腐層，防腐材料多為玻璃鱗片，在進(jìn)行塔體修復(fù)焊接作業(yè)時(shí)極容易引起火災(zāi)；在管路作業(yè)時(shí)，與吸收塔相連的管路為襯膠管路或PPR管路（均為易燃物），襯膠施工使用的丁基膠水是極易揮發(fā)，燃點(diǎn)很低的物質(zhì)，膠板也是易燃物質(zhì)，稍有疏漏，就會(huì)發(fā)生火災(zāi)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)已發(fā)生了脫硫吸收塔失火事故二十多起，既造成了重大經(jīng)濟(jì)損失，又延誤了脫硫工程的工期，有的事故甚至造成人員傷亡。本文結(jié)合筆者多年從事火電廠脫硫安全管理積累的經(jīng)驗(yàn)，從吸收塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、作用機(jī)理等方面進(jìn)行分析，為國(guó)內(nèi)大型火電站避免發(fā)生脫硫吸收塔火災(zāi)事故提供經(jīng)驗(yàn)參考。
一 脫硫吸收塔火災(zāi)成因分析
1脫硫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析
由于目前我國(guó)多數(shù)電廠都已采用取消旁路的運(yùn)行方式，煙囪與吸收塔串聯(lián)在一起，受煙囪自拔力的影響，雖有煙道擋板門(mén)阻擋了空氣的流動(dòng)，但受擋板門(mén)嚴(yán)密性的限制，脫硫系統(tǒng)的吸收塔內(nèi)部在停運(yùn)檢修期間多為負(fù)壓狀態(tài)，因此聯(lián)通至吸收塔的管路在焊接作業(yè)時(shí)，當(dāng)有焊渣或產(chǎn)生明火時(shí)極容易被吸入到吸收塔內(nèi)的易燃物上，如除霧器模塊（PPR材質(zhì)易燃）、除霧器沖洗管路（PPR材質(zhì)易燃）、塔壁防腐（玻璃鱗片）、氧化風(fēng)管路（環(huán)氧樹(shù)脂易燃），而在塔外施工的檢修人員不容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。在此建議,以上區(qū)域應(yīng)盡可能采用阻燃型材料,尤其塔壁內(nèi)襯防腐最好采用阻燃型玻璃鱗片,這樣可最大幅度降低因連帶引發(fā)的易燃風(fēng)險(xiǎn)。
2施工區(qū)未能實(shí)行全封閉式隔離
以往吸收塔火災(zāi)失事調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在吸收塔周邊10米內(nèi)，在技術(shù)改造或局部維修過(guò)程中，沒(méi)有實(shí)行全封閉式隔離。周?chē)袆?dòng)火工作時(shí)，沒(méi)有采取有效隔離措施，致使明火與易燃的揮發(fā)氣體接觸造成火災(zāi)。這中情況屬于工程施工不規(guī)范、技術(shù)控制不嚴(yán)格所造成。
展開(kāi) 概述
脫硫吸收塔是對(duì)工業(yè)廢氣進(jìn)行脫硫處理的設(shè)備，采用濕法煙氣脫硫環(huán)保技術(shù)的核心工藝都是在脫硫吸收塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)CFD流場(chǎng)計(jì)算的數(shù)值仿真技術(shù)，可以準(zhǔn)確模擬脫硫過(guò)程中的換熱反應(yīng)、相變反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，成為脫硫吸收塔設(shè)計(jì)的重要手段。
圖1. 常見(jiàn)噴淋式吸收塔示意圖
