塔內(nèi)件簡介

一個完整的填料塔是由塔內(nèi)件和填料及塔體共同構(gòu)成的。塔內(nèi)件的作用是為了使氣液在塔內(nèi)有更好地接觸，以便于發(fā)揮填料塔的最大生產(chǎn)能力和最大效率，所以說塔內(nèi)件設計的好壞直接影響到整個填料塔的操作運行和填料性能的發(fā)揮。此外，填料塔的“放大效應”除了填料本身固有的因素之外，塔內(nèi)件對它的影響也很大。

塔內(nèi)件主要包括以下幾個部分：

一、液體分布裝置

二、填料壓緊裝置

三、填料支撐裝置

四、液體收集再分布及進出料裝置

五、氣體進料及分布裝置

六、除沫裝置2100433B

吸附塔內(nèi)件安裝及吸附劑裝填施工工法適用范圍

《吸附塔內(nèi)件安裝及吸附劑裝填施工工法》適用于石油化工行業(yè)吸附塔內(nèi)件的安裝及吸附劑的裝填。

吸附塔內(nèi)件安裝及吸附劑裝填施工工法工藝原理

《吸附塔內(nèi)件安裝及吸附劑裝填施工工法》的工藝原理敘述如下：

1.實施流水作業(yè)，且24小時不間斷，可最大程度壓縮施工工期，最大限度減少吸附劑與空氣的接觸，有效保護吸附劑。

2.內(nèi)件的重量不大，但內(nèi)件的吊裝以及吸附劑的裝填的吊裝操作是頻繁發(fā)生的。塔吊的采用是利用塔吊的T形結(jié)構(gòu)，用最小的占地面積、最小的吊裝能力，解決同一重量、同一高度而需要頻繁操作的吊裝作業(yè)。

3.工作間是相對封閉的操作場所，可以減少格柵銹蝕和被污染。

4.在裝劑平臺上對各桶吸附劑進行稱重、記錄、取樣，以計算各床層吸附劑的裝填密度和追溯檢查各桶吸附劑的穩(wěn)定性。

5.利用裝劑料斗上設置的限速滑板控制裝劑速度。利用木拖鞋在裝填過程中在標準壓強下踩壓壓實，可以很好控制吸附劑裝填的密實度。

6.利用抽排風的作用既可清除夾縫中的吸附劑，又可檢查安裝完畢后是否存在吸附劑泄漏。

吸附塔內(nèi)件安裝及吸附劑裝填施工工法施工工藝

• 工藝流程

《吸附塔內(nèi)件安裝及吸附劑裝填施工工法》的工藝流程見圖1。

• 操作要點

《吸附塔內(nèi)件安裝及吸附劑裝填施工工法》的操作要點如下：

一、施工準備和現(xiàn)場布置

1.現(xiàn)場設置內(nèi)部構(gòu)件倉庫、吸附劑存儲倉庫和格柵檢查工作間，見圖2。吸附劑存儲倉庫在入庫后的吸附劑裝料桶下方墊200毫米×200毫米的木方與地面進行隔離。

2.現(xiàn)場設置吸附劑轉(zhuǎn)運平臺。

3.吸附塔內(nèi)設置通風與照明。

4.在吸附塔頂部的裝料孔處，設置可拆卸頂?shù)姆烙昱?，用以在吸附劑裝填過程中遇雨的應急防護。

5.在吸附塔頂部設置防墜器，用以保證施工人員進出吸附塔的安全。

6.制作組合式的可拆卸型直梯，見圖3。

7.施工人員配備連體防靜電工作服、長筒橡膠手套、口罩、防塵帽、全面部防護面罩、軟底鞋、防塵過濾器、封閉式防護眼鏡等個人防護用品。

8.吸附塔施工現(xiàn)場劃分出隔離區(qū)域進行封閉式管理，從事吸附塔施工的作業(yè)人員經(jīng)嚴格的相關操作技能培訓及技術(shù)交底后發(fā)放作業(yè)證，無證人員嚴禁進入吸附塔施工區(qū)域。

