專利名稱：大型加壓碳化塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變換氣制堿的加壓碳化反應設(shè)備，特別是一種大型加壓碳化塔。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)純堿生產(chǎn)的方法大致有三種，分別為氨堿法、聯(lián)堿法及天然堿法，其中聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿的關(guān)鍵設(shè)備為碳化塔，而變換氣制堿工藝主要包括以下幾個方面，首先合成變換工段的變換氣從加壓碳化塔底部進入，與從碳化塔頂部的中和氨母液接觸反應，通過此過程充分地進行物質(zhì)的能量、動量及質(zhì)量的傳遞，經(jīng)反應后生產(chǎn)的碳酸氫鈉高溫溶液，此高溫溶液自碳化塔上部反應段緩慢下移，同時與下部換熱列管內(nèi)部的冷卻水進行充分換熱降低溫度，在此過程中析出部分碳酸氫鈉結(jié)晶，碳化的制堿塔尾氣進入清洗塔進一步吸收二氧化碳，保證尾氣合格后送合成工段使用。碳化底部懸浮液通過取出管道送至濾過工段進行真空分離，得到半成品碳酸氫鈉送煅燒工段煅燒，最終得到產(chǎn)品純堿，同時母液循環(huán)利用?，F(xiàn)有技術(shù)中的加壓碳化塔結(jié)構(gòu)及相關(guān)內(nèi)件，存在一定的局限性，不能滿足目前設(shè)備大型化、結(jié)晶質(zhì)量等諸多方面的要求，主要體現(xiàn)在以下幾個方面
1、單塔設(shè)備生產(chǎn)能力較低，不能滿足設(shè)備大型化的要求，操作難度較大，目前單塔日產(chǎn)能為80t/d，每年的產(chǎn)能只有26. 4kt/a。2、制堿塔作業(yè)周期較短，目前只有48小時。3、加壓碳化塔的反應較差，中溫一般在60°C，不能進一步提高。4、碳化塔取出碳酸氫鈉結(jié)晶顆粒較細，沉降時間在90S左右。5、取出固液比只有25%，取出CNH3不高，只有85tt左右，轉(zhuǎn)化率只有65%。6、單塔處理合成變換氣量較少，最高只有6000m3/h，合成尾氣C02含量在0. 2%，有時還會跑高至0. 25%，影響合成精煉氣體凈化效果。針對以上存在的多項不足，尤其是單塔的產(chǎn)能較低這一問題，已經(jīng)制約了企業(yè)的進一步發(fā)展，影響了產(chǎn)品成本的進一步降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)更為合理、有效提高產(chǎn)能的大型加壓碳化塔。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明是一種大型加壓碳化塔，包括上段塔體、下部水箱以及連接上段塔體與下部水箱的中段錐狀塔體，在上段塔體內(nèi)分別設(shè)有若干臺笠帽，下部水箱設(shè)有若干個塔節(jié)，每個塔節(jié)上方均設(shè)有一臺笠帽； 其特征在于所述的笠帽由底板、頂蓋和若干塊筋板組成；筋板呈中心對稱固定在底板上， 頂蓋固定在筋板上；在底板的中部設(shè)有通孔，設(shè)有通孔處的底板邊沿為鋸齒狀邊沿；
上段塔體內(nèi)所設(shè)的笠帽為M臺，其中，自上而下的第1至第21臺笠帽的底板的開孔率為9. 8% ；第22-24臺笠帽的底板的開孔率為12. 8% ；在中段錐狀塔體內(nèi)也設(shè)有1臺笠帽，該笠帽的底板的開孔率為13. 3% ；且在中段錐狀塔體還設(shè)有中部進氣口；
