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空冷器在甲胺装置的应用探讨

[日期:2013-04-15] 来源:《中氮肥》  作者:姚程程 张吉林 刘朋 [字体: ]

 

(山东华鲁恒升化工股份有限公司,山东 德州253024

[中图分类号]TQ 051.5[文献标识码]B[文章编号]1004-9932201302-0053-02

 

1  甲胺装置循环水换热器现状

我公司共有3套甲胺装置,其中2套产能为60 kt/a,另1套为80 kt/a。每套装置均有5台精馏塔,塔顶设有循环水冷凝器,另外,合成系统、5塔塔釜废水均需用循环水冷却,故循环水用量很大。尤其在夏季,气温高导致循环水蒸发量大,循环水系统需补充大量的新鲜水来维持正常循环量。循环水温度高后,往往导致各精馏塔超压放空,造成物料浪费并被迫降低生产负荷运行。同时,高温物料与循环水换热后,循环水侧的管壁结垢严重,换热效果降低,造成生产负荷逐渐降低,换热器运行不足1 a就需要停车清洗,耗费大量人力、物力。由于甲胺具有腐蚀性,换热器腐蚀泄漏后甲胺物料漏进循环水,造成循环水氨氮、COD超标,致使循环水不能正常排放,循环水水质不断恶化,反过来又加剧了换热器腐蚀,造成更多的换热器泄漏。由于甲胺系统换热器泄漏数量较多,每年用于购买换热器的费用较高。

为此,公司技术人员进行多次探讨,寻求解决换热器腐蚀、结垢问题的办法。曾使用过除垢仪、材料升级等方法,对缓解换热器结垢、腐蚀起到一定的作用,但未能从根本上解决问题。

2  甲胺装置试用空冷器的思路

抛开传统的循环水换热器思路,考虑是否可以利用空冷器替代部分循环水冷却器,达到节能、缓垢、保持生产负荷全年稳定的目的?

2.1  空冷器的原理及结构特点

空气冷却器是利用空气冷却热流体的换热器,可作为冷却器,也可用作冷凝器,主要由管束(或板束)、通风机和构架3部分组成1。空冷器按冷却方式分为干式和湿式;按结构型式分为翅片式和板式。

翅片式空冷器通常采用光管外径为25 mm、翅片高为12.5 mm的低翅管和翅片高为16 mm的高翅管。翅片一般用热导率高的材料(最常用的是铝)制成,缠绕或镶嵌到光管上。翅片式空冷器占地面积较大,耗材量较多。

板式空冷器的传热单元为全焊式板束,风机采用垂直安装的引风式风机,热介质自上而下流经板束,空气横向穿过板束,与热介质形成交叉换热。

板式换热器具有传热效率高、流通面积大、管内阻力低、结构紧凑、占地面积小、操作灵活、热损失小、安装和拆卸方便、使用寿命长等特点,在相同压力降的情况下,其传热系数是列管式换热器的3~5倍,占地面积仅为列管式换热器的1/3,金属消耗量只有列管式换热器的2/32种介质的传热平均温差可以小至1 ℃,热回收效率可达99%以上。因此,板式换热器是一种高效、节能、节约材料、节约投资的先进热交换设备2

2.2  采用空冷器的优势分析

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