專利名稱：聯(lián)堿法制堿用篩板、笠帽混合結(jié)構(gòu)碳化塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)用設(shè)備，特別是一種采用聯(lián)堿法制取純堿用的碳酸化塔(碳化塔)。
背景技術(shù)：
目前，聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿普遍采用索爾維笠帽碳化塔作為其碳酸化設(shè)備。該碳化塔主塔體的塔頂為分離段，在中部吸收段和結(jié)晶生成段均采用笠帽式塔板，主塔體下部為各冷卻箱內(nèi)均設(shè)有冷卻水管的冷卻段及底座，整個(gè)塔體為異徑塔。此類塔化塔雖然具有可用于聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿，但卻存在笠帽結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重；碳化液與其逆流的CO2(反應(yīng))氣體接觸時(shí)間短、接觸面積小，對(duì)二氧化碳的吸收不充分；塔內(nèi)軸向返混嚴(yán)重而又進(jìn)一步影響二氧化碳的吸收效果；塔頂排出的尾氣中二氧化碳含量高達(dá)10～25％，損耗大；中部高溫區(qū)由于軸向返混驟冷而產(chǎn)生大量的晶核，既降低了高溫區(qū)的高度，又影響了結(jié)晶粒度的增大，若為了確保結(jié)晶粒度而提高中部溫度，又將使反應(yīng)上移，加大尾氣中二氧化碳的含量。此外，由于笠帽下部存在死氣區(qū)，采用大量笠帽塔板，又降低了塔腔內(nèi)的有效反應(yīng)容積，影響碳化塔的生產(chǎn)能力。因而，上述背景技術(shù)存在塔體內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、碳化液對(duì)CO2的吸收不充分，結(jié)晶質(zhì)量差、粒度小，尾氣中CO2含量高、原料氣消耗大，生產(chǎn)率低等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是在背景技術(shù)基礎(chǔ)上，改進(jìn)設(shè)計(jì)一種聯(lián)堿法制堿用篩板、笠帽混合結(jié)構(gòu)碳化塔，以達(dá)到簡(jiǎn)化塔體結(jié)構(gòu)、提高碳化液對(duì)CO2的吸收率和結(jié)晶質(zhì)量，有效降低尾氣中CO2的濃度及其耗量，延長(zhǎng)高溫區(qū)的高度，增大塔體內(nèi)腔的有效容積及提高其生產(chǎn)率等目的。
本實(shí)用新型的解決方案是將碳化塔吸收段的所有笠帽式塔板改設(shè)為帶溢流管的篩板，以解決原笠帽塔板存在的死氣區(qū)問(wèn)題、增大其有效反應(yīng)容積及減化塔板結(jié)構(gòu)、降低其重量；篩板上兩相泡沫化良好、有效大的氣液接觸表面積，從而提高其吸收效率，有效抑制軸向返混，同時(shí)使反應(yīng)區(qū)上移，進(jìn)一步促進(jìn)CO2的吸收；篩板式塔板使母液吸收路徑增大、篩板上的徑向混合好、給大粒度均勻結(jié)晶提供了良好的生成條件。同時(shí)在結(jié)晶生成段與冷卻段之間增設(shè)環(huán)形篩板，以防止被冷卻的母液返混到結(jié)晶生成段，確保結(jié)晶生成段有足夠高的有效區(qū)域，阻止大量細(xì)晶的形成。此外，為了防止笠帽下形成死氣區(qū)，在笠帽下的塔板上環(huán)形開(kāi)設(shè)一組氣孔，促使笠帽下的反應(yīng)氣與母液對(duì)流，加快其反應(yīng)速度。