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摘要：对柳钢焦化厂解吸原有换热器易堵的问题进行分析及如何解决的方法。
主题词：U形管换热器 直管换热器波纹膨胀节解吸贫富液 堵塞
中图分类号： TK172 文献标识码： A 文章编号：
1 解吸贫富液换热器现状
柳钢焦化厂化产车间氨回收系统原有3台贫富液换热器，2开1备。于2010年年底安装投产，刚投产时是1开2备，运行比较正常，但是在2012年7月份时候由于烧结用氨水量加大，化产车间先后停了一化和二化的硫铵生产，完全用磷酸脱氨工艺进行生产。解吸塔由1开2备变为2开1备进行生产，由于产能的加大，换热器的堵塞变得比较频繁，根据清洗统计基本上是每周对换热器清洗1-2次，严重影响了氨回收工艺的稳定运行。
2 换热器堵塞原因分析及解决方法
我们首先对贫液管堵塞的物质进行化验分析发现主要的成分是萘、焦油、焦粉的混合物，当温度达到一定值时候就会凝固，高温情况下又会碳化，因此该物质极不易融化，在现有工艺情况下很难进行分离。我们对贫液堵的原因分析有以下幾点：1.前期工艺除油效果不好导致油萘等杂质较多。2.进入解吸系统后没有其他可以除杂质的装置，导致换热器内部杂质无法排除。3.换热器设计结构有问题，在封头转弯处极易形成堵塞点。4.设计时候的贫液管程管束比较小，也是易堵塞原因之一。5.富液经过解吸塔蒸馏，焦油和其他重油在高温情况下极易碳化，然后经过换热器换热极易凝结。6.换热器结构不合理。前面的工艺问题我们在现有条件下一时无法解决，因此只能通过改造换热器的办法来解决堵塞问题。首先我们通过结构图来分析原来的换热器，如图1所示：
1U型换热管 2富液折流板 3换热器壳体 4换热器封头 5换热器封头隔板 6换热器封头隔板
图1U型横管式换热器
从结构图来看此换热器为卧式安装的换热器，贫液走管层，富液走壳层，贫液经过4次换热后，输送到各作业区进行吸氨工艺生产，富液则经过换热器换热后进入分离器除酸气，然后进解吸塔蒸馏脱氨。从换热器的内部结构来看，此换热器存在比较大的缺陷，一是内部管道为U型管束结构，且管径太小，当进行换热时候很容易在U型弯处形成堵塞点；二是卧式安装。我们都知道换热器内部贫液流速和流量对管道的堵塞有很大影响，当内部换热管道慢慢堵塞时候内部贫液的流速和流量就会变小，当流速变慢时候则此时堵塞就会加快，很快就会把整条管道的通道堵死，从而导致换热器失效。
通过以上分析我们知道了堵塞的原因，因此我们对换热器进行了重新设计，如图2所示：
1换热器封头 2换热器封头隔板 3波纹膨胀节 4富液折流板 5换热器壳体 6换热器贫液换热管 7换热器底部封头 8排渣口 9底部换热器封头隔板
图2 竖管式换热器
从结构上改进设计：1.首先把换热器进行立式安装，即使在管壁有部分凝结的残渣，但是在重力作用下也不会在管壁上停留引起堵塞；2.为了提高换热效率，我们设计2台换热器串联使用以提高其换热效果，其换热层数可以达到8层；3.在保证换热面积的情况下把贫富液内部管道管径由原来的Ф25改为Ф32，确保内部管束通道畅通；4.由于是在高温高压下进行热交换，我们在换热器外壳特别设计了膨胀装置，这样可以有效的防止换热器内部管道被拉裂的情况发生；5.为了便于清堵和内部检修，我们设计上下封头可拆式结构，即使有内部管道堵死的情况发生，我们也可以直接通过物理清堵的方式进行清除；6.为了排渣和清堵方便还设计了下部排渣装置，这样可以对换热器管程在线进行定期清扫。
3 结语
我们按照以上方法对贫富夜换热器进行了改造后，从2012年9月份开始试运行，到12月份换热器换热效果还是比较好，还没发生过内部管道堵塞现象，因此改造是成功的。但是要解决整个解吸工艺堵塞问题还需要作进一步探讨，只有给系统内部的残渣找到出路并进行分离，才能有效解决氨回收堵塞的问题。
