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酸性水汽提装置操作规程.doc

1、酸性水汽提装置操作规程一、 酸性水汽提装置概述本装置是由青岛英派尔化学工程有限公司设计的处理量为50t/h 单塔汽提装置,年开工时数为8000h 。将全厂的含硫污水处理掉。该装置的作用为净化污水,回收wiki 化工/wiki资源,减轻大气污染,化害为利,变废为宝,造福人类,是环保必不可少的一项工程。该装置的作用是对常减压、重油催化、加wiki 氢/wiki、焦化的含硫污水,利用高温蒸汽进行加温加压气体分离,使水质得以净化主力后排放,同时提取氨气、氨水和酸性气。其产品净化水可以作为催化分馏塔顶及常减压装置电脱盐注水使用,氨水可做农肥使用,酸性气可做硫磺装置的原料。本装置的工艺特点:采用单塔加压侧

2、线抽出汽提流程。经过装置处理后的净化水的各种排放指标均符合国家标准,且该装置具有耗能低,占地面积小,流程简单,wiki设备/wiki少,操作方面方便而又经济的特点,是我国目前正积极推广的一套先进装置。二、产品及副产品说明1、产品净化水:硫化氢含量不大于50*10-6 (质量分数) ,氨氮含量不大于100*10-6 (质量分数)。净化水可以作催化分馏塔顶及常减压装置电脱盐注水使用。2、副产品2.1、硫化氢(H2S)含量大于85wiki%/wiki(体积分数) ,氨含量小于2%(体积分数) 。2.1.1物理性质硫化氢是一种无色具有臭鸡蛋气味的剧毒气体,空气中含有微量的硫化氢就会使人感到头疼、头晕、

3、恶心。空气中含量达0.145kg/m3 时,吸入一口即可致死;达到0.00093 kg/m3 至0.000154 kg/m3 时,一分钟内可引起人体急性中毒。硫化氢的分子量为:34.09;比重为1.1906;密度为 1.539 kg/m3 ,自燃点为246(在空气中) ,wiki 爆炸/wiki极限为4.33%-45.5%(体积分数) ,在水中的溶解度标准状况下, 1体积水溶解2.6 体积的硫化氢气体,其wiki沸点/wiki为-60.2。硫化氢可作为硫磺回收装置的原料制取硫磺。2.1.2化学性质a)热不稳定性H2SH2 + Sb)可燃性2 H2S+ O2 2S+2H2O+Q (氧不足)2H2

4、S+3O22SO2+2H2O(氧充足)c)还原性2H2S+SO23S+2H2O2.1.3硫化氢在工业中的危害2.1.3.1硫化氢氧化为二氧化碳与是作用生成亚wiki硫酸/wiki而wiki腐蚀/wiki设备,在存在水蒸气和高温情况下更为严重。2.1.3.2硫化氢溶于水生成氢硫酸而腐蚀设备。2.1.3.3硫化氢在管道中与氧发生氧化而堵塞设备和管线。2.1.3.4硫化氢与氨反应生成硫氢化铵结晶堵塞设备和管线。2.1.3.5硫化氢具有氢脆腐蚀性。2.2氨水(NH3 )氨含量15%(质量分数) ,硫化氢含量小于0.2%(质量分数) 。2.2.1物理性质氨是一种无色具有刺激性气味的气体,低浓度的氨对呼吸

5、道有刺激作用,接触时可使皮肤灼伤,高浓度的氨对三叉神经有刺激作用,可使呼吸终止。在标准状况下氨的密度是0.77 kg/m3 ,比重为0.5971,氨及易溶于水,在常温下一体积水可溶解 700体积的氨,0时液氨的比重为0.6836 ,其分子量为 17.034,沸点-33.35,凝固点-77.7 ,氨在空气中的含量达11%-14%时会发生燃烧,气爆炸极限为 15.5%-27%(体积分数) 。在常温下冷却到-33.35或常温下加压到 0.7Mpa-0.8Mpa 时,气态氨就凝结成无色的液态氨。液氨具有导电性,并溶于少量润滑油。2.2.2化学性质a)氨与水反应氨与水法应生成一水合氨,它可以小部分电离成