在脫硫吸收塔內(nèi)，對(duì)煙氣中的有害氣體進(jìn)行化學(xué)吸收。為了強(qiáng)化吸收過(guò)程，提高脫硫效率，需要對(duì)吸收塔內(nèi)噴淋層布局，噴嘴形式，除霧器、肋板、煙氣入口和煙氣出口的位置進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，使煙氣流態(tài)、除塵劑霧化除塵效果達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。借助CAE技術(shù)，可以掌握吸收塔內(nèi)真實(shí)的流動(dòng)狀態(tài)，有針對(duì)性的對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，縮短產(chǎn)品研制周期。
脫硫吸收塔三維建模與仿真計(jì)算工具
安世中德針對(duì)脫硫吸收塔等環(huán)保設(shè)備，開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用脫硫吸收塔三維建模與仿真計(jì)算工具，實(shí)現(xiàn)了脫硫吸收塔的快速精確建模、高效計(jì)算與結(jié)果報(bào)告。
脫硫吸收塔仿真計(jì)算工具的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：
（1）三維參數(shù)化整體建模。包含塔外形、塔煙氣進(jìn)出口、噴淋層結(jié)構(gòu)、增效內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)等的基于部件的全三維交互式參數(shù)化建模；模板中的設(shè)計(jì)參數(shù)和計(jì)算參數(shù)的對(duì)應(yīng)描述。
（2）實(shí)用噴嘴布局工具。可視化噴嘴布局，針對(duì)多層噴嘴布置的圓形噴嘴布局和矩形噴嘴布局算法，詳細(xì)的噴嘴參數(shù)設(shè)置，自動(dòng)生成Fluent腳本文件。
圖2. 脫硫吸收塔整體三維有限元模型
（3）高度自動(dòng)化的網(wǎng)格化分。極少的參數(shù)控制，生成高質(zhì)量的六面體主導(dǎo)的模型網(wǎng)格。
（4）友好的面向設(shè)計(jì)人員的計(jì)算設(shè)置。數(shù)值計(jì)算本身固化后置于后臺(tái)，工藝設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)置于前臺(tái)。
（5）定制化結(jié)果顯示。根據(jù)實(shí)際要求，可以給出塔內(nèi)不同物理場(chǎng)合不同位置的結(jié)果圖顯示，并可以給出客戶(hù)關(guān)注的數(shù)據(jù)信息。
展開(kāi) 編 輯 | 化工活動(dòng)家
來(lái) 源 | 四川石化、石油化工腐蝕與防護(hù)
作 者 | 陳益輝
關(guān)鍵詞 | 催化裂化 吸收塔冷卻器 腐蝕防護(hù)
共 1845 字 | 建議閱讀時(shí)間 9 分鐘
冷卻器簡(jiǎn)介
催化裂化裝置吸收塔部分工藝流程如圖1所示。
壓縮富氣從吸收塔C-1301下部進(jìn)入，從分餾部分來(lái)的粗汽油以及作為補(bǔ)充吸收劑的穩(wěn)定汽油分別從第1層、第4層和第15層塔盤(pán)注入，與壓縮富氣逆向接觸。為了取走吸收過(guò)程中放出的熱量，在吸收塔中部設(shè)有兩個(gè)中段回流，分別從第7層和第22層塔盤(pán)用泵P-1305A/B和泵P-1306抽出，經(jīng)冷卻器E-1303A/B和E-1304A/B冷卻，然后返回第8層和第23層塔盤(pán)。在2018年8月巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)冷卻器E-1303A/B內(nèi)漏，于是對(duì)冷卻器進(jìn)行緊急隔離和設(shè)備檢修。冷卻器管束材質(zhì)為Q245R鋼，共計(jì)1212根，冷卻器設(shè)備工藝參數(shù)見(jiàn)表1。
其結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖2。
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來(lái) 源 | 互聯(lián)網(wǎng)整理
