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CJN化工分离技术
浏览: 发布日期:2018-06-20

  CJN化工分离技术是一种新的、有别于现代化工设备上广泛应用的设计技术,是一种新的设计思想和设计理念。

  CJN化工分离技术的设计思想和设计理念的不同于常规设计之处在于,在设计技术上不断创新,把创新和设计结合在一起,达到最完美的使用效果。

  CJN化工分离技术在硬件(结构)设计上不是简单的根据常规的传质构件(填料、塔板)常规的辅助构件(各种气液分布器、进液分布器、进气分布器、积液箱等),常规的支撑、压紧构件(各类支撑梁、悬吊梁、工字梁、槽钢梁、支撑栅板、驼峰支撑、各类压梁、支撑塔圈、支座)进行选择设计,而是在CJN化工分离技术设计思想和设计理念的指导下,设计出新的结构,以获取意想不到的使用效果。

  CJN化工分离技术不因循守旧,不是简单的选择设计,填料片、填料层、塔板、气液分布器、支撑件、压紧件以及整个塔内部结构都要根据用户的具体工况要求进行设计。设计没有框框,没有固定的模式,但有一定的规范。

  CJN化工分离技术在设计中采用的填料为我公司研发的,种类繁多,用途广泛,可用于各类化工分离、反应、换热、凉水、污水处理、净化气体的操作中。在项目的设计中要根据不同的操作、不同的操作环境、不同的要求,采用多种不同种类的填料进行组合设计,用这种方法设计出来的填料层能使填料最大限度的发挥传质作用,使分离效率达到最佳状态。这就是CJN型组合式填料与常规填料的不同之处。

  按以前的传质理论,在一个填料层中是不允许几种填料混装的,因为混装的填料会形成不均匀的填料床层,由于填料床层不均匀降导致气液分布的不均匀,在整个塔截面形成不一致的气液比,从而使填料的传质性能下降。而CJN化工分离技术认为在一段填料层中采用一种填料是不科学的,在一个分离塔中采用一种填料更不是最佳的设计选择,要根据具体的要求,在一段填料层中设计不同结构的填料进行组合,以使填料层的结构更完美,更能获得好的综合性能。以精馏塔的一段填料层为例,上表面的填料层应有优良的液体均布作用,以便由分布器的小孔中流出的液体分布的更均匀(增加分布点,或由点分布变成线分布、面分布),以弥补液体分布器的不足。该填料层的下面即是主体填料,起主要的分离作用,该填料的传质效率虽然很高,但随着高度的增加而使气液分布变得不均匀,这是由气体的趋中现象和液体的趋壁现象造成的,在塔截面的中央部位液量减少,甚至造成无液,而液体却大量趋向塔壁,使壁流变得很严重,从而导致分离效率下降,以往改变这一状况的方法是把填料层分段,把液体和气体重新再收集分布一下,当然要在两段填料层之间的空间设置气液收集再分布器,我们知道气液分布器本身并没有传质作用,而其制造费用与填料层是一样的,填料层的高度是随着塔径的增加而减少的,即塔直径越大,分段后的填料层高度越矮(填料的放大效应所致),而气液分布器占据的塔内空间则随着塔径的增大而增大,其占据的塔内空间占总塔高度的40%——60%(大型塔)。而塔径越小填料层的高度越高,内件占据的空间则是大幅度降低。目前改变这一状况的最好方式则是在主填料层内设置改变中效应的填料。我公司研发的具有改变填料层内中效应的填料具有优良的气液再分布功能,它既是填料,有传质性能,又有气液再分布器的作用,改善了填料层中的气液分布的不均匀状态,提高了其下面填料层的分离效率。主填料层最下方应设置具有捕沫脱固作用的填料,因为液沫夹带实际上是液体的返混,而液体的返混会造成填料层分离效率的降低。而气体中夹带的固体污垢则会导致填料层的堵塞,不但会使填料层的分离效率下降,还会使填料层的阻力增加,通过能力减小,严重时会使装置无法正常运行。这样看来在精馏吸收设备中的一段填料层至少要由四种不同结构、不同功能的填料组成,如对填料层再有闪蒸、缓冲、换热、均布气体的要求,填料层之内的种类还要增加。这些就是我们设计CJN型组合式填料层的理论依据。