6、 NH4+ 和 OH- ,并且受热分解。NH3 +H2O=NH3 H2O= NH4+ + OH-b)氨的水合物对锌、铜及铜合金具有腐蚀性:Cu+2NH4OHCu(OH)2+2NH3 Zn+2NH4OH Zn(OH)2+3NH3c)氨在530 以上分解为氮气和氢气:2NH3N2+3H2 d)氨与酸的反应:NH3+HClNH4ClNH3+H2SNH4HSe)氨与氧的反应:4NH3+5O24NO+6H2O三、原料、公用工程系统1、原料的来源含硫含碱污水来于常减压装置、重油催化装置、加氢精制装置、焦化装置。2原料的组成含硫含碱污水(简称酸性水)中的主要成分是水,其中还含有硫化氢、二氧化碳、氨、酚、氰化

7、物、烃等有害物质。硫化氢含量在5000mg/L,氨氮含量在3000mg/L 左右。3原料的性质由于原料酸性水中995以上是水,所以其性质与纯水基本相近。污水汽提就是除去原料污水中的有害物质,以达到净化污水水质的目的。含硫污水中的有害物质以 H2S、NH3、CO2 为主,酸水汽提的主要目的是驱除和回收 H2S、NH3 。含硫污水是一个由 NH3-H2S-H2O 组成的三元体系,要了解酸水汽提的生产工艺原理,首先必须了解原料的 NH3-H2S-H2O 三元体系的热力学性质。由于原料污水中含有 H2S、NH3 等都是挥发性弱电解质,能相互起化学反应,并能电离成离子,氨和硫化氢能不同程度溶解于水。一体

8、积水能溶解700体积的氨,一体积水能溶解2.6体积的硫化氢。因此,NH3-H2S-H2O 三元体系是一个化学电离和相平衡共存的复杂体系。4公用工程新鲜水(常温,0.4Mpa) 、循环冷水(31,0.4Mpa) 、氮气(常温, 0.3Mpa) 、蒸汽(250,1Mpa)四动力消耗指标项目 进料量400000t/a年消耗量 能耗指标 能耗单位 数量 单位 数量 电力 Kwh 57.0393*104 Mj/kWh 12.56 716.47*104蒸汽 t 604*104 Mj/t 3390.26 21697.63*104循环冷水 t 411.47*104 Mj/t 4.19 1722.2*104新鲜

9、水 t 42.7*104 Mj/t 7.53 321.43*104净化空气 m3 80*104 Mj/m3 1.67 133.93*104单位能耗 603.18Mj/t能耗合计 24591*104酸性水汽提装置开工方案一、生产方法、工艺原理该装置采用单塔加压侧线抽出蒸汽汽提工艺,其生产方法是:利用硫化氢和二氧化碳的相对挥发度比氨高,而溶解度比氨小的特性,首先从气提塔的上部将污水中的二氧化碳汽提出来,而塔顶部的气氨被冷却水吸收,再通过控制适宜的塔体各部位温度分布,使酸性污水中的中部形成 NH3/(H2S+C O2 )分子比大于10的氨聚集区,在此抽出分离,再采用变温变压的三级分凝设施,将侧线抽出

10、的氨气逐渐浓缩,最后取的纯度较高的氨气。酸性污水单塔汽提的工艺原理单塔汽提处理含硫污水的方法就是用带有一定压力的蒸汽,把挥发性的硫化氢、氨分别从污水中汽提出来,从而达到净化污水,提取硫化氢、氨的目的。该装置的工艺是一个化学、电离和相平衡共存的复杂体系。其整个反应过程可用如下综合反应式表示:H+ +OH- + NH4+ +HS- =(NH3 + H2S+ H2O)液=(NH3 + H2S+ H2O)气H+ +OH- +2 NH4+ + CO32- = (2NH3 + CO2+ 2H2O)液8 = (2NH3 + CO2+ 2H2O)气NH4+ +HS- =(NH3 + H2S)液=(NH3 +

11、H2S)气二、工艺流程叙述自常减压、催化裂化、加氢精制、延迟焦化装置来的含硫污水汇合后进入动力车间原料水罐(G501)沉降除油,为了保持 G502/G503的液位,在三台原料水罐之间设“n”形管,自G503/G502脱除的污油自流入动力车间污油池。经脱油后的含硫污水,由原料水泵升压,然后分两路进入汽提塔(C4101) ,一路做为冷进料由汽提塔塔顶进入;另一路热进料先经过 E4105E4104/4-1 与侧线气、净化水换热器换热至140 以上后进入汽提塔第50 层塔盘。汽提蒸汽(1.0Mpa )由塔底第一层塔盘下吹入,汽提塔的17、19、21层塔盘处开一侧线抽出口抽出富氨气,净化水由塔底排出。酸

