144. Разделитель перьевых лопастей предназначен для использования в качестве специального устройства для разделения газа и жидкости у входа в электрофильтр дегидрогенизации золотистого газа на коксовых печах

В предыдущих технических обсуждениях уже проводился анализ и исследование проекта специального сепаратора лопастей у входа в башню сухого десульфуризации на трубопроводе для подачи газа, получаемого при производстве водорода из газов коксовых печей. В данной статье проводится анализ и обсуждение конструкции, при которой электростатический устройство для удаления дегтя располагается на входном трубопроводе дымоочистительной башни в соединении с расположенным рядом предварительным сепаратором лопастей.

В данной статье в качестве примера для анализа рассматривается установка для производства кокса из антрацита на одном из предприятий. Газ, получаемый в печах для производства коксового угля на этом предприятии, сначала охлаждается в башнях прямого охлаждения и во внутренних конденсаторах. После этого газ, содержащий капли нефтяного дистиллята, пену и частицы пыли, поступает в электростатический фильтр для удаления тяжелых примесей из газа. Газ, выходящий из устройства для электроудаления дегтя, сначала подается в вентилятор для повышения давления, затем направляется в башню для десульфуризации с целью извлечения серы. После десульфуризации газ поступает в резервуар с водным уплотнением.

Владелец также уточнил, что газ, находящийся в резервуарах с водным уплотнением, частично используется в качестве топлива, а другая часть направляется на производство водорода с помощью технологии PSA. Угарный газ, направляемый в систему производства водорода по технологии PSA, после дополнительного повышения давления с помощью вентиляторов сначала должен пройти через башню для сухого десульфуризации, где происходит дальнейшее удаление серы до уровня ниже 1 ppm, после чего он поступает в установки PSA. Сепаратор, специально установленный на входе в башню для сухого десульфуризации, представляет собой тот самый специализированный лопастной сепаратор для входа в башню сухого десульфуризации, который ранее обсуждался и анализировался в рамках технических обменов. Поскольку в резервуарах с водным уплотнением хранится газ, колебания рабочих условий системы приводят к попаданию большого количества капель и пены в башню для сухой десульфурации.

Проблема, которую владелец срочно стремится решить на этот раз, заключается в том, что из-за нестабильной работы устройства для удаления тары из газов приводит к тому, что чрезмерное количество тары и частиц пыли попадает в установку для десульфуризации. В результате существующая установка больше не может эффективно выполнять свою функцию по десульфуризации газов, что препятствует формированию системы для выведения серы.

В башнях для влажного десульфуризации газов происходит снижение эффективности процесса десульфуризации, а иногда он даже прекращается, в результате чего сера не выделяется. Основной причиной этого является то, что газ содержит большое количество нафты и пыли, которые поступают в башню и постепенно накапливаются там. В результате образуется слой низкоплотной неполярной нафты, который плавает на поверхности раствора для десульфуризации. Этот слой разделяет слабощелочной раствор от газов, содержащих сероводород, что затрудняет эффективное протекание процесса преобразования этих газов.

Реакции десульфуризации и замещения, происходящие в этой башне для влажной десульфуризации, являются границевыми реакциями между газовой и жидкой фазами; сопротивление этих реакций довольно велико. Легкие жидкие слои углеводородов, такие как деготь, плавают на поверхности жидкости, используемой для десульфуризации, тем самым препятствуя контакту между жидкой и газообразной фазами. Это ещё больше увеличивает сопротивление реакциям на границе раздела этих фаз. Кроме того, частицы пыли также мешают образованию серных пен.

Так почему же работа электрофильтров для разделения неочищенного газа происходит нестабильно, из-за чего уровень содержания тары и пыли превышает допустимые значения? С точки зрения принципа работы устройства для электростатического осаждения дымовых газов, оно должно удалять из потока воздуха капли жидкости, пену и частицы пыли. Для этого необходимо сделать так, чтобы капли жидкости, пена и частицы пыли набирали заряд, то есть становились электризованными ； Во-вторых, заряды, находящиеся на этих заряженных каплях, пене и частицах пыли, должны стабильно сохраняться в пространстве для разделения ； В-третьих, необходимо найти способ создания стабильного сильного электрического поля. По сравнению с остальными, третий пункт относительно легко реализовать. Первый пункт обеспечивает зарядку капель, пены и частиц пыли в потоке воздуха, а второй — гарантирует, что заряженные капли, пена и частицы пыли будут двигаться в пространстве разделения без потери заряда; при этом подходы должны варьироваться в зависимости от типа системы, её свойств, а также характера движения жидкости. Например, если капли тяжелой фазы и частицы, находящиеся в потоке воздуха, являются электролитами или металлической пылью, то их зарядить бывает очень сложно. В некоторых потоках воздуха присутствуют капли тяжелой фазы, пены и частицы, которые являются неэлектролитами и неметаллической пылью. Хотя эти частицы и могут быть заряжены, в процессе движения с потоком воздуха происходит столкновение зарядов, в результате чего они теряют заряд. Кроме того, нестабильные условия работы могут привести к увеличению скорости потока воздуха или к тому, что размер частиц будет слишком велик. Все это приводит к тому, что заряженные частицы отклоняются в электрическом поле и покидают зону захвата еще до того, как достигнут электродов, что делает процесс захвата бесполезным.