因此，本實(shí)用新型包括塔圈疊合而成的主塔體殼體及依次設(shè)于殼體內(nèi)的分離段、帶塔板的吸收段和結(jié)晶生成段在內(nèi)的主塔體，在主塔體頂部及吸收段上部的塔圈上還分別設(shè)有尾氣排放口和母液進(jìn)液口，位于主塔體下部包括內(nèi)設(shè)冷卻管的冷卻箱組及設(shè)于各冷卻箱之間的笠帽式塔板在內(nèi)的冷卻段，以及設(shè)于冷卻段底部帶原料氣進(jìn)氣口及堿液出口的塔體底座；關(guān)鍵在于在主塔體下部結(jié)晶生成段和冷卻段之間還設(shè)有一防止母液返混的篩板；而吸收段和結(jié)晶生成段的塔板分別為設(shè)有溢流管的篩板式塔板和笠帽式塔板；篩板式塔板及笠帽式塔板分設(shè)于相應(yīng)的吸收段和結(jié)晶生成段中兩兩塔圈之間并與各塔圈可拆卸式緊固成一體，防止母液返混的篩板則與結(jié)晶生成段底部塔圈下口及冷卻段頂部冷卻箱上口緊固成一體。上述防止母液返混的篩板為中心帶溢流管的篩板，各篩孔的直徑為φ25～40mm，篩孔總面積為板體面積的1.8～3.0％。而設(shè)于結(jié)晶生成段和冷卻段的笠帽式塔板，在笠帽下的塔板上環(huán)形開(kāi)設(shè)有一組氣孔。該組氣孔的個(gè)數(shù)為4～12個(gè)，各孔的直徑為φ30～50mm，而所述在吸收段設(shè)有溢流管的篩板式塔板，在溢流管頂端還設(shè)有一環(huán)形斜板，溢流管內(nèi)徑φ700～800mm，偏心設(shè)于篩板的一側(cè)、對(duì)稱于該溢流管的另一側(cè)的板體有一為相應(yīng)于溢流管內(nèi)孔截面積的1.3～1.6倍的無(wú)孔板體，塔體內(nèi)各塔板錯(cuò)位設(shè)置、即上塔板的溢流管正對(duì)下塔板上無(wú)孔板體的中心，而下塔板溢流管則正對(duì)上塔板上的無(wú)孔板體中心。為了使較大粒徑的顆粒及堿垢順利排入下一層塔板，在吸收段篩板式塔板的溢流管與其篩板體的上交界面處的管壁上還對(duì)稱設(shè)置有2～4個(gè)直徑為φ40～60mm的徑向溢流孔，以形成雙向溢流。篩板式塔板的篩孔直徑φ10～30mm，篩孔的總截面積為相應(yīng)塔板面積的0.5～2.0％。各篩板式塔板的孔數(shù)相同，而孔徑在其范圍內(nèi)下層塔板孔徑較大、而上一層為較小孔徑塔板。為了進(jìn)一步減少尾氣中的霧沫夾帶，在主塔體內(nèi)的分離段頂部與尾氣排放口之間增設(shè)一笠帽式塔板。
本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)1、塔體結(jié)構(gòu)先進(jìn)、簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，篩板式塔板的重量?jī)H為相應(yīng)笠帽式塔板的20～30％，塔體內(nèi)參與反應(yīng)的有效容積較背景技術(shù)增大7～15％；塔體總重量可降低近10％；2、CO2的吸收率高，出塔尾氣中CO2含量低；當(dāng)中部溫區(qū)較背景技術(shù)高出5℃時(shí)，尾氣中CO2含量較背景技術(shù)低50～70％，有效降低了原料氣的消耗；3、碳化塔中部溫度可較背景技術(shù)提高4～8℃、高溫區(qū)加長(zhǎng)、有利于結(jié)晶生成；防止冷卻段母液返混篩板的設(shè)置，又有效防止了大量細(xì)晶的形成；有利于晶粒增大，提高結(jié)晶質(zhì)量；4、吸收率的提高、有效反應(yīng)容積的增大等，使輸出的堿液中含堿量提高3～5％，塔體的生產(chǎn)能力可較背景技術(shù)提高10～20％。
