无填料喷雾冷却塔在磷酸循环水系统中的应用

磷肥与复肥2012年11月.●32●Phosphate & Compound Fertilizer第27卷第6期无填料喷雾冷却塔在磷酸循环水系统中的应用王文毓，莫志强，钟鸥，朱明芳，周华波(云南云天化国际化工股份有限公司红磷分公司,云南开远661600)[摘 要]循环水冷却效果的好坏是影响磷酸生产的关键因素。由于传统填料冷却塔存在诸多问题,故对其进行改造。改用无填料和高效低压离心喷雾装置的空塔，有效解决了填料塔分水不均、飘雨严重、冷却效率下降等问题，循环水经冷却塔进出口温差提高1~2C,且减轻了设备检修清堵和雏护的工作量和费用。[关键词]磷酸生产;循环水冷却;水冷却塔;无填料[中图分类号] TQ126.3*5; TQ053.5[文献标志码] B [文章编号] 1007- 6220 (2012) 06 - 0032 - 02Application of no padding and spraying coling tower on circulating water system ofphosphoric acid productionWANG Wen-yu, MO Zhi-qiang，ZHONG Ou, ZHU Ming- fang, ZHOU Hua-bo(Honglin Branch Company, Yunnan Yuntianhua International Chemical Co，Ltd, Kaiyuan, Yunnan 661600，China)Abstract: The cooling effect of circulating water is the key to phosphoric acid production. Because thereare many problems existing in traditional packed cooling tower， so the cooler without fillers and withefficient low pressure centrifugal spray device is adopted. After the reform， some problems are solvedsuch as uneven distribution of water， serious water escape， low efficiency of cooling， etc; thetemperature difference of water passing in and out of cooler is increased by 1-2 C; the work and cost ofinspection and maintenance of equipment is reduced.Key words: phosphoric acid production; . circulating water cooling; cooling tower; no-padding冷却塔是利用空气同水的接触来冷却水的设表1磷酸生产循环水温 度指标备。工业生产中产生的废热，一般需要通过冷却水热水温度/C冷水温度/C温差/C来移除，因而冷却塔被广泛应用于化工领域。传统45~5237 455~ 7水冷却塔主要由风机、电机、填料、播水系统、塔2磷酸生产循环水冷却塔的改造身、水盘等组成。在磷酸生产中利用冷却塔冷却循通过考察无填料喷雾冷却塔在相关装置上的应环水。用情况，结合红磷分公司磷酸装置生产实际，于1磷酸生产循环水冷却系统存在问题2010年12月优先对85 kt/ a磷酸浓缩循环水冷却塔云南云天化国际红磷分公司(以下简称红磷分进行试用性改造,运行成功后在100 kt/ a磷酸浓缩公司)磷酸浓缩、制酸装置循环水冷却塔用传统填及200 kt/ a制酸装置循环水系统中推广应用。料冷却塔，塔体规格为7 000 mmx 15 000 mm,水2.1原循环水冷却塔改造为无填料喷雾冷却塔喷淋密度达15m2/ (m2.h)以上。使用一段时间在不改变塔体结构、保证冷却塔总循环水量后，发现冷却塔存在分水不均匀(水量集中在小区(浓缩1 700~ 1900 m'/h,制酸1 300~ 1 500 m/h)域范围内)、飘雨严重、冷热水温差达不到使用要的前提下，充分考虑循环水上水量、管道压力、喷求等问题(见表1),最终导致浓缩及制酸闪冷系淋高度及检维修等因素，将现用的混凝土逆流式填统真空度达不到生产要求，对装置生产及现场环境料冷却塔改为无:埴料暗雾冷却塔。