氣體凈化裝置的脫硫塔、脫碳塔的液氣比都比較大，又有硫膏堵塞問題。因此擴(kuò)能的瓶頸是通液能力和抗堵功能。采用新型薄壁厚的散堆填料，可以有效地提高通量和比表面積。采用規(guī)整填料代換散堆填料也可以解除通量瓶頸。而采用 DJ塔板可 以同時(shí)解除通量和抗堵兩個(gè)瓶頸。DJ塔板具有多根矩形懸掛式降液管．溢 流堰比一般塔板長 2～5倍 。液流通道直通無死角，是一種高液通量且不易堵的的新型塔板。目前已有 3O余座氣體凈化裝置的塔器 ，以 DJ塔板成功地代換了常規(guī)塔板或填料 。達(dá)到了擴(kuò)能增效的目的。

近些年來，為了滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化肥需求的增長，取得增產(chǎn)增效的規(guī)模效應(yīng)，化肥廠紛紛進(jìn)行擴(kuò)能改造。在擴(kuò)能中，氣體凈化裝置包括半水煤氣的脫硫和變換氣的脫硫脫碳，由于其液氣比都比較大，因此瓶頸就突出地表現(xiàn)為通液能力的不足。這些操作常有硫膏堵塞問題，因此瓶頸還表現(xiàn)在塔內(nèi)件抗堵功能的不足。
 
對于各種常規(guī)的塔板，通液能力的大小取決于塔板降液管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一般要求降液管的尺寸要足夠大，對于較大的塔，盡量采用雙溢流或四溢流。例如林德公司設(shè)計(jì)的甲醇洗塔系，就有 8O9，6以上 的塔段是采用雙溢流或四溢流的。

對于各種常規(guī)的散裝填料，通液能力的大小取決于填料品種的選擇。一般來說，空隙率高的填料具有較高的通液能力，但也會(huì)使比表面積相對減少。近代性能良的各種格子結(jié)構(gòu)型散堆填料將通量和效率地結(jié)合起來，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛。減薄材料厚度也能使散堆填料的通量和效率得到兼顧,畢力特L1]提出了空隙率、比表面積和化工填料材料厚度的關(guān)系圖，見圖 1。例 如諾頓公司的多種規(guī)格的不銹鋼英特洛克斯填料就都將材料厚度減薄為0.4mm.

規(guī)整填料的發(fā)展使大通量和高效率得到近乎的結(jié)合。大量的精餾和吸收系統(tǒng)塔器采用了規(guī)整填料，取得了既提高通量又提高分離純度的效果。但是規(guī)整填料有不抗堵的弱點(diǎn)，一旦堵塞清理也很困難。另外，對于脫碳塔，常在 1～2MPa以上 的壓力下操作，加壓操作的規(guī)整填料大塔會(huì)出現(xiàn)異常的縱向返混和效率低溝現(xiàn)象。因此在脫硫脫碳塔系中采用規(guī)整填料要特別謹(jǐn)慎。


論是散堆填料或是規(guī)整填料，都還有一種提前液泛的現(xiàn)象。如江蘇靈谷化肥廠的碳丙脫碳塔，原采用 5O階梯環(huán)，一般只能通過年產(chǎn) 7Okt合成氨的氣量。但是按的 Eckert泛 點(diǎn)壓降通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算，即使到年產(chǎn) 80kt合成氨，填料塔的泛點(diǎn)率也 58 。塔器畢力特L1就曾指出，泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)式只能用于一定的負(fù)荷范圍(負(fù)荷參數(shù)<4)才足夠精確和充分，超過此值，相轉(zhuǎn)變發(fā)生，在相對高的液體負(fù)荷下，使液體分散相變?yōu)檫B續(xù)相，氣體則變?yōu)榉稚⑾唷Ｔ谏鲜龅拿撎妓胸?fù)荷參數(shù)即氣液流動(dòng)參數(shù)已達(dá)到 9．95，肯定 早已發(fā)生相轉(zhuǎn)變。這種相轉(zhuǎn)變引起提前液泛的現(xiàn)象使工程設(shè)計(jì)必須加大系數(shù)。
 
