一種用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，包括塔體，在所述塔體內(nèi)沿其軸向設(shè)置有若干以液相為連續(xù)相的低開孔率且?guī)Ы狄汗艿暮Y板塔板，所述篩板塔板的開孔率為0.5～2.5%，在所述塔體下部設(shè)置有塔內(nèi)或塔外管式冷卻機(jī)構(gòu)，所述碳化塔用于小蘇打的生產(chǎn)中。本實(shí)用新型通過(guò)采用以液相為連續(xù)相、低開孔率帶降液管的高效篩板塔用于小蘇打的生產(chǎn)，代替了傳統(tǒng)的菌帽塔板，大大提高了塔的吸收效率，使碳化塔尾氣CO2濃度降低，從而降低了原料CO2的消耗量，并減少了原料氣壓縮能耗；而且采用的冷卻機(jī)構(gòu)能夠大大提高冷卻效率，塔內(nèi)結(jié)疤減輕，塔的作業(yè)周期大幅提高，顯著降低建設(shè)周期和運(yùn)行成本。
【專利說(shuō)明】—種用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于化工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔。

【背景技術(shù)】
[0002]小蘇打生產(chǎn)中碳化塔是核心設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)外小蘇打生產(chǎn)的碳化塔一般都采用菌帽塔板，反應(yīng)熱的移去多數(shù)工廠都采用夾套冷卻，有的無(wú)冷卻結(jié)構(gòu)，靠塔體散熱自然冷卻，少數(shù)工廠在塔下部設(shè)管式冷卻水箱。目前小蘇打碳化塔的主要缺點(diǎn)是吸收效率低和冷卻效果差。由于菌帽塔板存在塔液軸向返混，降低了塔板的吸收效率。通常小蘇打生產(chǎn)用石灰窯的窯氣作為CO2原料，進(jìn)塔窯氣CO2濃度約為36?40%，小蘇打碳化塔出氣含CO2通常在15?22%，CO2利用率很低。由于CO2利用率低，增加了 CO2消耗，同時(shí)增加原料氣壓縮消耗的功率。其次由于采用夾套冷卻或靠塔體散熱自然冷卻，都不能充分移去反應(yīng)熱和進(jìn)塔液(80?85°C)的顯熱，即使在塔下設(shè)管式冷卻水箱的小蘇打碳化塔，由于冷卻面結(jié)疤速度很快，換熱效果也很差，其結(jié)果是出塔溫度高，Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3的轉(zhuǎn)化率低，同時(shí)影響CO2的吸收。Na2CO3R化率低，會(huì)增加進(jìn)塔堿液的消耗量。此外，由于夾套冷卻和塔體散熱冷卻結(jié)構(gòu)，只能移去很少熱量，因此這種結(jié)構(gòu)只適用于小型塔，不能大型化。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力稍大的小蘇打工廠，都設(shè)置多臺(tái)直徑很小的碳化塔，這樣增加了建設(shè)投資和占地面積，也不利于操作和管理。因此開發(fā)吸收效率高、冷卻效果好的小蘇打碳化塔是目前提高小蘇打生產(chǎn)技術(shù)水平的重要課題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種吸收效率高、冷卻效果好、操作周期長(zhǎng)的用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，包括塔體，在所述塔體上部分別設(shè)置有進(jìn)液口和出氣口，在所述塔體下部分別設(shè)置有進(jìn)氣口和出液口，其特征在于:在所述塔體內(nèi)沿其軸向設(shè)置有若干以液相為連續(xù)相的低開孔率且?guī)Ы狄汗艿暮Y板塔板，所述篩板塔板的開孔率為0.5?2.5%，在所述塔體下部設(shè)置有塔內(nèi)或塔外管式冷卻機(jī)構(gòu)，所述碳化塔用于小蘇打的生產(chǎn)中。