改造内容如下。造成一定影响。通过反复观察及检修发现，上述现(收中中国煤化工3期] 2012-05-10象是因冷却塔分水部件结垢堵塞、损坏等造成，故HCNMHG宜威人.工程师.红磷分公.冷却塔冷却能力未得到充分发挥，冷却效率下降,司副总经理,长期从事磷化工生产组织管理工作。E-mail: hljsglb@mail.honglin.cn且对喷头和填料的维护难度较大。[通讯作者]周华波。2012年第27卷第6期王文毓等无填料喷雾冷却塔在磷酸循环水系统中的应用●33●1)拆除冷 却塔内的填料。表2采用无填料喷雾冷 却塔后循环水温度指标2)更换布水管道及喷头。 单塔内布置φ273 mm .装置名称考核时间实测水温/C平均环境 冷却水量/和φ219 mm的2根前后平衡管、6根φ219 mm变热水冷水温差/代温度"C (n"'t')φ177 mm的支管(管道材质为FRP);配水系统采85k/a浓缩 211-01-26至02-03 43.2 34.7 8.515.1819用中间变径，使循环水流经塔内不同位置雾化装置10k/a浓缩211-06-06至06-09 44.6 36.5 8.1 27.5 1814的流量均衡，布水管道及喷头的连接形式见图1。200kta制酸 21106-06至06-09 48.3 39.4 8.27I 399注:①均为4 d测试的平均温度。φ177x工兰关关盛采用无填料喷雾冷却塔后，冷却塔下风向10m内地面及塔顶能够保持干燥状态，原来较为严重的图1喷头及布水管道结 构示意图飘雨问题得到解决。由于取消了冷却塔的冷却填料原填料塔布水管安装在横梁1.上，填料安装在和布水装置，且低压离心雾化装量的喷头不容易堵横梁2.上，循环水采用下喷方式，经填料冷却后进塞， 降低了检修清堵和维护难度。人冷水池。改造后将布水管道安装在横梁2上，并3 无填料喷雾冷却塔的性能特点在布水管道上配置低压离心雾化装置代替填料作为1)无填料喷雾冷 却塔采用高效低压离心雾化冷却元件;循环水向上喷淋，与抽气风机送入的冷装置作为冷却元件替代填料塔的填料和布水装置,空气进行热交换后直接进人冷水池。无填料喷雾冷使整塔几乎成为一一个空塔，塔体载荷大大减轻，无却塔的内部结构见图2。需更多支承梁架，结构简化，维护便捷。由于将雾化装置安装在进风道上，水的喷射方向与风机抽吸的冷风同向，同时水有上升和下降两个过程，被冷却水有顺、逆流冷却两个过程,冷却效果好。2)无填料喷雾冷 却塔采用高效低压离心雾化装置将水喷射成微小雾滴，气水传热传质表面积大，且布水均匀，避免了填料老化变形及堵塞而产生的死区，分水、冷却效果优于填料冷却塔。3)无填料喷雾冷 却塔为空塔，塔系统的阻力1-横梁1; 2-横梁2; 3-布水管道; 4收水器; 5-梯子;减小，使塔的通风效果更为理想。6-塔体; 7-风机4)无填料喷雾冷 却塔的低压离心雾化装置安图2无填料喷雾冷却塔内部结构示意图装在循环水分配管的正上方，运行中可将循环水中3)更换收水器。 采用自贡宏达公司生产的高较大颗粒的硅胶及其他悬浮物积存于管道内(因设效低阻加筋大波弧改性PVC收水器，成型后片材厚计水压仅为0.035~0.050MPa)，可减轻或避免堵度≥0.6 mm,在片材中添加了改性剂，提高了收水塞雾化装置;水压降低，还可以节约动力消耗。片的抗紫外线、阻燃、抗老化性能，收水效率高。5)采用无填料喷雾冷却塔, 清堵、维护工作2.2无填料喷雾冷却塔 在磷酸生产循环水系统中量减少，运行费用降低。的应用效果4结束语85kt/a磷酸浓缩装置循环水系统无填料喷雾循环水冷却塔改用无填料喷雾冷却塔后, 3套冷却塔于2011年1月投入运行，考核合格后于磷酸装置的循环水冷热水温差均可达8.0C以上，2011年5月在100 kt/ a磷酸浓缩及200 kt/ a磷酸制较改造前提高1~2 C,并有效解决了填料塔分水酸装置循环水系统中推广应用。运行情况见表2。不均、飘雨严重、冷却效率下降等问题，使系统运从表2可以看出，循环水冷却塔采用无填料喷行更加安全、 高效，且降低了检修清堵和维护难度。雾冷却塔后，在保证冷却水量相对恒定( 改造前中国煤化工后)的情况下，3套装置的循环水冷热水温差均可达8.0 C以上(实测值)，较改造前提高了1~2 C。1] 江善襄，MHCNM H G,复混肥料[M].北京:化学工业出版社, 1999.对保证浓缩真空蒸发及稳定萃取料浆温度起到了关[2] 杨军红， 马怀振。凉水塔改造综述[1.化工设备与防腐蚀，键作用。2002,5(3):207-208.