專(zhuān)利名稱(chēng)：螺旋式濃硝酸漂白塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于制備濃硝酸的設(shè)備，屬直硝法濃硝酸制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，直硝法生產(chǎn)濃硝酸的漂白塔，大都是上塔為篩板塔，下塔為泡罩塔，中間用法蘭或者焊接連接的高純鋁塔。下塔內(nèi)部裝有泡罩15層，外部設(shè)有蒸汽加熱夾套。下塔總重為1680公斤，其中活動(dòng)組裝件555公斤。此類(lèi)濃硝酸漂白塔在實(shí)際生產(chǎn)中存在下列不足一是內(nèi)件多，重量大；二是內(nèi)件不穩(wěn)定，容易造成設(shè)備故障；三是內(nèi)件組裝更換頻繁，維修量大，設(shè)備內(nèi)有死角、存酸，清洗、檢修不安全；四是由于硝酸在設(shè)備內(nèi)的流動(dòng)性差，故傳熱效果相對(duì)差；五是設(shè)備使用壽命相對(duì)較短；六是氣相、液相流動(dòng)阻力大，生產(chǎn)能力小。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的避免背景技術(shù)中的不足之處，設(shè)計(jì)一種一是提高塔的抗壓能力，降低介質(zhì)對(duì)材料的腐蝕，延長(zhǎng)塔的使用壽命；二是降低材料消耗，減少設(shè)備費(fèi)用；三是提高氣、液相流體的湍動(dòng)程度，提高傳熱系數(shù)，增加傳熱效率；四是降低系統(tǒng)阻力，提高生產(chǎn)能力；五是減少維修時(shí)間和費(fèi)用，減少設(shè)備的泄漏，使設(shè)備內(nèi)無(wú)死角、存酸，清洗、檢修安全；六是提高設(shè)備的操作彈性范圍和設(shè)備的可靠性，保證產(chǎn)品的一級(jí)品率。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下設(shè)計(jì)方案螺旋式濃硝酸漂白塔由上塔、下塔二部分構(gòu)成，上塔為現(xiàn)有技術(shù)，在此不作敘述；下塔由集液分布器、螺旋板及蒸汽加熱夾套等構(gòu)成。集液分布器有二個(gè)，分別分布在下塔內(nèi)筒的內(nèi)壁的上部和中部，目的將硝酸集液后分布在其下方的螺旋板與下塔內(nèi)筒的內(nèi)壁構(gòu)成的流道內(nèi)。集液分布器由一個(gè)圓形殼體和一塊罩板通過(guò)筋板焊接而成，罩板與錐殼之間有間隙且用于氧化氮?dú)怏w順利通過(guò)，錐體底部與下塔內(nèi)筒連接，并開(kāi)有數(shù)個(gè)缺口且用于硝酸通過(guò)。螺旋板有二個(gè)，分別分布在集液分布器的下方且與下塔內(nèi)筒的內(nèi)壁構(gòu)成硝酸流道，目的使硝酸在沿螺旋流道往下流動(dòng)的過(guò)程中，不斷與夾套蒸汽進(jìn)行熱交換，硝酸受熱后，酸中的氧化氮不斷地被脫解出來(lái)，到塔底時(shí)，酸中的氧化氮幾乎被脫解完畢，達(dá)到成品濃硝酸產(chǎn)出的目的。被脫解出來(lái)的氧化氮?dú)怏w往上流動(dòng)，通過(guò)集液分布器進(jìn)入上塔，加熱蒸汽由蒸汽加熱夾套上部進(jìn)入，而蒸汽冷凝液由蒸汽加熱夾套的下部排出。蒸汽加熱夾套有二個(gè)，分別分布在下塔內(nèi)筒上，兩蒸汽加熱夾套間通過(guò)蒸汽連通管連通。
技術(shù)方案螺旋式濃硝酸漂白塔，包括上塔(8)，下塔內(nèi)筒(3)的上部和中部分別設(shè)有一個(gè)硝酸集液分布器(1)，集液分布器(1)的下方是螺旋板(2)，螺旋板(2)與下塔內(nèi)筒(3)的內(nèi)壁之間有一夾角且形成硝酸流道，下塔內(nèi)筒(3)設(shè)有蒸汽加熱夾套(4)。