[0005]本實(shí)用新型所述的用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，其若干帶降液管的篩板塔板沿塔體軸向等間距分布，相鄰篩板塔板上的降液管以塔體的軸心為中心對(duì)稱分布。
[0006]本實(shí)用新型所述的用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，其在所述塔體下部采用塔內(nèi)管式冷卻機(jī)構(gòu)，所述塔內(nèi)管式冷卻機(jī)構(gòu)包括沿塔體軸向布置的至少兩組管式冷卻器，每個(gè)管式冷卻器沿塔體徑向設(shè)置且貫穿塔體，相鄰兩組管式冷卻器之間通過(guò)彎管連通。
[0007]本實(shí)用新型所述的用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，其在所述塔體內(nèi)、相鄰兩組管式冷卻器之間設(shè)置有帶降液管的篩板塔板。
[0008]本實(shí)用新型所述的用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，其在所述塔體下部采用塔外管式冷卻機(jī)構(gòu)，所述塔外管式冷卻機(jī)構(gòu)包括管式冷卻罐，所述管式冷卻罐的頂部和底部分別通過(guò)管道與塔體連通形成自然循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)。
[0009]本實(shí)用新型所述的用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，其在所述塔體內(nèi)、與管式冷卻罐形成自然循環(huán)冷卻段中的篩板塔板上的降液管設(shè)置在其對(duì)應(yīng)篩板塔板的軸心處。
[0010]本實(shí)用新型通過(guò)采用以液相為連續(xù)相、低開孔率帶降液管的高效篩板塔用于小蘇打的生產(chǎn)，代替了傳統(tǒng)的菌帽塔板，大大提高了塔的吸收效率，使碳化塔尾氣CO2濃度從15?22%降低至10?15%，從而降低了原料CO2的消耗量，并減少了原料氣壓縮能耗，此外，由于吸收效率提高，碳化完成液更接近反應(yīng)平衡點(diǎn)，碳化完成液的轉(zhuǎn)化率有所提高，可以減少進(jìn)塔液的用量；而且采用的冷卻機(jī)構(gòu)能夠大大提高冷卻效率，塔內(nèi)結(jié)疤減輕，塔的作業(yè)周期大幅提高，顯著降低建設(shè)周期和運(yùn)行成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中標(biāo)記:1為塔體，2為進(jìn)液口，3為出氣口，4為進(jìn)氣口，5為出液口，6為降液管，7為篩板塔板，8為管式冷卻器，9為彎管，10為管式冷卻罐。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016]實(shí)施例1:如圖1所示，一種用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，包括塔體1，在所述塔體I上部分別設(shè)置有進(jìn)液口 2和出氣口 3，在所述塔體I下部分別設(shè)置有進(jìn)氣口 4和出液口 5。
[0017]在所述塔體I內(nèi)沿其軸向設(shè)置有若干以液相為連續(xù)相的低開孔率且?guī)Ы狄汗?的篩板塔板7，該塔板當(dāng)篩孔內(nèi)氣速達(dá)到一定值后再塔板下面會(huì)形成一個(gè)氣墊層，從而阻止了塔液的軸向返混，提高了塔的吸收效率；其中，若干帶降液管6的篩板塔板7沿塔體I軸向等間距分布，相鄰篩板塔板7上的降液管6以塔體I的軸心為中心對(duì)稱分布，所述篩板塔板7的開孔率為0.5?2.5%，在所述塔體I下部設(shè)置有塔內(nèi)管式冷卻機(jī)構(gòu)，所述碳化塔用于小蘇打的生產(chǎn)中。該碳化塔中通過(guò)采用以液相為連續(xù)相、低開孔率帶降液管的高效篩板塔用于小蘇打生產(chǎn)中，代替了傳統(tǒng)的菌帽塔板，大大提高了塔的吸收效率，使碳化塔尾氣CO2濃度從15?22%降低至10?15%，從而降低了原料CO2的消耗量，并減少了原料氣壓縮能耗，此外，由于吸收效率提高，碳化完成液更接近反應(yīng)平衡點(diǎn)，碳化完成液的轉(zhuǎn)化率有所提高，可以減少進(jìn)塔液的用量；而且采用的冷卻機(jī)構(gòu)能夠大大提高冷卻效率，塔內(nèi)結(jié)疤減輕，塔的作業(yè)周期大幅提高，顯著降低建設(shè)周期和運(yùn)行成本。