2O世紀(jì) 6O年代，出現(xiàn)了一種高通量的多降液 管塔板，且不易堵口 。至今，國內(nèi)外多降液管塔板的技術(shù)已有 10余項(xiàng)[5]。本文將介紹的 DJ塔板也是這一類塔板，是浙江工業(yè)大學(xué)研究開發(fā)的塔板 ]，在 解除氣體凈化裝置瓶頸中已得到成功的應(yīng)用。
 
1 DJ塔板及其性能
 
1．1 DJ塔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
 
DJ塔板結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)在降液管的形狀和設(shè)置上。降液管為矩形，布置在塔板的中間。降液管底部并不沉浸在下層液體中，而是懸掛在氣相空間，用底部開孔面積來控制降液管內(nèi)液層高度，以保證液封不漏氣。由于液體直接從底孔淋降到下一層塔板上，不需折轉(zhuǎn)，故具有抗堵功能。每層塔板可設(shè)一根或多根降液管，相鄰兩板的降液管互成垂直排列。DJ塔板的另一個(gè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是受液區(qū)也開孔鼓泡，開的孔型為誘導(dǎo)式斜孔，以免液體直接淋降下來引起沖擊漏液。
 
對于具有抗堵功能的 DJ一2型塔 板，在受液區(qū)的外側(cè)加裝導(dǎo)流板，以改善液體的初始分布。DJ一2型塔板的結(jié)構(gòu)如圖 2所示。

1．2 DJ塔板的流體力學(xué)性能特點(diǎn)
 
DJ塔板的性能特點(diǎn)主要體現(xiàn)在其高通量的流體力學(xué)性能上。由于降液管布置在塔板中間，其溢流堰長為常規(guī)弓形降液管的 2～5倍 ，又由于受液區(qū)也鼓泡傳質(zhì)，因此，DJ塔板的通量大，尤其液體通量大，一般可提高通量 309／5～ 50 。DJ塔板的負(fù)荷性能圖如圖 3、圖 4所示。由圖中可見，其降液管液泛線比浮閥塔的要開闊得多。擴(kuò)建時(shí)，浮閥塔板已不能勝任，DJ塔板尚有較大的余量。由于高液負(fù)荷下，溢流堰長，溢流強(qiáng)度和板上泡沫層不會(huì)過高，

 因此，霧沫夾帶線也比常規(guī)塔板高些。在圖中，霧沫夾帶線位置較高，塔板的操作上限是受降液管液泛線控制。圖 3的霧沫夾帶線很高，已超出圖形范圍，故未標(biāo)出。

圖 4 蒸氨塔改造前后浮閥與 DJ塔 板性能對比
 
1一液流下限線 l2一嚴(yán)重漏液線 l3一液流上限線 l 4一降液管液泛線 l5一過務(wù)霧沫夾帶線 l6一降液管自封線圖中：實(shí)線表示 D 塔板 l虛線表示浮閥塔板DJ塔板的流體力學(xué)特性可歸納為如下幾點(diǎn)：
 