二、中心管安裝

1.中心管結(jié)構(gòu)見圖4。

2.按質(zhì)量驗收標準對吸附塔塔體和中心管進行檢查。

1）吸附塔塔體質(zhì)量驗收標準

（1）塔體環(huán)縫組對后錯邊量應不大于2毫米。

（2）組對后形成的棱角，用長度不小于300毫米的直尺檢查，其值不得大于鋼板厚度δ_n的1/10，且不大于3毫米。

（3）內(nèi)徑公差為0 ⁸毫米。

（4）所有法蘭螺栓孔應跨中布置。

（5）法蘭面傾斜度應不大于0.5°。

（6）液位計法蘭面的傾斜度應不大于0.3°。

（7）吸附塔的安裝要求見表1。

2）中心管質(zhì)量驗收標準

（1）中心管垂直度偏差應不大于12毫米。

（2）中心管直線度在300毫米內(nèi)應不大于3毫米。

（3）環(huán)縫組對后錯邊量應不大于2毫米。

（4）中心管橢圓度應不大于5毫米。

3.中心管組焊

1）吸附塔上封頭為現(xiàn)場組裝，封頂前先將中心管裙座底環(huán)及裙座吊進塔內(nèi)并在下封頭處安裝就位，同時將中心管臨時安裝并固定在中心管裙座上，待吸附塔上封頭現(xiàn)場組焊、熱處理、水壓試驗結(jié)束后，進行中心管的正式安裝找正、現(xiàn)場焊縫的焊接及床層管的安裝。

2）吸附塔內(nèi)部搭設中心管調(diào)整用的滿堂腳手架。

3）利用2臺15噸手拉葫蘆將臨時固定在裙座上的中心管提起。

4）將裙座在吸附塔下封頭中心位置初步定位，用玻璃管水平儀找平裙座的上端口，測量上端口至吸附塔壁的距離，調(diào)整裙座，使上端口至吸附塔壁各點距離的差值不大于3毫米，裙座找正后點焊固定在下封頭的裙座底環(huán)上。

5）用手拉葫蘆將中心管回落到裙座上，測量中心管頂部第一層格柵支撐圈處至吸附塔壁間的距離并記錄，調(diào)整中心管與吸附塔的同心度，偏差不大于3毫米，合格后用4根ф89×4的鋼管做頂杠將中心管固定。固定時頂杠與中心管的連接為斷續(xù)焊連接，頂杠與吸附塔不得焊接。

6）用玻璃管水平儀逐層測量吸附塔壁上格柵支撐圈與中心管上格柵支撐圈間的水平度偏差，用調(diào)整中心管與中心管裙座承插深度的方法，保證吸附塔壁上各層格柵支撐圈與中心管壁上各層格珊支撐圈上表面的水平度偏差不大于3毫米。具體操作方法為：以中心管與塔壁上的下兩層支撐圈為調(diào)整對象，檢查支撐圈的水平度，中心管上的支撐圈與塔壁上的支撐圈間的水平度誤差靠調(diào)整間隙（節(jié)點Ⅲ）的方法進行調(diào)節(jié)。中心管調(diào)整間隙見圖5。

7）調(diào)整合格后對裙座與中心管間隙處的環(huán)焊縫進行分段退步焊。

8）焊后打磨光滑，不得有棱角和毛刺。

三、吸附塔內(nèi)部除銹及化學清洗

1.環(huán)形分配室內(nèi)部化學清洗

1）將12個環(huán)形分配室上的144根環(huán)形分配管接口用帶管嘴的盲板封堵，12個床層管接口用鋼板封焊。

2）用化學清洗軟管連接封堵盲板上的管嘴，使各分配室聯(lián)通。化學清洗液主入口設置在最上層環(huán)形分配室的分配管盲板管嘴上，主出口設在最下層分配管盲板管嘴上。