[0018]其中，所述塔內(nèi)管式冷卻機(jī)構(gòu)包括沿塔體I軸向布置的五組管式冷卻器8，每個(gè)管式冷卻器8沿塔體I徑向設(shè)置且貫穿塔體1，相鄰兩組管式冷卻器8之間通過(guò)彎管9連通且等間距分布，在所述塔體I內(nèi)、相鄰兩組管式冷卻器8之間設(shè)置有帶降液管6的篩板塔板7。該碳化塔針對(duì)目前多數(shù)工廠采用夾套冷卻和塔體自然冷卻存在冷卻不充分，取出溫度高，碳化完成液溫度高，Na2CO3R化率低的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了在塔下部設(shè)塔內(nèi)管式冷卻器，通過(guò)控制冷卻強(qiáng)度，大大減輕了冷卻表面結(jié)疤速度，提高了冷卻效率，使碳化完成液溫度從通常的75?76°C降低至60?65°C，從而提高了碳化完成液的轉(zhuǎn)化率。
[0019]本碳化塔根據(jù)進(jìn)塔堿液和進(jìn)氣CO2氣體具體工藝指標(biāo)，采用專門的關(guān)聯(lián)動(dòng)力學(xué)方程式進(jìn)行塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)計(jì)算和設(shè)計(jì)。根據(jù)反應(yīng)的實(shí)際過(guò)程，沿塔的縱向分為不同的區(qū)域進(jìn)行工藝計(jì)算和塔的水力學(xué)計(jì)算。塔板的開孔也依據(jù)結(jié)晶反應(yīng)成長(zhǎng)的機(jī)理和過(guò)程，采用孔徑規(guī)格不同、數(shù)量不同和布置方式有別的設(shè)計(jì)，滿足碳酸化的工藝過(guò)程要求，提高反應(yīng)的傳質(zhì)、傳熱效率，避免塔板的堵塞，延長(zhǎng)塔的作業(yè)周期。
[0020]具體實(shí)施案例:直徑1.6m,高25m小蘇打碳化塔，內(nèi)設(shè)21塊篩板塔板，塔下部設(shè)5個(gè)內(nèi)部冷卻的管式換熱器，冷卻面積120m2，塔生產(chǎn)能力日產(chǎn)75噸小蘇打。尾氣CO2濃度10?12%，取出液溫度60°C，作業(yè)周期72小時(shí)。
[0021]直徑2m，高25m的小蘇打碳化塔，內(nèi)設(shè)15塊篩板塔板，塔下部設(shè)5個(gè)內(nèi)部管式冷卻器，冷卻面積500m2，日產(chǎn)小蘇打130?150噸，尾氣CO2濃度10?12%，取出液溫度60°C，作業(yè)周期72小時(shí)。
[0022]實(shí)施例2:如圖2所示，在所述塔體I下部采用塔外管式冷卻機(jī)構(gòu)，所述塔外管式冷卻機(jī)構(gòu)包括管式冷卻罐10，所述管式冷卻罐10的頂部和底部分別通過(guò)管道與塔體I連通形成自然循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)，在所述塔體I內(nèi)、與管式冷卻罐10形成自然循環(huán)冷卻段中的篩板塔板7上的降液管6設(shè)置在其對(duì)應(yīng)篩板塔板7的軸心處。其他與實(shí)施例1相同。
[0023]具體實(shí)施案例:一臺(tái)原有直徑1.2m的菌帽碳化塔，內(nèi)設(shè)22個(gè)菌帽塔板，采用夾套冷卻，冷卻面積為30m2，日產(chǎn)小蘇打約50?60噸。