本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)一是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維修工作量少。
背景技術(shù)：
中，泡罩式下塔內(nèi)部共有15層泡罩，每層泡罩由一個(gè)錐體、兩塊十字板、一個(gè)帽罩，并通過(guò)耐酸密封繩和硅鐵壓環(huán)組裝而成。從下至上，每層泡罩之間是互相依賴(lài)，上層泡罩必須由下層泡罩支承。由于筒體內(nèi)徑只有808mm，高5640mm，拆卸和組裝都只能由一人在高深的筒內(nèi)進(jìn)行，加上硝酸和氧化氮介質(zhì)的危害，其工作十分艱難，并存在許多不安全因素，組裝的質(zhì)量也因人而異，壽命周期內(nèi)一般需要三次拆裝。而本實(shí)用新型的螺旋式下塔內(nèi)筒的內(nèi)部只有兩個(gè)集液分布器和螺旋板，零件單一，并且在制造加工時(shí)，一次完成，壽命周期長(zhǎng)，幾乎不維修。二是筒體強(qiáng)度提高，腐蝕減小，設(shè)備壽命延長(zhǎng)。本實(shí)用新型與泡罩式下塔相比，由于螺旋板是焊接在內(nèi)筒壁上的，材料也只是單一的高純鋁，不存在耐酸密封繩和硅鐵壓環(huán)等異種材料，即不存在電極電位腐蝕，既增強(qiáng)了內(nèi)筒的強(qiáng)度，又減小了內(nèi)筒的腐蝕。這兩點(diǎn)正是導(dǎo)致背景技術(shù)中泡罩式下塔因腐蝕穿孔泄漏和受外壓失穩(wěn)報(bào)廢的直接原因，泡罩式下塔一般使用壽命大約是7個(gè)月，而本實(shí)用新型的螺旋式下塔的使用壽命則可達(dá)10個(gè)月左右，壽命延長(zhǎng)40％以上。三是運(yùn)行穩(wěn)定，不易出故障。由于背景技術(shù)中的泡罩式下塔的泡罩，是靠下層泡罩支承上層泡罩，不是十分穩(wěn)固，在運(yùn)行一段時(shí)間后，由于介質(zhì)的腐蝕，使材料減薄造成間隙，導(dǎo)致泡罩必然垮塌，或者移位。再者，向上的氧化氮?dú)饬鳑_擊帽罩，造成帽罩移位或翻轉(zhuǎn)。這此設(shè)備故障均使內(nèi)件的功能減弱或尚失，影響正常工藝，給操作帶來(lái)很大難度，使成品酸質(zhì)量波動(dòng)較大，最終造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格時(shí)，此時(shí)就要對(duì)下塔進(jìn)行檢修。而本實(shí)用新型的螺旋式下塔的內(nèi)件均為焊接連接，不存在上述缺點(diǎn)，不易出故障，故運(yùn)行可保持長(zhǎng)期穩(wěn)定。四是傳熱效率提高，有利于節(jié)能降耗。本實(shí)用新型與泡罩式下塔相比，硝酸在塔內(nèi)是連續(xù)沿塔壁螺旋往下流動(dòng)的，增大了液體的湍流程度，加之，焊接在塔壁上的螺旋板具有翅片作用，二者都能增大傳熱系數(shù)，提高了傳熱效率，因而可以減少蒸汽用量。流動(dòng)性的增強(qiáng)，也有利于氧化氮從酸中脫解。而塔底成品酸的溫度和上塔氧化氮?dú)怏w出口溫度與背景技術(shù)中的泡罩式下塔相比，分別下降了3℃和2℃，既可降低介質(zhì)對(duì)設(shè)備的腐蝕，又能減少氧化氮?dú)怏w的冷凝負(fù)荷。五是塔內(nèi)氧化氮?dú)怏w的阻力下降。
背景技術(shù)：
中泡罩式下塔共有15層泡罩，每個(gè)帽罩且均對(duì)氧化氮?dú)怏w的上行產(chǎn)生阻力，不利于硝酸中氧化氮的脫解。而本實(shí)用新型的螺旋式下塔，只有兩個(gè)集液分布器均開(kāi)有用于通過(guò)氧化氮的通道，因此對(duì)氧化氮?dú)怏w所產(chǎn)生阻力非常小，氣流暢通，有利于硝酸中氧化氮的脫解，提高了設(shè)備的生產(chǎn)能力。六是設(shè)備重量輕，制造和維修費(fèi)用降低。
背景技術(shù)：