3）清洗泵和清洗液容器設置在吸附塔外部，用化學清洗軟管將主出、入口與清洗泵、清洗液容器聯(lián)接。

4）用化學清洗液將環(huán)形分配室內(nèi)部的雜質(zhì)、油污等清洗并帶出環(huán)形分配室。

5）清洗后環(huán)形分配室用凈化風吹干，并將各管嘴密封，內(nèi)部充惰性氣體防護。

2.吸附塔內(nèi)壁、中心管外壁、環(huán)形分配室外壁噴砂除銹及清理檢查

1）將吸附塔上各類管口用布團封堵，防止沙子進入接管。

2）噴砂除銹時選用河沙，用細目篩網(wǎng)將較大的顆粒篩出，防止噴砂后各部位金屬表面上出現(xiàn)麻坑。

3）噴砂除銹后，將吸附塔內(nèi)沙子清除，并用工業(yè)吸塵器做徹底清理。

4）拆除封堵布團，用凈化風吹掃各管口及內(nèi)部的各個表面，徹底清除粉塵。

5）拆除滿堂腳手架，安裝組合式的可拆卸型直梯和防墜器。除留出裝料孔及通風孔外，吸附塔上的所有接管均用盲板封閉。

四、吸附塔內(nèi)件安裝

1.格柵檢查與防護

1）格柵開箱后，用叉車逐塊運送至內(nèi)構(gòu)件檢查工作間。

2）檢查格柵肋板及約翰遜網(wǎng)表面是否存在銹跡，肋板上的銹跡可用砂紙和拋光片打磨處理，約翰遜網(wǎng)表面的銹跡必須使用細目砂紙打磨。用0.2毫米的塞尺逐塊檢查格柵上約翰遜網(wǎng)網(wǎng)絲間的間距。

3）檢查合格的格柵用與格柵同樣尺寸的傘型膠合板遮蓋防護。

2.底層格柵安裝、間隙調(diào)整、T形條安裝焊接

1）底層格柵安裝程序見圖6。

2）底層24塊傘型隔柵按分布位置就位。

3）用撬棍調(diào)整格柵間隙，相鄰兩塊傘形格柵的側(cè)面肋板之間要保證13毫米的間隙，每塊傘形格柵內(nèi)環(huán)肋板、外環(huán)肋板與中心管外壁、吸附塔內(nèi)壁的間隙為19毫米，因吸附塔及中心管的制造誤差不能保證上述數(shù)據(jù)時，24塊格柵間的間距要調(diào)整均勻并經(jīng)UOP技術(shù)代表現(xiàn)場確認。

4）格柵若不平穩(wěn)，在肋板下緣與格柵支撐圈間加塞不同厚度的金屬間隙片。

5）用龍門卡點焊或用楔形塊填塞間隙等手段將格柵進行固定，防止在相鄰格柵間隙間填塞陶瓷纖維繩時格柵串動。

6）在格柵間隙間填充陶瓷纖維繩。

7）陶瓷纖維繩填塞后，格柵肋板的上表面用T形密封條進行密封，T形密封條采用鎢極氬弧焊與肋。

板焊接，焊接從中心位置開始，并采用分段退焊。焊接過程中，防護格柵網(wǎng)絲用的膠合板不得拆除。為確保雜物不進入格柵網(wǎng)絲，還需要用陶瓷纖維氈對格柵邊框及防護膠合板之間的部位進行遮蓋防護。

8）T形密封條焊接后進行滲透檢測。

9）格柵分配器環(huán)管現(xiàn)場無應力組焊。

10）格柵內(nèi)環(huán)、外環(huán)與中心管外壁、吸附塔內(nèi)壁間的間隙用環(huán)形金屬密封條及環(huán)形角鋼件密封焊，方法與T形密封條的焊接相同。

