浅谈关于脱硫塔填料选型 -各填料的优缺点

1、 前言（技术背景）

脱硫技术分为干法脱硫和湿法脱硫两大类，由于干法脱硫（氧化铁、活性炭等）硫容低、更换频繁和净化度不高等缺点，故在我们氮肥企业现在都一般采用的是湿法脱硫，而湿法脱硫又可分为低温甲醇洗和湿式氧化法脱硫技术。据了解，目前只有少数大化企业采用低温甲醇洗技术脱硫，而大多数中、小氮肥企业均采用碱液湿式氧化法脱硫技术，这种技术工艺简单，操作方便在我们中、小氮肥企业得到广泛使用。

但是，在湿式氧化法脱硫过程中，脱硫塔的塔堵问题一直是行业的一大难题。脱硫塔的堵塞轻则造成系统减量生产，重则停车扒塔清洗、更换填料，直接影响到企业的经济效益。而为了进一步降低生产成本，许多企业都选用硫化氢含量较高但价格相对低廉的原料煤。这就对脱硫工艺的合理性、脱硫塔的内件构造、填料的选择等提出了更高的要求。本文着重从填料的传质效率及抗堵能力方面分析、探讨脱硫塔内填料的选型。

2、 填料类型及优缺点：

（1）、散堆填料：散堆填料有很多种，主要包括：阶梯环、鲍尔环、海尔环、泰勒花环、矩鞍环、新星环、拉西环等。散堆填料因在塔内呈不规则堆放，刚刚投入使用时气、液湍动性能好，气、液接触比较充分，填料传质效果好。但使用一段时间后填料容易堵塞的缺点会逐渐显现，特别是在工艺环境较差的工况下，填料板片因呈不同夹角相互交错，填料板片上容易沉积硫膏、污垢，造成气液偏流，形成填料干区，导致塔内填料堵塞，影响系统正常稳定运行。

（2）、孔板波纹规整填料：孔板波纹规整填料因波纹板片呈45°和30°角度倾斜规整，气、液通过填料时，气、液接触比较充分，刚刚使用时传质效果较好，但使用一段时间后填料会逐渐沉积硫膏、污垢，在脱硫塔内很快会出现填料堵塞，造成液体偏流，影响脱硫效率。目前，只有极少数使用优质低硫煤的企业使用孔板波纹填料。

（3）、塑料格栅填料：塑料格栅填料因板片全部垂直塔横截面，填料板片在液体冲刷下不易附着硫膏，抗堵能力强，但格栅填料是采用4mm厚的板片用定位管和钢筋固定，填料自身重量较大，一般为200—300kg/m3，且稳定性能不强，容易造成塔内下部填料不堪重负而垮塌，像百叶窗一样关闭塔内气、液通道，致使气、液流通不畅，只有停车处理。加之，格栅填料板片较厚，在塔内占用有效空间较大，填料比表面积一般不能超过85m2/m3，传质效果不太理想。如果要加大比表面积，就必须增加板片密度，这样又容易造成填料堵塞。

（4）、金属六边形格栅填料：金属六边形格栅填料是用0.2mm不锈钢薄片规整成形，填料连接是点焊固定，填料板片全部垂直向下，填料空隙率大、抗堵能力强，比表面积大的填料也不容易堵塞，气、液传质效果好，但六边形格栅填料是采用板片规整，有三分之一的重叠板片，板片利用率低，填料成本较高，而且填料是点焊连接，填料稳定性能不高，一旦拆卸就会散架变形。

（5）、金属三角形正波规整填料：金属三角形正波规整填料同样是用0.2mm不锈钢薄片规整成形，填料每个单元是三角形构成，稳定性能好，填料板片全部垂直向下，空隙率大、抗堵能力强；比表面积大的填料也不容易堵塞，气、液传质效果好，填料结构不会出现板片重叠部分，填料板片利用率高。但缺点是板片之间为点焊连接固定，不易拆卸重复使用。