主题词：U形管换热器 直管换热器波纹膨胀节解吸贫富液 堵塞
中图分类号： TK172 文献标识码： A 文章编号：
1 解吸贫富液换热器现状
柳钢焦化厂化产车间氨回收系统原有3台贫富液换热器，2开1备。于2010年年底安装投产，刚投产时是1开2备，运行比较正常，但是在2012年7月份时候由于烧结用氨水量加大，化产车间先后停了一化和二化的硫铵生产，完全用磷酸脱氨工艺进行生产。解吸塔由1开2备变为2开1备进行生产，由于产能的加大，换热器的堵塞变得比较频繁，根据清洗统计基本上是每周对换热器清洗1-2次，严重影响了氨回收工艺的稳定运行。
2 换热器堵塞原因分析及解决方法
我们首先对贫液管堵塞的物质进行化验分析发现主要的成分是萘、焦油、焦粉的混合物，当温度达到一定值时候就会凝固，高温情况下又会碳化，因此该物质极不易融化，在现有工艺情况下很难进行分离。我们对贫液堵的原因分析有以下幾点：1.前期工艺除油效果不好导致油萘等杂质较多。2.进入解吸系统后没有其他可以除杂质的装置，导致换热器内部杂质无法排除。3.换热器设计结构有问题，在封头转弯处极易形成堵塞点。4.设计时候的贫液管程管束比较小，也是易堵塞原因之一。5.富液经过解吸塔蒸馏，焦油和其他重油在高温情况下极易碳化，然后经过换热器换热极易凝结。6.换热器结构不合理。前面的工艺问题我们在现有条件下一时无法解决，因此只能通过改造换热器的办法来解决堵塞问题。首先我们通过结构图来分析原来的换热器，如图1所示：
1U型换热管 2富液折流板 3换热器壳体 4换热器封头 5换热器封头隔板 6换热器封头隔板
图1U型横管式换热器
从结构图来看此换热器为卧式安装的换热器，贫液走管层，富液走壳层，贫液经过4次换热后，输送到各作业区进行吸氨工艺生产，富液则经过换热器换热后进入分离器除酸气，然后进解吸塔蒸馏脱氨。从换热器的内部结构来看，此换热器存在比较大的缺陷，一是内部管道为U型管束结构，且管径太小，当进行换热时候很容易在U型弯处形成堵塞点；二是卧式安装。我们都知道换热器内部贫液流速和流量对管道的堵塞有很大影响，当内部换热管道慢慢堵塞时候内部贫液的流速和流量就会变小，当流速变慢时候则此时堵塞就会加快，很快就会把整条管道的通道堵死，从而导致换热器失效。
通过以上分析我们知道了堵塞的原因，因此我们对换热器进行了重新设计，如图2所示：
1换热器封头 2换热器封头隔板 3波纹膨胀节 4富液折流板 5换热器壳体 6换热器贫液换热管 7换热器底部封头 8排渣口 9底部换热器封头隔板
图2 竖管式换热器
从结构上改进设计：1.首先把换热器进行立式安装，即使在管壁有部分凝结的残渣，但是在重力作用下也不会在管壁上停留引起堵塞；2.为了提高换热效率，我们设计2台换热器串联使用以提高其换热效果，其换热层数可以达到8层；3.在保证换热面积的情况下把贫富液内部管道管径由原来的Ф25改为Ф32，确保内部管束通道畅通；4.由于是在高温高压下进行热交换，我们在换热器外壳特别设计了膨胀装置，这样可以有效的防止换热器内部管道被拉裂的情况发生；5.为了便于清堵和内部检修，我们设计上下封头可拆式结构，即使有内部管道堵死的情况发生，我们也可以直接通过物理清堵的方式进行清除；6.为了排渣和清堵方便还设计了下部排渣装置，这样可以对换热器管程在线进行定期清扫。
3 结语
我们按照以上方法对贫富夜换热器进行了改造后，从2012年9月份开始试运行，到12月份换热器换热效果还是比较好，还没发生过内部管道堵塞现象，因此改造是成功的。但是要解决整个解吸工艺堵塞问题还需要作进一步探讨，只有给系统内部的残渣找到出路并进行分离，才能有效解决氨回收堵塞的问题。