В реальных условиях работы устройств для удаления тары с газов, выделяющихся при коксовании, с помощью электрофильтров, из-за нестабильного контроля за рабочими параметрами возникают колебания скорости потока газа, его импульса и кинетической энергии. Эти колебания могут превышать возможности электрофильтров, что является довольно вероятным явлением. Возникновение частиц электролитов в потоке воздуха также является весьма вероятным событием. Высоковольтные электроды устройств для электрофильтрации газов коксовых печей, а также создаваемое ими электрическое поле, чувствительны к температуре газов и к содержащейся в них смеси смолистой пыли. Чрезмерно высокая температура газов коксовой печи, а также накопление смолистого ила на электродах сильно влияют на эффективность устройства для электроудаления смолы.

У любого сепаратора есть свой определенный диапазон применения; разница заключается лишь в размере этого диапазона. То же самое касается электроколлекторов для улавливания дыма. Как правило, в ситуациях, когда поток газа имеет нестабильные характеристики, из-за разнообразия веществ, переносимых газом, а также его кинетической энергии и состояния потока, эффективность фильтрации существенно снижается. Поэтому использование электрофильтров для разделения газа и жидкости является нежелательным.

Разделитель перьевых листьев, используемый в последовательной связке с электроулавливателем дыма, позволяет эффективно компенсировать недостатки электроулавливателя дыма. Принцип работы и механизм электрофильтра для удаления дегтя определяют его пригодность для тонкой сортировки потока газа с высокой точностью в условиях стабильного потока. Если условия потока воздуха изменчивы, а содержание капель, пены и частиц в воздушном потоке велико, то необходимо использовать предварительный сепаратор для удаления из воздушного потока подавляющего количества тяжелых частиц. Таким образом, небольшое количество оставшихся тяжелых частиц попадает в электростатический устройство для удаления дыма, что позволяет ему полностью раскрыть свои преимущества. Кроме того, на выходном трубопроводе десульфуризационной башни также необходимо установить сепаратор лопастей для удаления капель и пены реагента для десульфурации, содержащихся в газе. В противном случае капли и пенка щелочного агента для десульфуризации, находящиеся в газе, могут попасть в оборудование, расположенное ниже по трубопроводу. Это не только приводит к скоплению жидкости в оборудовании, что способствует его электрохимической коррозии, но также увеличивает расходы на использование средства для десульфуризации, что, в свою очередь, повышает операционные затраты.

Исходя из анализа принципа работы вышеупомянутого устройства для электрического поглощения дымовых газов, можно сказать, что по своей сути оно, как и устройство для разделения газов с помощью перьевидных элементов, относится к категории динамических устройств для разделения. Можно назвать его просто «устройством для электрического разделения». Потому что эффективность улавливания нафталена и пыли в газах, образующихся при работе коксовых печей, с помощью устройств для электростатического улавливания нафталена, также зависит от скорости потока газа, физико-химических свойств веществ, находящихся в тяжелой фазе, а также от кинетической энергии потока газа и характеристик его состояния.

В качестве примера для анализа свойств жидкости рассмотрим следующие конкретные параметры рабочих условий. а) Состав сырого газа (в %): компоненты H2, CO, CO2, N2, CH4, CnHm, O2; общая сумма – 100%. Фактические значения: 17,43%, 14,23%, 9,28%, 52,82%, 5,22%, 0,52%, 0,45%.
б) Давление в трубопроводах устройства для удаления катрали: -2 кПа ； в) Температура работы трубопроводов электрофильтра для удаления дегтя: 45℃ ； д) Размеры трубопроводов входа и выхода электрофильтра для удаления дегтя: Φ1220 мм.