下部水箱內(nèi)所設(shè)的塔節(jié)為8節(jié)，所設(shè)笠帽為8臺，自上而下的8臺笠帽的開孔率分別為 15. 9%、15. 5%、15. 1%、14. 7%、14. 3%0、13. 9%、13. 6%、13. 2% ；且在第二和第七節(jié)塔節(jié)上分別設(shè)有2個進氣口。以上所述的大型加壓碳化塔技術(shù)方案中進一步優(yōu)選的技術(shù)方案是 1、所述的底板為倒錐狀，所述的頂蓋為錐狀。2、上段塔體的公稱直徑為2700mm ；所述碳化塔的高度為26.細。本發(fā)明進一步優(yōu)選的技術(shù)方案合適地增加了碳化塔的高度，高度(H)由原來H=M. 6m提高到最優(yōu)選的 Η46.^ι，將碳化塔的液體的持有量由原來的SOm3提高到130m3左右，碳化液的停留時間由原來的2. 5小時提高到4. 2小時，延長了碳酸氫鈉結(jié)晶成長的時間，使碳化的結(jié)晶得到較大的改善。3、中段錐狀塔體上所設(shè)的中部進氣口的公稱直徑為150mm。4、上段塔體內(nèi)自上而下的第1至第21臺笠帽的頂蓋的直徑為2340mm，底板的外徑為2580mm，第22-24臺笠帽的頂蓋直徑為2340mm，底板的外徑為2580mm ；
中段錐狀塔體內(nèi)所設(shè)的笠帽的頂蓋的直徑為2180mm，底板的外徑為2380mm ； 下部水箱內(nèi)所設(shè)的8臺笠帽的頂蓋的直徑為1940mm，底板的外徑為2080mm。對于碳化塔而言，碳化的內(nèi)件開孔率、碳化塔的內(nèi)徑、碳化塔內(nèi)件數(shù)量及碳化塔高度等因素，是影響碳化塔反應過程中影響氣體與液體AII液充分并良好接觸、均勻分布、二氧化碳吸收效率高低、結(jié)晶質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素，其中最重要的因素是內(nèi)件(笠帽的底板) 開孔率。本發(fā)明所設(shè)的中部進氣口，可以增加中段變換氣的進氣流量，此項可以增加處理氣量約2000Nm3/h，增加產(chǎn)量約4. 8t/h。設(shè)在第二、七節(jié)水箱處所增加四個進氣口，可以與外部冷卻器進行相連，來增加碳化塔的冷卻能力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點由于它設(shè)有合適的開孔率，并在合適的位置增中了進氣口，所以擴大了碳化塔各段的通氣量、持液量，增大了氣液接觸面積，延長了反應時間及晶體成長時間，提高了碳化單塔的產(chǎn)能、碳化的轉(zhuǎn)化率；碳酸氫鈉結(jié)晶顆粒變得粗大，使原來碳化塔諸多不利因素得以改善。


圖1為本發(fā)明的上段塔體的一種結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的中段錐狀塔體和下部水箱的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為笠帽的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下參照附圖，進一步描述本發(fā)明的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步地理解本發(fā)明，而不構(gòu)成對其權(quán)利的限制。實施例1，參照圖1-3 ；—種大型加壓碳化塔，包括上段塔體1、下部水箱4以及連接上段塔體1與下部水箱4的中段錐狀塔體3，在上段塔體1內(nèi)分別設(shè)有若干臺笠帽2，下
4部水箱4設(shè)有若干個塔節(jié)，每個塔節(jié)上方均設(shè)有一臺笠帽2 ；所述的笠帽2由底板9、頂蓋7 和若干塊筋板8組成；筋板8呈中心對稱固定在底板9上，頂蓋7固定在筋板8上；在底板 9的中部設(shè)有通孔10，設(shè)有通孔10處的底板9邊沿為鋸齒狀邊沿；
上段塔體1內(nèi)所設(shè)的笠帽2為M臺，其中，自上而下的第1至第21臺笠帽2的底板9 的開孔率為9. 8% ；第22-24臺笠帽2的底板9的開孔率為12. 8% ；
在中段錐狀塔體3內(nèi)也設(shè)有1臺笠帽2，該笠帽2的底板9的開孔率為13. 3% ；且在中段錐狀塔體3上還設(shè)有中部進氣口 5 ；