中泡罩式下塔內(nèi)件總重量為555公斤，其中高純鋁材315公斤，硅鐵壓環(huán)240公斤。而本實(shí)用新型的螺旋式下塔只有155公斤高純鋁，減少160公斤高純鋁，而且不用硅鐵壓環(huán)，材料費(fèi)和加工費(fèi)每臺(tái)可降低約15000元人民幣。壽命周期內(nèi)每臺(tái)可減少維修工時(shí)和材料費(fèi)約10000元人民幣。七是減少裝置停車(chē)檢修次數(shù)，有利于安全和環(huán)保。
背景技術(shù)：
中泡罩式下塔，正常使用壽命周期內(nèi)，約有三次內(nèi)件拆裝檢修，每次停車(chē)檢修，均需對(duì)塔體內(nèi)進(jìn)行清洗置換和排放，從而造成一定的環(huán)境污染或增加排入費(fèi)用。而本實(shí)用新型的螺旋式下塔，不存在上述檢修問(wèn)題，故對(duì)檢修安全和環(huán)境保護(hù)都有較大的改善，并能降低物料消耗。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本實(shí)用新型所要達(dá)到的目的和工藝要求，以及介質(zhì)的腐蝕性和設(shè)備材料性能，對(duì)濃硝酸漂白塔下塔進(jìn)行了研發(fā)設(shè)計(jì)，之所以稱(chēng)之為螺旋式，是因?yàn)橄跛嵩谂c蒸汽熱交換時(shí)，是沿著焊接在筒體內(nèi)壁上的螺旋板至上而下螺旋流動(dòng)的，如附圖1所示。螺旋式下塔的上部和中部分別一個(gè)硝酸集液分布器1，它是由一個(gè)圓錐形殼體和一塊罩板通過(guò)筋板焊接而成。罩板與錐殼之間有間隙，以便氧化氮?dú)怏w通過(guò)，錐體底部與下塔內(nèi)筒的內(nèi)壁連接，并開(kāi)有數(shù)個(gè)缺口，目的是讓硝酸通過(guò)這些缺口且分布在由螺旋板與筒體內(nèi)壁構(gòu)成的螺旋流道內(nèi)。集液分布器下面是螺旋板2，螺旋板與下塔內(nèi)筒3的內(nèi)壁之間有一夾角，形成硝酸流道貌岸然。筒體外設(shè)有上下兩個(gè)蒸汽加熱夾套4，整個(gè)下塔全部采用高純鋁材，用氬弧焊焊接。
實(shí)施例1參照附圖1。螺旋式濃硝酸漂白塔，包括上塔8，下塔內(nèi)筒3的上部和中部分別設(shè)有一個(gè)硝酸集液分布器1，集液分布器1由一個(gè)圓形殼體和一塊罩板通過(guò)筋板焊接而成，罩板與錐殼之間有間隙且用于氧化氮?dú)怏w通過(guò)，錐體底部與下塔內(nèi)筒連接，并開(kāi)有數(shù)個(gè)缺口且用于硝酸通過(guò)。集液分布器1的下方是螺旋板2，螺旋板2與下塔內(nèi)筒3的內(nèi)壁之間有一夾角且形成硝酸流道，下塔內(nèi)筒3的下端口為成品濃硝酸出口6。下塔內(nèi)筒3設(shè)有蒸汽加熱夾套4。下塔內(nèi)筒3設(shè)有上下兩個(gè)蒸汽加熱夾套4。上下兩個(gè)蒸汽加熱夾套4間采用蒸汽連通管7連通。上蒸汽加熱夾套的上部設(shè)有蒸汽入口9，下蒸汽加熱夾套4的下部設(shè)有冷凝液出口5。圓形殼體及罩板的制作均系現(xiàn)有技術(shù)，在此不作敘述。其螺旋式濃硝酸漂白塔技術(shù)性能指標(biāo)如下名稱(chēng)單位 內(nèi)筒參數(shù)夾套參數(shù)操作壓力Kpa -5 150操作溫度℃＜80 126結(jié)構(gòu)尺寸mm Φ840×16×5640 Φ954×12×2450工作介質(zhì) 濃硝酸氧化氮 飽和水蒸汽設(shè)備凈重Kg1275生產(chǎn)能力t/d ＞100濃硝酸制備方法，如權(quán)利要求1所述，含有25％～30％氧化氮、濃度為99％的濃硝酸，由上塔最末層篩板后進(jìn)入下塔內(nèi)筒，首先經(jīng)集液分布器將硝酸分布到螺旋板流道內(nèi)，使其沿螺旋流道至上而下流動(dòng)，硝酸在沿螺旋流道往下流動(dòng)的過(guò)程中，不斷與蒸汽加熱夾套中的蒸汽進(jìn)行熱交換，硝酸受熱后，酸中的氧化氮不斷被脫解出來(lái)，被脫解出來(lái)的氧化氮?dú)怏w往上流動(dòng)且通過(guò)集液分布器進(jìn)入上塔，而硝酸則在下塔內(nèi)筒的中部再經(jīng)集液分布器將硝酸集液、分布到其下方的螺旋板流道內(nèi)，使其繼續(xù)沿螺旋流道至上而下流動(dòng)，硝酸在沿螺旋流道往下流動(dòng)的過(guò)程中，不斷與蒸汽加熱夾套中的蒸汽進(jìn)行熱交換，硝酸受熱后，酸中的氧化氮幾乎完全被脫解出來(lái)，成品濃硝酸則由下塔內(nèi)筒的塔底流出，被脫解出來(lái)的氧化氮?dú)怏w往上流動(dòng)且通過(guò)集液分布器進(jìn)入上塔，加熱蒸汽由夾套上部進(jìn)入，蒸汽冷凝液由夾套下部排出。
權(quán)利要求1.一種螺旋式濃硝酸漂白塔，包括上塔(8)，其特征是下塔內(nèi)筒(3)的上部和中部分別設(shè)有一個(gè)硝酸集液分布器(1)，集液分布器(1)的下方是螺旋板(2)，螺旋板(2)與下塔內(nèi)筒(3)的內(nèi)壁之間有一夾角且形成硝酸流道，下塔內(nèi)筒(3)設(shè)有蒸汽加熱夾套(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋式濃硝酸漂白塔，其特征是下塔內(nèi)筒(3)設(shè)有上下兩個(gè)蒸汽加熱夾套(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋式濃硝酸漂白塔，其特征是上下兩個(gè)蒸汽加熱夾套(4)間采用蒸汽連通管(7)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋式濃硝酸漂白塔，其特征是集液分布器(1)由一個(gè)圓形殼體和一塊罩板通過(guò)筋板焊接而成，罩板與錐殼之間有間隙且用于氧化氮?dú)怏w通過(guò)，錐體底部與下塔內(nèi)筒連接，并開(kāi)有數(shù)個(gè)缺口且用于硝酸通過(guò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋式濃硝酸漂白塔，其特征是上蒸汽加熱夾套的上部設(shè)有蒸汽入口(9)，下蒸汽加熱夾套(4)的下部設(shè)有冷凝液出口(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋式濃硝酸漂白塔，其特征是下塔內(nèi)筒(3)的下端口為成品濃硝酸出口(6)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于制備濃硝酸的設(shè)備，包括上塔，下塔內(nèi)筒的上部和中部分別設(shè)有一個(gè)硝酸集液分布器，集液分布器的下方是螺旋板，螺旋板與下塔內(nèi)筒的內(nèi)壁之間有一夾角且形成硝酸流道，下塔內(nèi)筒設(shè)有蒸汽加熱夾套。優(yōu)點(diǎn)一是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維修工作量少；二是筒體強(qiáng)度提高，腐蝕減??；三是運(yùn)行穩(wěn)定，不易出故障；四是傳熱效率提高，有利于節(jié)能降耗；五是塔內(nèi)氧化氮?dú)怏w的阻力下降；六是設(shè)備重量輕，制造和維修費(fèi)用降低；七是減少裝置停車(chē)檢修次數(shù)，有利于安全和環(huán)保。
文檔編號(hào)C01B21/00GK2591023SQ0229461
公開(kāi)日2003年12月10日 申請(qǐng)日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
發(fā)明者周啟紅, 余額, 江義學(xué), 陶洪, 羅宏, 鄧良鍵 申請(qǐng)人:四川瀘天化股份有限公司四零四廠