二氧化碳提純塔底重沸器選型研究（二）

今天德潤(rùn)正明的小編和大家分享二氧化碳提純塔底重沸器選型研究：

二氧化碳提純塔底重沸器選型研究

臺(tái)寧寧*   崔 雋 中海油石化工程有限公司 青島 266100

臧 瑋   中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司 天津 300450

提純塔對(duì)于產(chǎn)品二氧化碳的濃度至關(guān)重要，為保證提純塔底液體二氧化碳產(chǎn)品的純度，塔底設(shè)置重沸器。為了節(jié)能，提純塔重沸器使用脫水后的二氧化碳?xì)怏w作為熱源，將提純塔底溫度維持在-15℃左右。塔釜液體二氧化碳被加熱氣化，產(chǎn)生的氣體在提純塔內(nèi)自下而上流動(dòng)，進(jìn)提純塔的液體二氧化碳自上而下流動(dòng)，氣、液相在填料段進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，液體二氧化碳中的低沸點(diǎn)雜質(zhì)被蒸發(fā)，二氧化碳產(chǎn)品得到了提純。

2 提純塔底重沸器型式

石油化工和天然氣項(xiàng)目中塔底重沸器一般選擇釜式重沸器、立式熱虹吸重沸器或臥式熱虹吸重沸器，但此裝置按其自身特點(diǎn)，重沸器采用浸沒式的換熱結(jié)構(gòu)，干燥二氧化碳?xì)怏w所處的管束浸沒在提純塔底液體二氧化碳中，可以提高換熱效果，減少設(shè)備投資。

某項(xiàng)目為天然氣終端廠食品級(jí)二氧化碳回收利用項(xiàng)目，提純塔塔釜內(nèi)徑為1200mm。提純塔重沸器工藝物流操作參數(shù)見表1。

表1 提純塔重沸器工藝物流操作參數(shù)

2.1 盤管式重沸器

二氧化碳?xì)膺M(jìn)入分配管后，兩路進(jìn)換熱管，螺旋上升至集合管混合，通過集合管離開提純塔。盤管式重沸器示意圖見圖2。

圖2 盤管式重沸器示意圖

傳熱計(jì)算結(jié)果見表2。由計(jì)算結(jié)果分析：當(dāng)換熱管規(guī)格選擇φ60.3×3時(shí)，在滿足換熱要求的前提下，換熱管內(nèi)壓降為1370kPa，壓降過大；當(dāng)換熱管規(guī)格選擇φ88.9×3時(shí)，壓降為176kPa，壓降仍然偏大，壓降數(shù)值高，造成能量浪費(fèi)。提純塔內(nèi)徑為1200mm，盤管直徑約為600~850mm，換熱管直徑越大，加工越困難，且盤管尺寸較大，不能通過人孔運(yùn)出檢修。

表2 盤管式重沸器傳熱計(jì)算結(jié)果

2.2 管束式重沸器

二氧化碳?xì)膺M(jìn)入分配管后，分配到若干換熱管中，換熱管為直管，上升至集合管混合。根據(jù)分配管和集合管的高度差，換熱管中間可以加法蘭斷開，既有利于換熱管檢修，又可以避免換熱不均勻。管束式重沸器示意圖見圖3。

圖3 管束式重沸器示意圖

傳熱計(jì)算結(jié)果見表3。由計(jì)算結(jié)果分析：管束式重沸器將物流分配到若干換熱管中，換熱管內(nèi)流速和壓降可以控制在合理范圍內(nèi)。但換熱管內(nèi)流速相對(duì)偏低，管內(nèi)傳熱系數(shù)較小，為保證換熱效果，需要較大的換熱面積。因此，換熱管長(zhǎng)度會(huì)比較長(zhǎng)，換熱管長(zhǎng)度不合理。

表3 管束式重沸器傳熱計(jì)算結(jié)果

青島德潤(rùn)正明自動(dòng)化設(shè)備有限公司可提供從500Kg/h到2000Kg/h產(chǎn)量的整套二氧化碳回收設(shè)備與各部分的標(biāo)準(zhǔn)化模塊，也可對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造滿足生產(chǎn)要求。設(shè)備確保運(yùn)行可靠，低維護(hù)；高回收率，旺季可出售氣體；露點(diǎn)低，口味純正；進(jìn)氣純度95%或18小時(shí)回收，連續(xù)生產(chǎn)時(shí)提純純度可達(dá)到0.1~0.5ppm，淡季生產(chǎn)保證1ppm以下，其中節(jié)能模塊運(yùn)用在的液、氣相過程中，產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)化，節(jié)能降耗成果巨大。