關(guān)鍵詞 | 吸收穩(wěn)定系統(tǒng) 操作
共 3922 字 | 建議閱讀時(shí)間 18 分鐘
影響吸收穩(wěn)定系統(tǒng)操作的因素
01
吸收操作影響因素
影響吸收的因素很多，主要有：油氣比，操作溫度、操作壓力、吸收塔結(jié)構(gòu)、吸收劑和溶質(zhì)氣體的性質(zhì)等。對(duì)具體裝置來(lái)講，吸收塔的結(jié)構(gòu)、吸收劑和氣體性質(zhì)等因索都已確定，吸收效果主要靠適宜的操作條件來(lái)保證。
①油氣比
油氣比是指吸收油用量（粗汽油與穩(wěn)定汽油）與進(jìn)塔的壓縮富氣量之比。當(dāng)催化裂化裝置的處理量與操作條件一定時(shí)，吸收塔的進(jìn)氣量也基本保持不變，油氣比大小取決于吸收劑用量的多少。增加吸收油用量，可增加吸收推動(dòng)力。從而提高吸收速率，即加大油氣比，利于吸收完全。但油氣比過(guò)大，會(huì)降低富吸收油中溶質(zhì)濃度，不利于解吸；會(huì)使解吸塔和穩(wěn)定塔的液體負(fù)荷增加，塔底重沸器熱負(fù)荷加大回循環(huán)輸送吸收油的動(dòng)力消耗也要加大；同時(shí)，補(bǔ)充吸收油用量越大，被吸收塔頂貧氣帶出的汽油量也越多，因而再吸收塔吸收柴油用量也要增加，又加大了再吸收塔與分餾塔負(fù)荷。從而導(dǎo)致操作費(fèi)用增加。另一方面，油氣比也不可過(guò)小，它受到最小油氣比限制。當(dāng)油氣比減小時(shí)，吸收油用量減小，吸收推動(dòng)力下降，富吸收油濃度增加。當(dāng)吸收油用量減小到使富吸油操作濃度等于平衡濃度時(shí)，吸收推動(dòng)力為零，是吸收油用量的極限狀況，稱(chēng)為最小吸收油用量，其對(duì)應(yīng)的油氣比即為最小油氣比．實(shí)際操作中采用的油氣比應(yīng)為最小油氣比的1.1～2.0倍。一般吸收油與壓縮富氣的重量比大約為2。
展開(kāi) 
吸收塔的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
吸收塔的最新內(nèi)容
為提升計(jì)算效率，團(tuán)隊(duì)運(yùn)用高性能計(jì)算（HPC）充分釋放求解器的并行計(jì)算潛力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)吸收裝置內(nèi)部各區(qū)域熱流行為的全面解析，包括：
空氣與冷凍水介質(zhì)中的速度云圖/矢量圖
壓力分布云圖
溫度場(chǎng)分布
吸收模式配置下的溫度場(chǎng)云圖
吸收塔內(nèi)部溫度分布示意
“我們與領(lǐng)先的工程解決方案供應(yīng)商 Messen Labs 建立合作，并采用 Altair
在吸收塔內(nèi)吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的氫氧化鈣以及鼓入的空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終的反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。同時(shí)能夠去除煙氣中的其他雜質(zhì)。脫硫后的煙氣經(jīng)過(guò)除霧器去除帶出的細(xì)小的液滴，經(jīng)過(guò)熱交換器加熱升溫后排如煙囪。脫硫石膏經(jīng)過(guò)脫水裝置脫水后回收。
干燥器、冷凝器等換熱裝置的模擬分析
? 高壓釜反應(yīng)器的模擬
? 填料塔、板式塔、分餾塔盤(pán)等塔設(shè)備的模擬
? 煙氣脫硫塔設(shè)備的模擬
煉化工程仿真分析應(yīng)用與案例分享
壓力容器分析
壓力容器螺栓疲勞分析
壓力容器熱棘輪效應(yīng)安定性分析
壓力容器接管處損傷容限分析
加氫反應(yīng)器蠕變疲勞開(kāi)發(fā)和分析
脫硫吸收塔工藝數(shù)值仿真分析
6.4 再沸爐燃燒過(guò)程模擬