[0024]后用本實(shí)用新型的技術(shù)進(jìn)行改造，將22塊菌帽塔板改為20塊篩板塔板，并在塔外下部新增一臺(tái)自然循環(huán)管式冷卻器，冷卻器直徑0.Sm，冷卻面積50m2。改造后塔的生產(chǎn)能力不變，但碳化塔尾氣CO2濃度從17?19%降至10?13%，碳化塔完成液溫度從75?76 V降至65?70°C，取出固液比及轉(zhuǎn)化率均有提高，塔內(nèi)結(jié)疤減輕，塔的作業(yè)周期從30小時(shí)左右提聞到50小時(shí)左右，塔的技術(shù)性能得到明顯提升。
[0025]其中，上述兩種冷卻結(jié)構(gòu)同時(shí)在小蘇打碳化塔中使用，而且控制好冷卻強(qiáng)度，大大提高冷卻效率，在國(guó)內(nèi)外還是首次。這兩種技術(shù)的使用，使小蘇打碳化塔的技術(shù)性能有很大的提升。使用該技術(shù)后，CO2及堿液消耗量顯著降低，塔的生產(chǎn)能力提高，塔內(nèi)結(jié)疤減輕，塔的作業(yè)周期答復(fù)提高，顯著降低建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。
[0026]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，包括塔體(I)，在所述塔體(I)上部分別設(shè)置有進(jìn)液口(2)和出氣口(3)，在所述塔體(I)下部分別設(shè)置有進(jìn)氣口( 4 )和出液口( 5 )，其特征在于:在所述塔體(I)內(nèi)沿其軸向設(shè)置有若干以液相為連續(xù)相的低開孔率且?guī)Ы狄汗?6)的篩板塔板(7)，所述篩板塔板(7)的開孔率為0.5?2.5%，在所述塔體(I)下部設(shè)置有塔內(nèi)或塔外管式冷卻機(jī)構(gòu)，所述碳化塔用于小蘇打的生產(chǎn)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，其特征在于:若干帶降液管(6)的篩板塔板(7 )沿塔體(I)軸向等間距分布，相鄰篩板塔板(7 )上的降液管(6 )以塔體(I)的軸心為中心對(duì)稱分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，其特征在于:在所述塔體(I)下部采用塔內(nèi)管式冷卻機(jī)構(gòu)，所述塔內(nèi)管式冷卻機(jī)構(gòu)包括沿塔體(I)軸向布置的至少兩組管式冷卻器(8)，每個(gè)管式冷卻器(8)沿塔體(I)徑向設(shè)置且貫穿塔體(1)，相鄰兩組管式冷卻器(8)之間通過(guò)彎管(9)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，其特征在于:在所述塔體(I)內(nèi)、相鄰兩組管式冷卻器(8)之間設(shè)置有帶降液管(6)的篩板塔板(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，其特征在于:在所述塔體(I)下部采用塔外管式冷卻機(jī)構(gòu)，所述塔外管式冷卻機(jī)構(gòu)包括管式冷卻罐(10)，所述管式冷卻罐(10 )的頂部和底部分別通過(guò)管道與塔體(I)連通形成自然循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于小蘇打生產(chǎn)的碳化塔，其特征在于:在所述塔體(I)內(nèi)、與管式冷卻罐(10)形成自然循環(huán)冷卻段中的篩板塔板(7)上的降液管(6)設(shè)置在其對(duì)應(yīng)篩板塔板(7)的軸心處。
【文檔編號(hào)】C01D7/00GK204224269SQ201420613793
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】周光耀, 胡小翔, 裴宏偉, 廖偉球, 周永華, 李瑞峰, 林士全 申請(qǐng)人:中國(guó)成達(dá)工程有限公司