（6）、多齿轻瓷填料XA-1

多齿轻瓷填料XA-1：轻瓷填料是我公司在中治焦耐工程技术有限公司、中国市政华北设计院以及天津大学等单位协助下研制开发的一种新型微孔陶瓷规整填料。它具有质轻、比表面积大、阻力小、可切割、耐高温、耐腐蚀等特点,可广泛应用于洗萘、洗苯、洗氨、脱硫、脱碳以及热水饱和塔和直接冷却塔中作填料,具有其它填料不可比拟的显著特点和优异的使用效果。

3、多齿轻瓷填料XA-1优点：

根据以上对各种类型填料的介绍和分析，我们不难看出一次性多齿轻瓷填料XA-1在脱硫塔内应用要比其他填料具有很多的优点：

（1）、与陶瓷散堆填料相比：

1、轻瓷填料的操作重量比陶瓷填料轻,可减轻塔体投资。

2、轻瓷填料的净化效果比陶瓷填料好。

轻瓷填料表面多微孔,具有浸润性,能够保证气液充分接触,延长气液交换时间,净化效果非常理想;而陶瓷填料表面光滑,液体滞留时间短,气液交换不充分,且其有效比表面积低,使用效果不佳。

3、轻瓷填料适用性比陶瓷填料好。

轻瓷填料可切割,在圆形填料塔中能够装填充分而均勻,避免壁流、偏流和沟流现象;而陶瓷填料不可切割,无法填充圆形填料塔四周空洞,从而会造成壁流、偏流和沟流现象,严重影响使用效果。

4、轻瓷填料维护比陶瓷填料方便。

轻瓷填料抗热震性能比较好,能用高温蒸汽吹扫,检修方便;而陶瓷填料不耐急冷急热,易炸易碎,不能用高温蒸汽吹扫,检修麻烦。

（2）、与塑料花环填料相比：

1、轻瓷填料的传质效果优于花环填料。

轻瓷填料是一种微孔陶瓷,具有良好的挂膜性能,能够保证气液之间充分反应;而花环填料表面光滑、不挂液,液体滞留时间短,气液交换不充分,降低了洗涤效果。

2、轻瓷填料不老化、不变形,技术指标稳定性优于花环填料。花环填料易老化、变形,填料在不断挤压下会形成球团现象,导致阻力增大、有效面积重叠增大、洗涤效果降低其技术指标不稳定。

3、轻瓷填料使用寿命与塔体寿命相近,是花环填料使用寿命的四倍以上,从而轻瓷填料的年摊投资成本低于花环填料。

4、轻瓷填料营运成本及维修费用比花环填料低。

在填料塔进行检修时,轻瓷填料可用高温蒸汽进行吹扫,从而大大缩短检修工期;而花环填料必须从塔内掏出,采用高压水枪冲扫,费时费力,营运成本及维修费用高昂。

5、轻瓷填料安全性能比花环填料好。

填料塔在检修期间,在塔内不可避免会烧电焊,使用花环填料有时会因此引发火灾,而使用轻瓷填料则可杜绝类似事故的发生。

6、轻瓷填料比花环填料符合环保要求。

花环填料报废后难以降解回收,存在二次污染,报废成本高;而轻瓷填料报废后不存在环境污染问题。

（4）、与金属格栅填料相比：轻瓷填料既具有金属格栅填料抗堵能力的优点，又不存在板片重叠面问题，也不会出现拆卸变形的问题。

针对金属规整填料拆卸后散架、变形的问题，为了改进填料品质，我公司归纳各种填料的优点，我公司专业生产的轻瓷填料品种有：轻瓷飞碟环、轻瓷多齿环、轻瓷波栅环、轻瓷梅花环等，特殊型号可定制生产。。

目前，我公司（江西省萍乡市横溪化工填料有限公司）专业生产的轻瓷填料与国内多个大型国企钢铁厂签订长期供货协议，供货给焦化厂，年供货量6000多m3。

6、结束语

从填料结构和实际运用情况可以看出，轻瓷陶瓷填料系列产品的开发，主要是取替塔内老式不理想的填充料，解决阻力大、寿命短、易腐蚀、破碎等问题，使用效果好，具有其他填料不可比拟的显著使用效果。在脱硫塔内使用能对系统阻力和脱硫效率取得良好的平衡，既能保证脱硫效率满足工艺需求，又可以保证较低的系统阻力，从而保证生产长周期稳定运行。建议能用得上的企业能够参考、借鉴。

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