12、性气在不大于50的条件下有塔顶抽出,经沉降分液罐(D4105 )分液,酸性气去硫脲或放火炬,分凝液返回原料水罐(G503) 。17、19、21 层侧线抽出的富氨气,先与原料水换热(E4105)冷凝冷却至135左右进入一级分凝器(D4106)进行分凝,气相经冷却器( E4106)冷却至110 左右进入二级分凝器(D4107)分凝,从二级分凝器出来的富氨气经循环水冷却器(E4107)冷却至50左右,进入三级分凝器(D4108)分凝,一、二级分凝液混合后经冷却器( E4102/1、2)冷却后与三级分凝液混合返回原料水罐(G501) 。从三级分凝器出来的纯度为90%左右的氨气,经氨水混合器用净化水吸收

13、后进入氨水罐(D4111/1,2)氨水罐内氨水经氨水循环泵(P4102)循环吸收氨气,待氨水罐内的氨水浓度达到15%,输出装置。汽提塔底排除的净化水经(E4104/1-4)与原料水换热后,再空冷冷却器( A4101)冷却至50送出装置外排或作为常减压、重催注水用。三、装置的开工1、开工程序1.1 开工前的准备 联系调度引蒸汽、新鲜水、循环水进装置 联系调度、空压站引仪表风和工业风进装置 联系调度、电工检查电气设备,无问题后送电 联系调度、钳工进行单机试运 联系调度、动力车间做好送水准备1.2贯通吹扫1.2.1吹扫的目的: 清扫设备、管线内的杂质,确保管线设备的畅通 通过吹扫使操作人员熟悉设备、

14、流程等1.2.2吹扫准备工作 按规定拆装好盲板,把好关键wiki 阀门/wiki,以防跑串 联系施工单位,做好保运工作 准备吹扫工具1.2.3贯通吹扫的原则及注意事项1.2.3.1水管线用汽、水贯通;风管线用风或水贯通。1.2.3.2吹扫前应拆除管线上的孔板、调节阀、流量计、过滤器,吹扫时可以通过副线或接临时短管代替1.2.3.3卸开管线与设备连接wiki法兰/wiki,加临时盲板或使其错开。严禁将管线中的杂质吹入容器内。1.2.3.4吹扫蒸汽不得进入泵体,以防wiki机械/wiki杂质进入泵体损坏叶轮和机械密封。1.2.3.5吹扫时,必须将冷却器的循环冷水关闭,并将内部存水放尽,以防水击现象

15、发生;另外,冷换设备的另一程排空阀打开,防止汽化憋压损坏设备。1.2.3.6蒸汽进入塔、容器时,塔、容器的顶部要放空,底部要排凝。1.2.3.7地下管线严禁用蒸汽贯通,可用水、风贯通。1.2.3.8吹扫过程中,若发现液位计、放空阀、设备管线的低点排凝有堵塞现象,要停蒸汽泄压后处理,以免发生烫伤。1.2.3.9吹扫时,处于吹扫状态的阀门必须处于全开或全关状态,以免机械杂质将阀芯损坏。1.2.3.10吹扫时要按流程顺序逐级逐段吹扫,系统压力不得高于操作压力,吹扫过程中要有专人记录和消号。吹扫过程中要仔细检查,防止憋压和水击,排空口有专人监护,以免伤人或污损设备和wiki环境 /wiki。1.2.3

16、.11吹扫完毕后,拆除的孔板、法兰、调节阀等要及时把好,设备管线内的存水放净,必要时用风吹扫。1.2.4吹扫流程1.2.4.1原料污水线的吹扫送水装置给汽吹扫含硫污水线1.2.4.2汽提系统吹扫线汽提塔底给汽C4101顶放空C4101底排凝冷进料P4101前净化水外排线G501酸性气线D4105顶放空放火炬G501侧线系统E4105D4106E4106D4107E4107D4108顶放空D4111G501净化水系统E4104/1-4A4101/1,2外排线 G501P4104/1,2外排线动力污水1.3单机试运1.3.1单机试运的目的1.3.1.1检验机泵、设备、管线、阀门、仪表的安装质量和运