附圖及

圖1、為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、為吸收段篩板式塔板A向視圖(俯視圖)圖中1、尾氣排放口，2、分離段，3、塔圈，4、吸收段，4-1、母液進(jìn)液口，4-2、篩板式塔板，4-3、溢流管，4-4、無(wú)孔板體，4-5、環(huán)形斜板，4-6、溢流孔，5、結(jié)晶生成段，5-1、笠帽式塔板，5-2、氣孔，6、冷卻段，6-1、冷卻箱，6-2、冷卻管，6-3、笠帽式塔板，6-4、氣孔，7、底座，7-1、堿液出口，7-2、原料氣進(jìn)氣口，8、防止母液返混篩板，8-1、溢流管。
實(shí)施例1本實(shí)施例以生產(chǎn)能力為170T/日的聯(lián)堿生產(chǎn)用碳化塔為例頂部尾氣排放口1，分離段2，吸收段4及結(jié)晶生成段5的塔圈3的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、尺寸及設(shè)置個(gè)數(shù)均與背景技術(shù)相同；冷卻水箱6-1、冷卻管6-2及底座7亦均與背景技術(shù)同。結(jié)晶生成段5的笠帽式塔板5-1、冷卻段6的塔板6-3的板體、笠帽的材質(zhì)、直徑、高度等均與背景技術(shù)同，本實(shí)施例在沿塔帽環(huán)口下的塔板上，環(huán)形等弧度設(shè)置8個(gè)直徑為φ38mm的氣孔5-2及6-4。本實(shí)施例在吸收段4、設(shè)篩板式塔板4-2共10塊，該塔板材質(zhì)為鋼板、厚10mm，直徑φ3000mm，篩孔直徑底層為φ25mm，每上一層孔徑減小1.0mm，頂層為φ16mm，各層篩孔數(shù)相等且均勻分布，其中底層篩孔總橫截面積為塔板面積的1.75％，各溢流管4-3，內(nèi)徑750mm，環(huán)形斜板4-5外徑φ870mm，管壁上開(kāi)設(shè)2個(gè)φ50mm的溢流孔4-6；防止母液返混篩板8，各篩孔孔徑φ30mm，總篩孔面積為該塔板面積的2％，該塔板上溢流管8-1設(shè)于板體中心，其管體內(nèi)徑及環(huán)形斜板外徑均與吸收段溢流管4-3及其環(huán)形斜板4-5同，但管壁不設(shè)溢流孔。
本實(shí)施例每個(gè)篩板式塔板重750～900kg僅為笠帽式塔板重(每個(gè)3250kg)的23～27.6％，整個(gè)塔體可較背景技術(shù)輕8.5％；而生產(chǎn)能力則可提高18％左右。
實(shí)施例2本實(shí)施例在分離段2的頂部與尾氣排放口1之間增設(shè)一結(jié)構(gòu)、尺寸均與實(shí)施例1中笠帽式塔板6-3相同的塔板，以減少尾氣的霧沫夾帶，本實(shí)施例尾氣中CO2含量?jī)H為背景技術(shù)的30％左右。
權(quán)利要求1.一種聯(lián)堿法制堿用篩板、笠帽混合結(jié)構(gòu)碳化塔，包括塔圈疊合而成的主塔體殼體及依次設(shè)于殼體內(nèi)的分離段、帶塔板的吸收段和結(jié)晶生成段在內(nèi)的主塔體，在主塔體頂部及吸收段上部的塔圈上還分別設(shè)有尾氣排放和母液進(jìn)液口，位于主塔體下部包括內(nèi)設(shè)冷卻管的冷卻箱組及設(shè)于各冷卻箱之間的笠帽式塔板在內(nèi)的冷卻段，以及設(shè)于冷卻段底部帶原料氣進(jìn)氣口及堿液出口的塔體底座；其特征在于在主塔體下部結(jié)晶生成段和冷卻段之間還設(shè)有一防止母液返混的篩板；而吸收段和結(jié)晶生成段的塔板分別為設(shè)有溢流管的篩板式塔板和笠帽式塔板；篩板式塔板及笠帽式塔板分設(shè)于相應(yīng)的吸收段和結(jié)晶生成段中兩兩塔圈之間并與各塔圈可拆卸式緊固成一體，防止母液返混的篩板則與結(jié)晶生成段底部塔圈下口及冷卻段頂部冷卻箱上口緊固成一體。