a)通量大，尤其液體通量大。比一般塔板可提高通量 30 ～50
 
b)塔板壓降低，板間距小，可比一般塔板低20   ～30 ，對高液氣比操作，尤其顯著；
 
c)操作穩(wěn)定，當(dāng)氣液負(fù)荷變化時(shí)，液層波動(dòng)小，板壓降變化小；
 
d)由于液體旋轉(zhuǎn) 90度流動(dòng)，且有導(dǎo)流板引導(dǎo)，氣液分布均勻，氣液流動(dòng)有自分布能力和抗干擾能力；
 
e)有抗堵功能，流動(dòng)無死角，采用大孔徑篩板，可處理含顆粒或膏狀物的物料。
 
2 DJ塔板在氣體凈化中的應(yīng)用
 
2．1 DJ一2型塔板在各種脫碳塔中的應(yīng)用
 
目前在中、小化肥廠中運(yùn)行的 DJ型 脫碳塔已有近 30余座 ，其中包括水洗脫碳，丙碳脫碳，熱鉀堿脫碳，MDEA 法脫碳等。典型的實(shí)例如下：
 
a)浙江杭州良渚化肥總廠 1600的丙碳脫碳塔，采用 DJ一2型塔板代換塑料矩鞍環(huán)，通過氣量從4臺(tái) L3．3機(jī)提高到 6臺(tái)機(jī)，降低了溶劑用量，實(shí)現(xiàn)年節(jié)電 74萬 ，年增效益 137萬 元，還解決了硫膏堵塞問題。
 
b)在浙江巨化、開封、石家莊等中氮廠中，有 9 座 2800的水洗脫碳塔，以 DJ塔板代換螺旋雙溢流斜孔塔板，溢流周邊增加 2．4倍 ，處理能力提高了30      。
 
c)湖北雙環(huán)化工集團(tuán)公司和湖南大乘資氮化肥廠 2200的熱鉀堿脫碳塔，以 DJ一2型塔板代換原浮閥塔板，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)能 20 。
 
d)湖北當(dāng)陽化肥廠、河南尉氏化肥廠、江蘇宜興靈谷化肥廠、河南偃師商都化肥廠、河南漯河化肥廠等的碳丙脫碳塔都采用 DJ一2型 塔板代換填料，實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)能增效。其中江蘇宜興靈谷化肥廠的
 
2400脫碳塔達(dá)到了年產(chǎn) 100kt合成氨的能力。
 
2．2 DJ一2型塔板在脫硫塔中的應(yīng)用
 
浙江江山化工總廠 1600的半 水煤氣脫硫塔，
 
以 DJ一2型塔板代換毛竹拉西環(huán)，提高通量 30 ，解決了堵塞問題 (正常運(yùn)行 7年)。
 
湖北當(dāng)陽化肥廠將 3200的 變換爐改造成為變換氣脫硫塔，采用 DJ一2型塔板 ，已正常運(yùn)行了 5年。
 
河南尉氏化肥廠 2400的 DJ型 變換氣脫硫塔，與 2000的 DJ型脫碳 塔配套生產(chǎn)，已正常運(yùn)行3年。
 
2．3 DJ塔板在乙二醇水洗塔中的應(yīng)用
 
揚(yáng)子石化公司乙二醇裝置的 T1l5塔 ，直徑為5．4m，采用 DJ一2型塔板代換原四溢流的浮閥塔板，溢流周邊由 19m提高到 37m，鼓泡面積占全塔面積的百分比由 73 提高到 87 ，實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)能
 
20      。
 
2．4 DJ一3型塔板在含碳稀氨水處理中的應(yīng)
 
用
 
安慶石化總廠化肥廠的含碳稀氨水處理裝置，采用 DJ一3型 塔板代換浮閥塔板，不實(shí)現(xiàn)擴(kuò)能
 
30    以上，還節(jié)省了蒸氣消耗量。排放的水達(dá)到了脫碳、脫氨和脫醇的要求，可直接進(jìn)人陽離子床，作鍋爐用水使用。
 
3 結(jié)         語
 
氣體凈化以及各種物系的分離，給 DJ技 術(shù)提供了廣闊的應(yīng)用天地。實(shí)踐表明，DJ塔板確實(shí)在解除氣體凈化裝置的通量和堵塞的瓶頸中表現(xiàn)良。如果沒有堵塞問題，DJ塔板還有其他系列可供選擇，如復(fù)合填料的 DJ一3型 塔板，具有固定閥的 DJ一5型塔板，具有齒邊浮閥的 DJ一8型塔板等，都在高通量和高效率相結(jié)合方面具有更良的性能。