17、转性能。1.3.1.2清洗部分设备、管线内的杂物。1.3.1.3训练操作人员,使操作人员熟悉工艺流程,掌握机泵和仪表的操作方法、切换方法、事故处理方法以及仪表的维护保养。1.3.2原料水泵、氨水循环泵的试运原料水泵、氨水循环泵的试运和原料水罐、汽提塔、酸性气分水罐,一、二、三级分凝罐及冷换设备的清洗同时进行。1.3.2.1准备工作首先进行电机空运,电机空运前应进行认真检查,连续空运8h 合格后,找好正反连接电机和泵体,找好同心度。机泵的出口阀、单向阀、压力表等检查好用。泵体加足合格的润滑油、润滑脂、电机装好温度计。原料水罐装好水,装水时罐顶放空,罐底排污,罐底排污见清水后,关闭罐底排污阀继续加

18、水至满。所有容器清洗过程中,顶部放空,底部派凝见水后继续按流程清洗。改好试运流程。1.3.2.2试运启动电机,使机泵运转,做好记录。观察机泵有无杂音,压力是否平稳,机泵温度是否过高。检查机泵的振动情况及泵的性能、流量、扬程等;检查润滑系统是否正常;wiki 填料/wiki是否泄露。待清洗水变干净,泵连续运转不小于8h,合格后停泵,打开设备的顶放空,底部排净存水。G503、G501P4101/A.BE4105E4104/41T4101 E4014/14A4101P4104净化水出装置 E4105D4106E4106D4107E4107D4108 M4101D4111Q4106和 D4107的分凝

19、液进入 E4111冷却后进入原料罐D4108 的分凝液直接进入原料罐 四 试压1 试压介质:蒸汽;实验压力:0.69Mpa。 2 试压方法:汽提塔给汽,关闭进出装置阀门,按流程对冷换设备和容器进行逐一试压。3 试压过程中做好记录。先做好消号工作,避免漏项。4试压完毕,设备要上下同时放空,管线终端排空泄压,避免设备管线憋压。五 开工操作法1改流程开工流程:1)冷却器给循环水;2)改好进料流程:G503P4101/A.BT4101 顶部冷进料入口 E4106E4105E4104/41T4101热进料入口3 净化水流程T4101底E4104/14A4101 P4104净化水出装置4 酸性气外排线:T

20、4101顶D4105 去硫脲 去火炬5 侧线流程T4101E4105D4106 E4106D4107 E4107D4108D4111P4102MI4101D4111循环2建立汽提塔液位升温1)汽提塔直接供汽,同时开启原料水泵,通过热进料线建立液位。2)用蒸汽调节阀控制塔底温度,使塔底温度以20 /h30/h 的速度升温。3)升温过程中,塔内原料水循环回原料水罐。3引进料、排放酸性气1) 当塔底温度达到120时,适当调节进料量保持塔底液位在50%70%左右,对净化水进行分析,合格后排出装置。2 )调节蒸汽入口调节阀,保持塔底温度继续以20 /h30/h 的速度升温。3 )当塔顶压力达到0.3Mp

21、a 的时候,调节塔顶流量调节阀,在保证塔底继续升温的情况下,适量排放酸性气。4 )当塔底温度达 160时,建立原料水罐的物料平衡,保持原料水罐的液位,将污水全部引进汽提塔,注意保持塔底液位正常,塔顶压力,温度正常。5) 在上述操作过程中,控制好塔顶压力、塔底液位、塔顶温度,一达到装置的平稳运行。4开侧线 1) 当塔顶压力达到0.4Mpa 时,21层塔盘温度大于138时,打开侧线抽出阀控制抽出比为9% 。2 )侧线抽出后,调节蒸汽量,使塔底温度保持在160时,21层塔盘温度不大于138。3) 逐步建立分一 分二、分三的压力、温度、液位。a)控制分一入温度大于135 ,当压力大于0.3Mpa 时,