2.按權(quán)利要求1所述聯(lián)堿法制堿用篩板、笠帽混合結(jié)構(gòu)碳化塔；其特征在于所述防止母液返混的篩板為中心帶溢流管的篩板，各篩孔的直徑為φ25～40mm，篩孔總面積為板體面積的1.8～3.0％。
3.按權(quán)利要求1所述聯(lián)堿法制堿用篩板、笠帽混合結(jié)構(gòu)碳化塔；其特征在于所述設(shè)于結(jié)晶生成段和冷卻段的笠帽式塔板，在笠帽下的塔板上環(huán)形開(kāi)設(shè)有一組氣孔。
4.按權(quán)利要求1所述聯(lián)堿法制堿用篩板、笠帽混合結(jié)構(gòu)碳化塔；其特征在于所述在笠帽下的塔板上環(huán)形開(kāi)設(shè)有一組氣孔，其氣孔的個(gè)數(shù)為4～12個(gè)，各孔的直徑為φ30～50mm。
5.按權(quán)利要求1所述聯(lián)堿法制堿用篩板、笠帽混合結(jié)構(gòu)碳化塔；其特征在于所述吸收段設(shè)有溢流管的篩板式塔板，在溢流管頂端還設(shè)有一環(huán)形斜板，溢流管內(nèi)徑φ700～800mm，偏心設(shè)于篩板的一側(cè)、對(duì)稱于該溢流管的另一側(cè)的板體有一為相應(yīng)于溢流管內(nèi)孔截面積的1.3～1.6倍的無(wú)孔板體，塔體內(nèi)各塔板錯(cuò)位設(shè)置、即上塔板的溢流管正對(duì)下塔板上無(wú)孔板體的中心，而下塔板溢流管則正對(duì)上塔板上的無(wú)孔板體中心。
6.按權(quán)利要求1或5所述聯(lián)堿法制堿用篩板、笠帽混合結(jié)構(gòu)碳化塔；其特征在于在吸收段篩板式塔板的溢流管與其篩板體的上交界面處的管壁上還對(duì)稱設(shè)置有2～4個(gè)直徑為φ40～60mm的徑向溢流孔。
7.按權(quán)利要求1所述聯(lián)堿法制堿用篩板、笠帽混合結(jié)構(gòu)碳化塔；其特征在于所述篩板式塔板的篩孔直徑φ10～30mm，篩孔的總截面積為相應(yīng)塔板面積的0.5～2.0％。
8.按權(quán)利要求1或7所述聯(lián)堿法制堿用篩板、笠帽混合結(jié)構(gòu)碳化塔；其特征在于所述篩板式塔板的孔數(shù)相同，而孔徑在其范圍內(nèi)下層塔板孔徑較大、而上一層為較小孔徑塔板。
9.按權(quán)利要求1所述聯(lián)堿法制堿用篩板、笠帽混合結(jié)構(gòu)碳化塔；其特征在于在主塔體內(nèi)的分離段頂部與尾氣排放口之間增設(shè)有一笠帽式塔板。
專利摘要該實(shí)用新型屬于化工設(shè)備中的聯(lián)堿生產(chǎn)用碳化塔。包括殼體及依次設(shè)于殼體中的分離段、帶篩板式塔板的吸收段和帶笠帽式塔板的生成段在內(nèi)的主塔體，冷卻段，底座及設(shè)于塔體與冷卻段之間防止母液返混的篩板式塔板。該碳化塔由于在吸收段采用篩板式結(jié)構(gòu)的塔板同時(shí)設(shè)置了防止母液返混的塔板，并在分離段頂部增設(shè)一笠帽式塔板，而具有塔體結(jié)構(gòu)先進(jìn)、簡(jiǎn)單、重量輕、CO
文檔編號(hào)C01D7/18GK2680339SQ20042003290
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日
發(fā)明者許昌黎, 帥永康, 徐肇俊, 張誼群, 廖益盛, 殷澤彪 申請(qǐng)人:自貢?shū)欪Q化工股份有限公司