学术论文

WGPL—无填料喷雾冷却塔在合成氨造气工段循环水中的应用

四川蓝光伟业高新技术有限公司   朱秀能

     目前，合成氨原料有天然气、煤炭及炼油厂的焦油。而焦油由于成本高已逐渐被淘汰。现国内特别在华北地区和产煤炭地区，多用煤炭作原料，在工艺中的粉尘如何解决是企业的一个难题。

     由于造气循环水的煤灰、煤焦油的含量较高，极易造成管道、阀门及设备的堵塞，一般2—3个月就需清理，既耗工时，又影响煤气的降温效果。特别是传统中的填料式冷却塔设备，在此工段中的运行已成为了严重影响生产的关键。另外，由于填料塔在运行中大量的煤灰等物质粘贴在填料上，堵塞了通道，造成了风量大减，冷却效果的快速明显下降。同时也造成回水温度迅速增高，大大增加了能耗。所以在此工段上，冷却塔的选型将会成为工程的重点。

     针对以上缺点，国家已在冷却塔的发展中指明了专门的方向——发展无填料喷雾冷却塔。

无填料喷雾冷却塔的介绍：

     一、工作原理：热水加压后进入塔下部的喷头向上喷出，形成雾化状喷头式的漩涡，喷出水量φ0.5—1.0㎜的雾滴，与进入塔内的冷空气顺流接触，混合形成雾化段在塔内漂浮。当到达上部收水器后，聚集在大水滴落下，与空气再次进行逆流换热。在感观上似水在塔内停留时间短，换热不充分，但实际上水在塔内停留是雾化漂浮时间进行换热。因水滴直径很小，比表面很大，接触面大，热交换充分，且小雾滴在冷风接触时的气化过程中带走了潜热，所以热交换速度较任何填料式冷却塔都好。另外，由于目前风机设计均按填料式塔阻力而设计。而无填料由于阻力小，造成了风量大增，大大保证了冷却效果的动力，从风机的特性曲线可知，此时实际的通风量是额定值的1.2倍，而运行功率则下降21%。

     二、工作条件：进水温度50—60℃，进水固形物含量≤50g/τ，进水杂质泥沙最大尺寸≤10㎜，水压（喷头进口）≥0.03Mpa。

     从以上条件得知，无填料喷雾冷却塔对水质要求较宽，适应范围广。

     三、工艺设计：由于造气系统中灰、泥沙等物质较多，再加上在流程中还会夹带塑料袋、木条、碎片等物品，当它们排出后将通过几个沉降池，为了防止此类物质的堵塞，一般在前段安装一个专门的造气系统过滤器， 在运行一般2-3月内进行反冲洗一次，时间2分钟，这样既大大省却了洗塔工作。把泥沙、粉尘在进塔前进行滤掉，也保证了洗涤塔内水的清洁。

     四、运行效果

      目前，造气工段冷却塔在全国化肥工业均进入全面推扩阶段，从降温效果来看特别明显。从宁夏丰友塔改造后效果得知，改造前：进塔进水56℃，出塔43-45℃。改造后：进塔55℃，出塔28-30℃；河南平顶山化肥：改造前：进塔55-60℃，出塔45-50℃。改造后：进塔55℃，出塔30-32℃。

      同类系统：秦皇岛卢龙化肥厂、山东禹城化肥厂、山东宁津化肥厂、江苏、山西等地大量化肥厂均已投用，运行效果非常佳。

      五、总结

      化肥厂造气循环水采用无填料喷雾冷却塔后，首先从降温效果看比填料塔有很大增加，同时也降低了洗涤塔的温度，为下一工序的节能提供了便利的条件。

此外，从实际运行中可以看出，由于塔体通透性，所以全年开风机的时间大大减少，极大的节约了风机运行电能。

       特此，无填料喷雾冷却塔将是该工艺的首选，必备产品，它将以简单、实用、节能、寿命长，运行周期长、价格低、运行费用低等性能特点应用于当前各企业的各系统工艺。