  专用填料也是CJN化工分离技术的一个新的理论,现在应用于化工装置上的填料无论是规则填料还是颗粒填料,大都是通用型,即:精馏、吸收、液-液萃取、非均相液体分离、除尘、换热、污水处理等都可以使用,我们称之为万能填料或全能填料。所谓万能就是在哪里都采用,但其有一个最大的弱点,就是针对具体操作,常规的通用填料比专用填料在性能上要差很多。例如:用于密度不同的液体分离,使用效果远远不如非均相液体分离专用填料;用于换热,使用效果远远不如换热专用填料;用于液-液萃取,使用效果远远不如液-液萃取专用填料;用于双氧水装置中的氧化塔,其使用效果远远不如氧化塔专用填料。就像体育比赛中的五项全能运动员,在每一个单项运动中的成绩远不如专项运动员的成绩好。CJN型组合式专用填料就是在这两种理论的基础上研发出来的一个全新的类型,是新一代的产品,该填料可由多种不同类型的填料板片组合成,或与颗粒填料组合成专用填料,有适合化工分离的,也有适合化学反应的,还有适合于换热、除尘、环保的,种类非常多。例如低液体负荷专用填料、高液体负荷专用填料、抗堵性能极佳的专用填料等等。对于受液膜控制或气膜控制的传质操作,在理论上大家都明白要分别扰动液体和气体,使液膜或气膜减薄,从而降低传质阻力,提高传质效率,但如何设计出能满足这一要求的填料,使填料更具有针对性,或者兼而有之呢,在这种思想指导下设计出的填料应该属于专用填料的范畴。填料的组合形式也多种多样,有规则填料组合式,颗粒填料组合式,规则填料颗粒填料组合式等多种类型。

CJN化工分离技术的又一亮点

(液体由点分布变成线分布,由线分布变成面分布)

  液体在填料层上的分布由点分布变成线分布,由线分布变成面分布,并改善了常规孔板波纹填料峰谷积液、滞液的状态,润湿面积大大提高,增大了填料层有效的传质面积,是天津市成江耀华化工分离技术有限公司的专有技术——CJN化工分离技术的另一个组成部分。是由CJN型组合式内件和CJN型组合式填料两部分的设计技术组合而成,相互结合、相互依存,缺一不可。目前化学工业上应用的常规内件、常规填料是不能将液体分布由点分布改变成线分布的。有的设计结构自称是把点分布变成了线分布,实际上是在布液孔的外侧设置了一块挡布液板(垂直于填料盘),液体自布液孔流出(喷出)后,打在布液板上,再由布液板横向分布后向下流动,分散到填料层上,在测试和观察时可以明显的看到,液体依然是以滴落的形式撒在填料层上,只是布液点多了一些。但依然是点分布而不是线分布。至于由线分布变成面分布,更是没有人尝试过,没人搞成过。孔板波纹填料峰谷积液、滞液是影响液体在填料层内分布的又一个长期解决不了的难题,液量过大或过小(液体负荷大于20m³/m²·h,小于3m³/m²·h)都会使填料的分离效率下降,液体负荷大于50m³/m²·h时,孔板波纹填料的传质效率则会大幅度下降。在这一点上,清华大学、河北工业大学的一些专家教授都有这方面的专文论述,天津大学的一些教授在化肥工业上应用孔板波纹填料在大液体负荷时,也证明高液体负荷时,孔板波纹填料的分离效率不如颗粒填料。用以孔板波纹为代表的规则填料改造颗粒填料塔,在大液体负荷时将会导致分离效率下降,这在实际应用中的很多实例中都得到了证实。其主要的原因就是峰谷积液、滞液和局部气液短路(有的孔道有气无液,有的孔道有液无气),传质阻力增加,传质面积减少,导致分离效率下降。而孔板波纹填料峰谷积液、滞液的改善将会使填料的润湿面积增加,气堵、液堵(或气液短路)减少或消除,分离效率提高,这是毫无疑问的。同样是孔板波纹填料,若能把液体分布由点分布变成线分布,再由线分布变成面分布,或直接由点分布变成面分布,减少或清除填料层中的峰谷积液、滞液和局部气液短路,将会使填料的分离效率大大提高,提高的幅度与气液分布器的设计、填料层的设计有关。用户采用我公司的技术改造现有的设备,一定会取得非常好的使用效果和非常高的经济效益,我们衷心希望用户与我们合作,共创辉煌。

天津市成江耀华化工分离技术有限公司

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