11）環(huán)形金屬密封條及環(huán)形角鋼件密封焊后進行滲透檢測。

12）格柵嚴密性試驗。用盲板封閉通氣管法蘭、封閉下封頭接管及人孔，通入0.038千克的潔凈空氣，用肥皂水對格柵的T形密封條、環(huán)形密封條焊縫進行測漏試驗。

3.中間層格柵安裝、間隙調(diào)整及陶瓷纖維繩填充

中間層每層24塊格柵安裝、間隙調(diào)整、找平方法與底層格柵基本相同，但中間層格柵沒有T形密封條、環(huán)形密封條和環(huán)形角鋼，格柵間隙間填充陶瓷纖維繩后即可進行環(huán)形分配管的現(xiàn)場組焊。

中間層格柵每層安裝程序見圖7。

4.頂層格柵安裝、間隙調(diào)整及T形條安裝

頂層24塊格柵安裝方法與底層格柵安裝基本相同，但頂層格柵間隙間不需要填充陶瓷纖維繩。頂層格柵安裝程序見圖8。

5.底層格柵分配器環(huán)管無應力組焊

在吸附塔床層外，底部和頂部各有一套格柵分配器環(huán)管，環(huán)管一端與24塊格柵上的分配器管口連接，另一端與外部管線連接。底層格柵分配器環(huán)管見圖9。

格柵分配器環(huán)管按下列要求進行無應力組焊：

1）用3組龍門架或1套管夾對每道現(xiàn)場組對口進行連接。

2）用金屬支架在格柵分配器環(huán)管下方進行支撐。

3）在完全自由狀態(tài)下檢查各口的對口間隙及對口錯邊量。

4）與格柵分配器連接的管口進行根部焊接、滲透檢測。復檢與格柵分配器連接的管口間隙及錯邊量，合格后進行填充焊、蓋面焊。采用氬弧焊。

5）格柵分配器與外部管線連接的管口進行根部焊接及滲透檢測，合格后進行填充焊及蓋面焊。

6.中間層環(huán)形分配管無應力組焊

12層床層每層內(nèi)有12組從中心管環(huán)形分配室引出的分配管，每組分配管與2塊格柵上的內(nèi)部分配器接管連接，接口型式為對接和接管與法蘭的承插接。中間層環(huán)形分配管見圖10。

配管及無應力組焊按下列要求進行：

1）安裝環(huán)形分配室引出管及格柵分配器引出管的配對法蘭。

2）各組分配管對接口用龍門架或管夾固定，接管與法蘭的承插口用限位檔塊固定。

3）檢查對接口的對口間隙及對口錯邊量，檢查承插口的承插深度及兩塊配對法蘭間的同軸度、法蘭面間的平行度、螺栓孔對中情況等。

4）對接口進行根部焊后滲透檢測，合格后進行填充焊和蓋面焊，采用氬弧焊。

5）復查各配對法蘭口處的同軸度、法蘭面間的平行度、螺栓孔對中，確認其無因?qū)涌诤附赢a(chǎn)生的外部應力。

6）分配管承插口焊接、滲透檢測。

7）法蘭螺栓力矩緊固。

7.頂層格柵與分配器環(huán)管無應力組焊

頂層格柵與分配器環(huán)管無應力組焊與底層格柵與分配器環(huán)管無應力組焊基本相同。

五、吸附劑裝填及完整性試驗操作要點

1.吸附塔各床層吸附劑裝填及完整性試驗工序見圖11。

2.吸附劑裝填

在吸附劑填裝過程中，既要保護好格柵又要保護好吸附劑。格柵上任何超過技術(shù)要求的約翰遜網(wǎng)網(wǎng)格都會使吸附劑通過格柵從床層間漏出，漏出的吸附劑不是被沖進旋轉(zhuǎn)閥損壞轉(zhuǎn)子板就是進入格柵堵塞鍥型網(wǎng)間的間隙，這種堵塞會增加格柵和床層的壓降，并限制吸附分離裝置的生產(chǎn)能力。保證均勻的吸附劑裝填密度，是保證通過所有床層的流量正確的前提，實現(xiàn)這一保證的方法是分層均勻地裝入吸附劑。吸附劑必須均勻地散落在整個床層上，避免不均勻的分布密度而導致通過該床層的流量分布偏差。吸附劑裝填速度應該緩慢，用以實現(xiàn)整個床層的均勻分布和整平。吸附劑裝填要點如下：