6.5 板式塔內(nèi)部流動(dòng)分析
6.6 蒸餾塔過(guò)程模擬
6.7 攪拌罐反應(yīng)器反應(yīng)過(guò)程模擬
6.8 苯乙烯聚合反應(yīng)過(guò)程仿真計(jì)算
6.9 聚合反應(yīng)器過(guò)熱安全仿真設(shè)計(jì)
6.10 脫硫吸收塔工藝數(shù)值仿真分析
二氧化碳捕集流程圖如下圖所示：
其基本過(guò)程為：煙氣在脫硫、脫硝后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)從底部進(jìn)入吸收塔，同時(shí)吸收液從吸收塔的頂部噴淋而下，煙氣和吸收液在吸收塔內(nèi)接觸后發(fā)生反應(yīng)。
1、垃圾發(fā)電煙氣碳捕集項(xiàng)目
坐標(biāo)：浙江 捕碳效率：95%以上
該碳捕集工藝系統(tǒng)，以高效填料吸收塔和解吸塔為核心處理單元，通過(guò)優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備布局，實(shí)現(xiàn)了煙氣系統(tǒng)、有機(jī)胺吸收液循環(huán)系統(tǒng)、冷卻換熱系統(tǒng)、蒸汽及疏水系統(tǒng)的高效集成，大幅減少系統(tǒng)占地面積。
圖4 錦界電廠CO2捕集工程系統(tǒng)流程圖
系統(tǒng)工藝為：凈煙氣從脫硫吸收塔出口經(jīng)堿洗預(yù)處理后，進(jìn)入捕集裝置進(jìn)行CO2回收處理。采用復(fù)合胺吸收劑吸收煙氣中的CO2。煙氣從塔底進(jìn)入吸收塔，與吸收液在塔內(nèi)逆向接觸。在冷卻方面，采用級(jí)間冷卻工藝對(duì)吸收塔吸收段第二段填料下的半富液進(jìn)行冷卻。這樣做是為了降低反應(yīng)熱量，提高捕集效率與吸收負(fù)載。
當(dāng)煙氣向上通過(guò)吸收塔時(shí)，二氧化碳分子被吸收劑從煙氣中去除。吸收塔頂部的煙氣二氧化碳濃度最低。存在一個(gè)臨界點(diǎn)，超過(guò)這個(gè)臨界點(diǎn)，吸收劑就越來(lái)越難與煙氣中降低的二氧化碳水平發(fā)生反應(yīng)。除此之外，由于捕獲二氧化碳的剩余成本會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的額外成本（即與柱高度的增加和/或柱內(nèi)表面積的增加相關(guān)的成本），捕獲設(shè)施的經(jīng)濟(jì)性會(huì)降低。研究正在進(jìn)行中，以更準(zhǔn)確地確定相關(guān)的引爆點(diǎn)，以設(shè)定給定設(shè)施的目標(biāo)捕獲率。
運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)在秋冬低溫時(shí)節(jié)吸收塔水平衡出現(xiàn)問(wèn)題,吸收系統(tǒng)液量降低明顯,貧富液質(zhì)量濃度逐漸增加。經(jīng)分析,低溫狀態(tài)下原料煙氣經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離管道輸送后煙溫大幅度降低,而在吸收塔中煙氣與吸收劑接觸反應(yīng)過(guò)程中煙溫升高,其飽和水含量增加,自吸收劑中吸收水分。因此在低溫季節(jié),應(yīng)適當(dāng)降低深度凈化塔循環(huán)液量,減少或關(guān)閉冷卻水,以保證吸收塔入口煙溫在一定水平。
1、垃圾發(fā)電煙氣碳捕集項(xiàng)目
坐標(biāo)：浙江 捕碳效率：95%以上
該碳捕集工藝系統(tǒng)，以高效填料吸收塔和解吸塔為核心處理單元，通過(guò)優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備布局，實(shí)現(xiàn)了煙氣系統(tǒng)、有機(jī)胺吸收液循環(huán)系統(tǒng)、冷卻換熱系統(tǒng)、蒸汽及疏水系統(tǒng)的高效集成，大幅減少系統(tǒng)占地面積。