22、启用 PIC4103控制压力保持在0.3Mpa。2)PIC4103投用后,调节 TIC4119控制分二温度为90,当压力达到0.25Mpa 时,启用PIC4104控制分二温度为0.25Mpa。3)当 PIC4104投用后,调节 TIC4121,控制分三温度不大于70 ,分三出来的氨气返回原料水罐。4)当分一、分二、分三建立起液位,分别用 LIC4106、LIC4107、LIC4108控制分一、分二、分三的液位为50%。5)侧线系统正常后,给氨水罐 D4111进行注水,开启氨水循环泵,分三气相的氨气进行循环吸收。调整操作1 根据处理量的大小及操作情况,进一步调整总进料量。2 调节 PIC4106

23、控制好塔第压力为0.5Mpa,控制好21层塔盘温度大于138 。3 操作平稳后,所有仪表全部投自动按工艺停工程序几操作方法停工前的准备1根据调度指示,适当增减处理量,到停工时原料税罐水位将至2米左右。2有计划的降低分一、分二、分三和酸性气气分水罐的液位,到计划停工时维持最低点。3各点排污阀接好胶皮管引至下水井。4原料水罐集油,污油罐污油打出装置。5与调度及有关单位作好联系工作。6准备好消防器材、防毒器材及停工工具。7进行停工练兵,考核合格后方可参与停工。1 停工步骤1接到停工通知后,与动力联系停止送水。2停止进原料水后,分三氨气改回原料水罐循环,并把氨水罐中的氨水外排。3当原料水罐液位降至2

24、米时,切换新鲜水洗塔,塔底外排水经跨线回原料水罐。4切换新鲜水后,继续降低分一、分二、分三液位至最低点,调节进料量为10t/h 左右。5降低冷却吸收水量,使塔顶以15 /h 的速度降温,调节硫化氢外排阀开度,使塔顶以0.04Mpa/h 的速度降压,同时分一、分二、分三也缓慢降压。6分凝器降压的同时,以10 的速度提高分一、分二、分三的温度,直至 E4107的冷却水全关闭(冷换设备放空阀打开,防止憋压) 。7当塔顶温度达到110 时,停原料水泵,调节塔底汽为1.5t/h,向火炬驱赶酸性气,当分析硫化氢喊连小于1%时,关塔底净化水出口阀。2 水冲洗1启动原料水泵用新鲜水对塔及有关设备进行清洗。当分

25、一液面见汽时关闭塔底给汽,开打侧线,同时开净化水阀少许,调节新鲜水入塔量为10t/h 左右。2冲洗流程新鲜水P4101C4101 E4105E4104/4-1 排空A4101E4104/1-4 塔底 P4102M4101 D4108 E4107D4107E4106D4106E4105侧线 D4111 E4102/1 、2 G5033水冲洗8h-12h 结束,停原料水泵,打开塔顶放空,排净塔内存水。3 蒸汽吹扫流程塔顶 D4105放火炬线E4104/1-4净化水外排线塔底给汽E4104/4-1A4101出装置放空侧线E4105D4106E4106 D4107E4107D4108D4110 E41

26、02/1、2 G503 吹扫完毕对塔及容器进行蒸洗,蒸洗时间不少于8h。注意事项:3 吹扫前将蒸汽线内凝结水排净,先少量给汽,吹通后再增加汽量。4 吹扫酸性气线及三分分凝液时,排凝不得任意排放,防止污染环境。5 吹扫冷换设备时另一程要放空。6 吹扫蒸汽不得进入泵体。7 蒸汽泄压时,塔及容器顶部要放空,底部要排凝。8 吹扫过程中要按流程顺序吹扫,做好记录及消号工作,管线排空要有专人监护,以防伤人。四、停工后的处理1加盲板所有进出装置的管线都必须进行加盲板,必要时将管线连接处拆开,并做好标记。2设备通风化验设备蒸洗完毕,打开设备的人孔,进行自然通风,联系化验进行分析,合格后交检修。5 酸性水汽提操

27、作的影响因素;影响汽提塔操作平稳的因素很多,但主要因素有四点:供热;硫化氢排放量;氨循环比;除油。1供热合理的供热是平稳操作的基础,供热是否合理,对安全生产,产品质量,能耗影响都很大。供热过量,就要引起超温、超压、酸性气质量下降,蒸汽单耗增加,严重时可能造成冲塔或酸性气管线的堵塞;供热不足,汽提塔中部的温度偏低,高温段温差大,氨气和净化水的质量下降,严重时造成侧线系统结晶堵塞管线。汽提塔供热影响因素单线:主要影响因素 双线:次要影响因素单塔侧线流程蒸汽单耗的经验公式:h=1.05*(T 净+T 原+n*(T 底+T 冷)+B I 抽)h:蒸汽单耗 kg/t 水T 净 :净化水出装置温度 T 原