1）清理吸附塔內(nèi)的施工工具、卡具和防火石棉布，用工業(yè)吸塵器清除任何碎屑及粉塵。

2）拆除即將裝填吸附劑的床層范圍內(nèi)的接管盲板，安裝吸附劑卸料管嘴、熱電偶、吸附劑采樣閥門等，伸入式管配件與接管的間隙間填充陶瓷纖維繩。

3）拆除格柵上的防護膠合板。

4）用棉布仔細擦拭器壁、格柵肋板及約翰遜網(wǎng)網(wǎng)絲，確保無附著物、油脂等雜質(zhì)。

5）用工業(yè)吸塵器再次清除碎屑及浮塵。

6）檢查并確認約翰遜網(wǎng)網(wǎng)絲間距未在施工過程中受損。

7）粗、細吸附劑按裝填順序叉運至轉(zhuǎn)運平臺；稱重、開桶、取樣、記錄；裝入移動料斗。

8）吸附劑從移動料斗裝入吸附塔頂部裝料孔處的固定料斗。

9）吸附劑的裝填、整平。

（1）吸附劑的裝填是施工中最重要環(huán)節(jié)之一，需UOP專家全過程監(jiān)控。

（2）設置3個裝填管（帆布袋）同時裝填，吸附劑流量每個裝填管每分鐘為150千克。

（3）先裝填1000千克粗吸附劑，再裝填5000千克的細吸附劑。

（4）裝填時在吸附劑上方均布設置3塊臨時格柵板，各站立1人負責找平至完全覆蓋格柵表面，見圖12。

（5）負責裝填的3人在裝填過程中均勻擺動裝填管，將粗吸附劑均勻散布在格柵上，找平并完全覆蓋格柵，再將吸附劑均勻散布在粗吸附劑上并找平。

（6）吸附劑裝填后，安排2人連同原先3人共5人，穿木板鞋在吸附劑表面均勻踩踏壓實。木板鞋見圖13木板鞋的規(guī)格為300毫米×150毫米×12毫米和600毫米×200毫米×12毫米，上述規(guī)格的木板鞋各準備15雙。

（7）踩踏壓實時間5分鐘。

（8）也可由3人連續(xù)裝填，同時2人連續(xù)踩踏壓實。

10）每層床層的吸附劑裝填后上表面做鏡面處理。

用UOP提供的整平板將床層表面整平至格柵支撐圈下方6毫米，將已計算并切除格柵支撐圈厚度的“下凸型”整平板搭在中心管外壁和吸附塔內(nèi)壁上的格柵支撐圈上表面，利用整平板的刮平緣在吸附劑表面上按順時針或逆時針方向推動，推動過程中增補或移除吸附劑，確保吸附劑表面的平整。

11）記錄裝入桶的總桶數(shù)（包括不到一桶及整平過程中的增補量），計算裝料系數(shù)并與UOP技術(shù)顧問提供的數(shù)據(jù)進行對比，應達到裝填要求。

3.完整性試驗

完成每個床層的吸附劑裝填后，均必需測試床層下方格柵防護罩表面的完整性。方法為給吸附室加壓，通過相關的床層管線及格柵完整性試驗捕集籃筐排出空氣，檢查捕集籃筐內(nèi)的排出物是否有吸附劑，以此確認格柵上是否存在過大的可導致吸附劑泄露的間隙。這一試驗不僅能測試是否存在吸附劑的泄露問題，而且還可清除可能在安裝期間落入格柵和管道內(nèi)部的所有碎屑，所以它是吸附劑裝填過程中極其重要的組成部分。完整性試驗操作要點如下：