Дополню: состав газа, используемого при первоначальной разработке устройства для электростатического удаления дегтя, (в %) был следующим: компоненты – H2, CO, CO2, N2, CH4, CnHm, O2; общая сумма – 100%. Значения по проекту: 27,4%, 12,6%, 11,6%, 41%, 6,3%, 0,7%, 0,4%. Как видно, состав газа, выделяющегося в процессе работы коксовых печей, сильно отличается от состава газа, на основе которого было спроектировано устройство для его очистки.

Владелец хочет, чтобы разделитель перьев обеспечивал такой же уровень эффективности, как и электроустройство для удаления дегтя: 1) стабильная эффективность разделения на уровне 99,9%； 2) Общее падение давления в сепараторе перьевидных лопастей (включая падение давления из-за сужения в входном и выходном отверстиях) не должно превышать 5 кПа.

Информация о специальном разделителе лопастей, предназначенном для входа в устройство для электростатического удаления дегтя, разработанном компанией NOVEL на основе данных о фактических условиях работы оборудования и с использованием технологии точной динамической сепарации NOVEL, приведена ниже: 1. Тип технологии сепарации: разделитель лопастей типа G50； II. Модель сепаратора: NOVEL G50 D-BANK 138/73; III. Модель дисперсора для первичного предконденсирования: G50D47; IV. Модель устройства для снижения скорости стекания жидкости против эффекта сифона: G50LD20 ； V. Эффективность разделения: уровень 4N, позволяющий удалять капли жидкости и частицы размером 5,34 микрометра и более ； VI. Общее падение давления при работе: 0,57 фунта на квадратный дюйм.

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем luoli519 19.03.2020 в 17:52. Ниже приведена таблица с данными о специальных устройствах для разделения потока газа, предназначенных для использования перед входом в устройство для удаления тара. Эти данные были рассчитаны с помощью технологии точной динамической моделирования NOVEL на основе фактических данных о рабочих условиях оборудования

Для получения дополнительной технической информации о сепараторе с перьевидными лопастями воспользуйтесь специальным веб-сайтом NOVEL, посвященным технологиям сепарации.

Оборудование для технологии динамического разделения должно быть разработано с учетом реальных условий эксплуатации путем точных расчетов в рамках технологии динамического разделения и проектирования системной платформы с целью создания технических решений, основанных на принципе «один к одному». Это необходимо для того, чтобы предотвратить возможность подделки со стороны некоторых отечественных и зарубежных производителей, которые могут имитировать внешний вид оборудования, вводя в заблуждение клиентов, имеющих поверхностное представление о технологии динамического разделения. Разделяющее устройство с перьевидными лопастями — это конструкция, разработанная на основе технологии точной динамической системы разделения. При этом учитываются такие параметры гидродинамики, как состав газовой фазы и средняя молярная масса в различных условиях температуры и давления, коэффициент сжатия, вязкость газовой фазы, плотность газовой фазы, расход газовой фазы, а также плотность жидкой фазы, вязкость жидкой фазы, поверхностное натяжение жидкой фазы и максимальный расход жидкой фазы. Результаты проектирования и форма конфигурации устройства определяются с использованием технологии точной динамической системы разделения. Точнее говоря, существует только один основной вариант конфигурации динамических элементов разделения, соответствующий конкретным условиям работы. А именно: геометрические параметры внутренних каналов этих элементов — такие как длина каналов, количество повторяющихся единиц разделения в них, расстояние между каналами в каждой единице разделения, длина самой единицы разделения, угол изменения импульса, количество таких изменений, угол отражения жидкости, размеры пространства для хранения жидкости в вспомогательных каналах, параметры, обеспечивающие защиту вспомогательных каналов от засорения, а также геометрические параметры, предотвращающие возникновение вторичного вихревого движения в этих каналах — все это определяется однозначно. Напротив, отечественные и зарубежные компании, не специализирующиеся на технологиях сепарации, сосредотачиваются лишь на имитации внешнего вида элементов конструкции, полностью игнорируя ширину каналов потока, их длину и внутренние параметры. Ведь многие проектные институты и заказчики так же, как и они сами, не разбираются в динамических технологиях сепарации. Если внешний вид устройства похож, а для снижения затрат используется дешевый материал, то эффективность работы сепаратора зависит исключительно от удачи. Напоминаем, что глубокое понимание технологий динамического разделения позволяет эффективно избежать негативных последствий, возникающих при использовании продукции от поставщиков, не специализирующихся на профессиональных динамических технологиях.