28、 原料水换热前温度 T 底 汽提塔塔底温度 T 冷 冷进料温度 n:冷热进料比 %B:侧线抽出比 %I 抽 :侧线抽出气体焓量 J/kg1.05:热损失系数由公式表明:蒸汽单耗的影响因素主要有冷热进料比 n,侧线抽出比 B,氨循环比 C,而n、B 与处理量有关,因为对一个特定的汽提塔而言,有个最低的冷却水量和最低的塔底三相负荷,所以处理量越大,n 和 B 越小,蒸汽单耗越低,然后根据产品质量和塔体温度分布进一步调整 n、B 和供热量,供热是操作的基础,操作平衡建立后,一般情况应保持稳定。2硫化氢的排放率(H2S 排放率 = H2S 排放量/原料水中 H2S 量)操作平衡建立后,要及时按原料中的

29、 H2S 的量将 H2S 从塔顶排出,其排放率最好为1。如果排放率大于1 ,则塔上部温度要升高,酸性气质量可能变差,塔压下降,严重时可能造成冲塔;如其排放率小于1,则塔的中部温度要下降,塔压升高,氨气和净化水质量可能下降。操作中,在 n、B 和供热等条件合理的情况下,如果最上一层塔板与侧线抽出口处的温度下降,塔压升高,说明的排放率小于 1,反之,排放率大于1.3氨循环比 C 氨循环量 /原料水中氨含量)氨循环比 C 对汽提塔的氨负荷影响很大,如果氨循环比 C 过大,要危机产品质量,增加蒸汽单耗,严重时还影响平稳操作,氨循环比的高低由循环液的量的多少和浓度高低决定,循环液的量的多少主要取决于抽出

30、比的大小,循环液浓度高低主要取决于三级分凝条件,因此影响氨循环比的主要因素是抽出比和三级分凝条件。4抽出比 B 的影响抽出比是单塔侧线流程操作关键因素之一,侧线抽出气体,约为塔底气相负荷的50%左右,所以抽出比的大小汽提塔的效果影响很大,抽出气体中主要成分是水,所以抽出比的大小基本决定了循环液量的多少。如果抽出比太小,循环液量会减少,氨循环比会降低,蒸汽单耗要下降,但单塔气相负荷太小,汽提效果降低,净化水质量要下降,如果循环比太大,从塔内取热增多、 ,循环液量也增加,氨循环比也增加,单塔气相负荷增加,不仅蒸汽单耗增加,产品质量要下降。5三级分凝条件的影响三级分凝条件决定了各级各级分凝器的分凝液

31、量的多少和分凝液浓度的高低,在抽出一定的情况下,如果采用不同的分凝条件,尽管循环液的总量没有变,但各级分凝器的分凝液量和浓度就要变化,总的循环液的浓度就不同,因此氨的循环比也就不同。由于分凝条件对氨循环的影响大,所以操作中要按工艺卡片控制好分凝条件,否则严重时会危机安全生产,例如分一温度瞬间大幅度提高,会使分二分三的压力下降或者回零,甚至成负压。因为分一温度突然升高,使分一分水率突然下降,分二分三分水率增加,液相浓度下降,汽相平衡被破坏,因此汽相压力下降回零, ,甚至成负压。操作失常,出现以上情况,处理也很简单,要按工艺卡片控制好分一温度,任其分二分三提浓,压力就会回升。6 含油量的影响污水原料中若带油进入汽提塔,将造成要按工艺卡片发泡或酸性气中氢含量突增,最终使净化水和氨气的质量下降,严重影响汽提塔的汽提效果。六酸性水汽提岗位操作法1汽提塔顶温度的调节影响因素硫化氢的排放量冷进料量塔底供热侧线抽出量热进撩温度原料水中氢含量调节方法在供热热稳定,侧线抽出量适宜的情况下,调节塔顶硫化氢的排放量和冷进料量控制塔顶温度;适当增大塔底蒸汽量提高热进料温度2汽提塔压力的调节

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