规整填料：为空分装置节能增效

业内人士都知道，低温精馏塔是空分装置的“心脏”，其主要技术指标决定着整套空分装置技术水平的高低。过去，空分装置低温精馏塔均采用板式塔内件进行分离，存在能耗大、分离效率低等不足。1995年，国外率先将规整填料用于空分装置的低温精馏塔，并取得显著效益。
所谓规整填料就是由许多具有相同几何尺寸和形状单元组成的填料，以整砌的方式装填在塔中的塔内件。事实证明，规整填料用于空分装置具有两大突出特点：分离效率高和节省能源。
我国最早从事规整填料研发的是天津大学，其化工分离技术基础理论及工程应用技术研究处于国内领先水平，国家化工填料塔及内件技术研究推广中心、国家精馏技术重点实验室、国家精馏技术工程中心均设在天津大学内。
11月3-5日，在北京全国农业展览馆举办的2004年第6届中国国际气体技术、设备与应用展览会上，天津大学直属校办企业——天大北洋化工设备有限公司为展会带来了用于空分装置的整体式和分块式规整填料塔内件以及分布器。
据该公司副总经理俞旭峰介绍，天津大学从20世纪80年代开始进行规整填料的研究与开发，最早的成果仅仅用于石油和化工领域的油冼洗塔、水洗塔、碱洗塔、吸收塔、脱烃塔、催裂化塔、脱硫塔、铜洗塔、尿毒解吸塔等塔内件的改造，为我国石油、石化、化工装置的节能降耗，提高经济效益作出了突出贡献。1995年，天津大学与开封空分集团有限公司合作，在国内首开规整填料用于空分装置之先河，对福建三明炼钢厂3200m3/h空分装置精馏塔进行规整填料改造，并取得成功。
由于规整填料塔的阴力小，在同样理论级条件下，其阻力是板式塔的1/10-17。阻力大大减小的直接好处便是节能。据介绍，由于阻力减小，可使压缩机的能耗节省8%左右。这对于以免费空气为原料，而决定成本的主要因素是能耗的空分装置来说可谓一个“福音”。
规整填料的另一个特点就是传质、传热效率高。以板波纹规整填料为例，等板高度HETP为170-280mm，塔径比反式塔小30%左右。采用规整填料进行低温精馏，制得的氩气中的氧的含量小于2ppm,不需要利用氢气进一步去除氩气中的氧，实现了无氢制氩，大大减少了工艺流程。
为了使液体在规整填料中分布更均匀、喷淋点密度更大，天大还自主开发了多种类型的分布器，并获得11项专利技术，使规整填料的精馏效率更高、更节能。
目前，天大北洋化工设备有限公司已与国内著名的空分设备制造厂商，如杭氧集团、开封空分、四川空分等合作，先后完成了近150套空分装置的制造，规模最大的空分装置达48000m3/h，广泛用于石化、化工、冶金等行业。