下部水箱內(nèi)4所設(shè)的塔節(jié)為8節(jié)，所設(shè)笠帽2為8臺，自上而下的8臺笠帽2的開孔率分別為 15. 9%、15. 5%、15. 1%、14. 7%、14. 3%0、13. 9%、13. 6%、13. 2% ；且在第二和第七節(jié)塔節(jié)上分別設(shè)有2個進氣口 6。實施例2，實施例1所述的大型加壓碳化塔中所述的底板9為倒錐狀，所述的頂蓋7為錐狀。實施例3，實施例1所述的大型加壓碳化塔中上段塔體1的公稱直徑為2700mm ； 所述碳化塔的高度為26.細。實施例4，實施例1所述的大型加壓碳化塔中中段錐狀塔體3上所設(shè)的中部進氣口 5的公稱直徑為150_。實施例5，實施例1所述的大型加壓碳化塔中
上段塔體ι內(nèi)自上而下的第1至第21臺笠帽2的頂蓋7的直徑為2340mm，底板9的外徑為2580mm，第22-24臺笠帽2的頂蓋7直徑為2340mm，底板9的外徑為2580mm ；
中段錐狀塔體3內(nèi)所設(shè)的笠帽2的頂蓋7直徑為2180mm，底板9的外徑為2380mm ； 下部水箱4內(nèi)所設(shè)的8臺笠帽2的頂蓋7的直徑為1940mm，底板9的外徑為2080mm。實施例6，參照圖1-3 ；—種大型加壓碳化塔，包括上段塔體1、下部水箱4以及連接上段塔體1與下部水箱4的中段錐狀塔體3，在上段塔體1內(nèi)分別設(shè)有若干臺笠帽2，下部水箱4設(shè)有若干個塔節(jié)，每個塔節(jié)上方均設(shè)有一臺笠帽2 ；所述的笠帽2由底板9、頂蓋7 和若干塊筋板8組成；筋板8呈中心對稱固定在底板9上，頂蓋7固定在筋板8上；在底板 9的中部設(shè)有通孔10，設(shè)有通孔10處的底板9邊沿為鋸齒狀邊沿；
上段塔體1內(nèi)所設(shè)的笠帽2為M臺，其中，自上而下的第1至第21臺笠帽2的底板9 的開孔率為9. 8% ；第22-24臺笠帽2的底板9的開孔率為12. 8% ；
在中段錐狀塔體3內(nèi)也設(shè)有1臺笠帽2，該笠帽2的底板9的開孔率為13. 3% ；且在中段錐狀塔體3上還設(shè)有中部進氣口 5 ；
下部水箱內(nèi)4所設(shè)的塔節(jié)為8節(jié)，所設(shè)笠帽2為8臺，自上而下的8臺笠帽2的開孔率分別為 15. 9%、15. 5%、15. 1%、14. 7%、14. 3%0、13. 9%、13. 6%、13. 2% ；且在第二和第七節(jié)塔節(jié)上分別設(shè)有2個進氣口 6;
所述的底板9為倒錐狀，所述的頂蓋7為錐狀。上段塔體1的公稱直徑為2700mm ；所述碳化塔的高度為26.細。中段錐狀塔體3上所設(shè)的中部進氣口 5的公稱直徑為150mm。上段塔體1內(nèi)自上而下的第1至第21臺笠帽2的頂蓋7的直徑為2340mm，底板9 的外徑為2580mm，第22-24臺笠帽2的頂蓋7直徑為2340mm，底板9的外徑為2580mm ；
中段錐狀塔體3內(nèi)所設(shè)的笠帽2的頂蓋7的直徑為2180mm，底板9的外徑為2380mm ；下部水箱4內(nèi)所設(shè)的8臺笠帽2的頂蓋7的直徑為1940mm，底板9的外徑為2080mm。將本實施例的大型加壓碳化塔應用于純堿生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝與常規(guī)工藝相同。生產(chǎn)過程及結(jié)果的相關(guān)具體參數(shù)如下
1、單塔設(shè)備生產(chǎn)能力得到較大提高，單塔日產(chǎn)能為130t/d，每年的產(chǎn)能可提高到 44.8kt/a。此項可以降低部分生產(chǎn)成本及運行成本。2、制堿塔作業(yè)周期得以較好的改善，達到60小時。3、加壓碳化塔的反應較好，各溫度指標得到有效改善，中溫可以達到在66°C以上， 取溫可以控制在32°C以下。4、碳化塔取出碳酸氫鈉結(jié)晶顆粒較粗，沉降時間在80S左右，沉量可以達到28%。 取出CNH3得到有效提高，基本在90tt左右，進出塔的固定氨差值在50tt，轉(zhuǎn)化率可以提高到 75%。5、單塔處理合成變換氣量得到極大提高，最高有9000m7h，合成尾氣(X)2含量在 0. 15%以下，解決了合成精煉氣體凈化問題。
