触媒分解ガスの脱硫塔には除霧器を設置する必要があるか？

今日、うちの工場の煙ガス脱硫用の除霧器が昨年取り外されたことを知りました。 解体の理由は、脱硫塔内部の腐食により板張り工事が必要であり、除霧器が邪魔になるためです。 その後、工事が始まった際には、除霧器は再び取り付けられなかった。 除霧器はプラスチック製です。

この投稿は、2020年5月21日15時16分にluoli519によって最終的に編集されました。触媒分解装置の排ガス脱硫塔には、必ず除霧器を設置する必要があります。現在、国内外の触媒クラッキング排ガス脱硫プロセスパッケージは、基本的にアメリカの2社のものが採用されており、これら2社のプロセスパッケージにおける脱硫洗浄装置および除泡装置はほぼ同じである。国内外の触媒分解排ガス脱硫除霧器も、基本的にはプロセスパッケージで推奨されている企業が提供する除霧器が使用されており、材質はすべて316Lです。しかし、石油化学企業の経営者たちは、消泡効果が不十分であり、触媒分解排ガス脱硫塔からの水分飛散がひどいと不満を漏らしている。特に冬には煙突周辺の広範囲に氷が張り、作業員が近づいてメンテナンスを行うことが困難だ。プロセスパッケージ内の除霧器は、簡易な多孔質充填材であり、その充填形態は散乱充填材と規則的充填材の中間に位置する過渡的な構造です。この構造は、気液二相の混合を促進し気液間の物質移動を強化する場面では有効ですが、気液二相の高効率な除泡分離を行う場合には逆混合や再び泡が混入する現象が生じ、気流による除泡分離にとってはマイナスの影響を与えます。国内外の専門的な動力学的分離技術企業では、この構造の充填材を高性能な気液除泡分離器として使用する例はほとんどありません。煙ガスには微細な粉塵粒子が含まれているため、アルカリ液も消泡器内で結晶化してしまいます。そのため、上記の問題がある消泡器を技術的に改良するために、羽根付き消泡分離器の使用を推奨します。材質については、プロセスパッケージの要求である316Lが最適です。プラスチック材質は、特に温度制御システムのない装置において、触媒分解排ガス脱硫装置に使用するべきではありません。プラスチック製の内部部品は加熱によって容易に変形したり、さらには崩壊したりします；また、プラスチック製の主要部品と、その柔軟なゴム製のシール部品は、特に劣化や損傷しやすく、運用保守にかかる費用や作業量も非常に多い。

煙ガス脱硫用の洗浄塔には一般的に分離用の充填材があり、この分離効率を向上させる観点から問題を検討するか、あるいは煙ガスの温度を適切に制御することを考えることができる。水の大部分は、温度が高く未飽和状態のまま煙突の上部まで上昇してしまい、その結果分離用の充填材が機能しなくなってしまうのだ。

この投稿は、2020年5月21日15時18分にluoli519によって最終的に編集されました。充填剤とは、蒸留分離における気液間の物質移動の場で使用されるものです；羽根付き除霧器は、気流に運ばれる液滴や霧の二相分離による除霧に使用されます。前者における「分離」は、外部からの熱によって蒸気を発生させ、液流と気液二相が激しく混合して物質移動が行われることであり、「気液混合」によって実現されることが重視される；後者の「分離」では外部からの熱によって蒸気を発生させる必要はなく、気液両相の混合を避け、「気液分相」方式によって消泡を実現しようとする。排ガスに液体が混入するのは、おそらく排ガスの加熱温度が不十分で、排ガス中の液滴が適切に気化されずに煙突の上部まで到達するためだ。

羽根式除霧器を用いて触媒分解ガス処理用脱硫塔の既存除霧器を技術的にアップグレードした事例については、中国石油ウルムチ石油化学工場の年間150万トン規模の重質触媒分解装置で、既存のガス脱硫塔の問題を解決するために羽根式除霧器が導入され、すでに約3年間にわたって安定して効率的に稼働している事例を、https://bbs.hcbbs.com/thread-1944683-1-1.htmlでご覧ください。

実際の使用状況から、除霧器の材質を316Lにしても、長期間の運用を保証するのは非常に難しいことがわかっています。この部位はハステロイを選ぶのが最適です

プラスチック製でコストは低いが、長期間の安定供給は難しい

現在の伝統的な意味での除霧器には、ヴェンチュリ式除霧器やフィラー式除霧器、羽根式除霧器などがありますが、個人的にはどれも理想的とは言えず、多くの製油所で雨漏りの問題が発生しています