廖容波，刘利利

    (北京众联盛化工工程有限公司 北京 100101)

    CO2汽提塔的计算与分析

    廖容波，刘利利

    (北京众联盛化工工程有限公司 北京 100101)

    利用液体穿孔的流量公式，推导出CO2汽提塔液体分布器上的液体分布孔流速与液位高度的关联公式，可计算出汽提塔单管负荷。根据湿壁塔内液膜厚度公式，计算出尿素-甲铵液在不同类型CO2汽提塔中的停留时间。通过热力学计算，归纳总结了不同生产负荷下CO2汽提塔的热负荷和传热系数。计算结果表明，理论计算值与实际生产数据基本吻合。

    CO2汽提塔 尿素 液体分布器 热负荷

    CO2汽提法尿素装置的高压设备由合成塔、高压甲铵冷凝器、高压洗涤器和汽提塔组成。NH3和CO2在高压甲铵冷凝器中快速合成氨基甲酸铵(以下简称甲铵)，然后进入合成塔中缓慢脱水转化成尿素，未脱水的甲铵随尿液进入汽提塔中等压分解为NH3和CO2后循环回收利用，其中CO2汽提塔是影响尿素装置操作弹性的重要因素之一，直接关系到装置的稳定运行。

    1 设备简介及规格

    CO2汽提塔为降膜式单管程列管换热器，管内为工艺介质，管外的饱和蒸汽为甲铵分解提供所需的热量。出合成塔的反应液在180～185 ℃下进入汽提塔上部，经液体分布器均布后进入列管，成膜状沿管壁下流，CO2从汽提塔下部逆流汽提反应液，促使未转化的甲铵分解为NH3和CO2，分解气和原料CO2气体从汽提塔塔顶逸出后进入高压甲铵冷凝器。

    目前，CO2汽提塔已全部实现国产化，主流设计有3种规格，匹配的尿素装置产能分别为300，520和800 kt/a，其设备参数见表1。

    2 液体分布器

    根据汽提原理，尿液必须均匀分配至每根换热管中并在内壁形成一层液膜，才会有较高的汽提效率，因此，液体分布器是汽提塔的关键部件。如果液体分布不均，不仅会造成汽提效率下降，而且会影响防腐空气的均匀通过，造成列管局部过热和缺氧腐蚀[1]。

    表1 CO2汽提塔设备参数 ......