權(quán)利要求
1.一種大型加壓碳化塔，包括上段塔體、下部水箱以及連接上段塔體與下部水箱的中段錐狀塔體，在上段塔體內(nèi)分別設(shè)有若干臺笠帽，下部水箱設(shè)有若干個塔節(jié)，每個塔節(jié)上方均設(shè)有一臺笠帽；其特征在于所述的笠帽由底板、頂蓋和若干塊筋板組成；筋板呈中心對稱固定在底板上，頂蓋固定在筋板上；在底板的中部設(shè)有通孔，設(shè)有通孔處的底板邊沿為鋸齒狀邊沿；上段塔體內(nèi)所設(shè)的笠帽為M臺，其中，自上而下的第1至第21臺笠帽的底板的開孔率為9. 8% ；第22-24臺笠帽的底板的開孔率為12. 8% ；在中段錐狀塔體內(nèi)也設(shè)有1臺笠帽，該笠帽的底板的開孔率為13. 3% ；且在中段錐狀塔體還設(shè)有中部進氣口；下部水箱內(nèi)所設(shè)的塔節(jié)為8節(jié)，所設(shè)笠帽為8臺，自上而下的8臺笠帽的開孔率分別為 15. 9%、15. 5%、15. 1%、14. 7%、14. 3%0、13. 9%、13. 6%、13. 2% ；且在第二和第七節(jié)塔節(jié)上分別設(shè)有2個進氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型加壓碳化塔，其特征在于所述的底板為倒錐狀，所述的頂蓋為錐狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型加壓碳化塔，其特征在于上段塔體的公稱直徑為 2700mm ；所述碳化塔的高度為26.細。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型加壓碳化塔，其特征在于中段錐狀塔體上所設(shè)的中部進氣口的公稱直徑為150mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型加壓碳化塔，其特征在于上段塔體內(nèi)自上而下的第1至第21臺笠帽的頂蓋的直徑為2340mm，底板的外徑為 2580mm，第22-24臺笠帽的頂蓋的直徑為2340mm，底板的外徑為2580mm ；中段錐狀塔體內(nèi)所設(shè)的笠帽的頂蓋直徑為2180mm，底板的外徑為2380mm ；下部水箱內(nèi)所設(shè)的8臺笠帽的頂蓋的直徑為1940mm，底板的外徑為2080mm。
全文摘要
本發(fā)明是一種大型加壓碳化塔，其特征在于它的笠帽由底板、頂蓋和若干塊筋板組成；筋板呈中心對稱固定在底板上，頂蓋固定在筋板上；在底板的中部設(shè)有通孔，設(shè)有通孔處的底板邊沿為鋸齒狀邊沿；上段塔體內(nèi)所設(shè)的笠帽為24臺，自上而下的第1-21臺笠帽的底板的開孔率為9.8%，第22-24臺的開孔率為12.8%；在中段錐狀塔體內(nèi)也設(shè)有1臺開孔率為13.3%笠帽，在中段錐狀塔體設(shè)有中部進氣口；下部笠帽的底板均設(shè)有合適的開孔率，在第二、七節(jié)塔節(jié)上分別設(shè)有2個進氣口。它擴大了碳化塔各段的通氣量、持液量，增大了氣液接觸面積，延長了反應時間及晶體成長時間，提高了碳化單塔的產(chǎn)能、碳化的轉(zhuǎn)化率；碳酸氫鈉結(jié)晶顆粒變得粗大，使原來碳化塔諸多不利因素得以改善。
文檔編號C01D7/18GK102424405SQ20111024290
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者趙祥海 申請人:趙祥海