1）在裝填完吸附劑的床層伸出管線接管上安裝球形閥。

2）在吸附塔上封頭伸入吸附塔的接管處安裝折流板使流入的凈化風分布均勻，保證完整性試驗過程中通入的凈化風不會破壞吸附劑的鏡面。

3）封閉吸附室。

4）用凈化風加壓至0.35千克/平方厘米。

5）打開球閥進行格柵和管道的排污，此時格柵分配器和床層管線中的碎屑可以以高速排出。重復加壓和排污工序，直至無碎屑。

6）管線吹掃清潔后，關閉球閥，在球閥出口連接UOP提供的完整性試驗捕集籃筐。

7）重新對吸附室加壓至0.35千克/平方厘米。

8）打開球閥，通過完整性試驗捕集籃筐為吸附室減壓，持續(xù)60秒。

9）小心地取下籃筐，將它倒扣在黑色膠皮表面上并輕輕敲擊，檢查所有捕集到的碎屑。如果在籃筐內(nèi)發(fā)現(xiàn)吸附劑顆粒，則需重復進行幾次完整性試驗，數(shù)次試驗后捕集籃筐中持續(xù)存在吸附劑顆粒，則表示完整性試驗失敗，需卸除吸附室內(nèi)的吸附劑找尋漏點。

10）排除吸附室內(nèi)的凈化風，拆除球閥后立即用盲板封閉已試驗完床層的外伸接管。打開裝料孔和上一床層通風孔盲板，恢復通風及照明后進行后續(xù)工序的施工。

六、整體防護

吸附塔內(nèi)部構(gòu)件和吸附劑裝填工作全部結(jié)束后，為了開車前保護吸附劑不受任何損壞，將吸附塔所有接管加盲板進行隔離，用氮氣（N₂）給吸附塔充壓至0.35千克/平方厘米，定期觀察壓力，必要時再次充壓。

《吸附塔內(nèi)件安裝及吸附劑裝填施工工法》的應用實例如下：

中國石化集團南京工程有限公司在多套新建、改建、擴建石化工程項目中成功使用了吸附塔內(nèi)件及吸附劑裝填同時施工的施工方法并取得了成效。

1998年5月開工的洛陽石化總廠化纖工程16萬噸/年對二甲苯聯(lián)合裝置，合同要求竣工日期為1999年12月，裝置中兩臺吸附塔內(nèi)部構(gòu)件安裝和吸附劑裝填的施工工期為65天。施工結(jié)束后UOP現(xiàn)場代表檢查一次通過并在裝置投產(chǎn)過程中一次開車成功。

揚子石油化工股份有限公司140萬噸/年芳烴裝置改擴建項目，合同開工日期為2005年1月，竣工日期為2005年8月，吸附分離單元中的兩臺吸附塔內(nèi)部構(gòu)件安裝和吸附劑裝填施工工期為60天。在UOP專業(yè)工程師進行的最終檢查中，取得了一次檢查通過的成績。該工程自投用至2009年，質(zhì)量可靠，運行安全。

中國石化金陵分公司60萬噸/年對二甲苯聯(lián)合裝置PX裝置吸附分離單元中的4臺吸附塔，合同開工日期為2008年5月30日，竣工日期為2008年8月15日，施工作業(yè)時間僅有75天。運用“吸附塔內(nèi)件安裝及吸附劑裝填施工工法”進行施工，體現(xiàn)出了流水作業(yè)程度高、施工工序銜接緊湊、施工進度快、施工安全易于控制、施工質(zhì)量控制好的工法特點。在UOP和業(yè)主聯(lián)合檢查中，中心管安裝與殼體同心度偏差，塔內(nèi)壁與中心管外壁上的格柵支撐圈上表面平面度公差，相鄰格柵間的間隙、平整度、水平度及吸附劑裝填時的密實度均符合UOP要求，為整個裝置的平穩(wěn)運行奠定了基礎。