变换气制碱碳化塔制造技术

一种变换气制碱碳化塔，包括塔体、安装在塔体内的洗涤尾气构件、吸收二氧化碳的筛板、内循环管及通过连接管与塔体相连的外冷却器。吸收二氧化碳的筛板带有溢流管且开孔率为０．１～２％，数量为两块或两块以上，相互间有间距，内循环管位于吸收二氧化碳的筛板下方。此种结构的碳化塔由于筛板的开孔率很低，能在筛板下形成气垫层，阻止液体在筛板间轴向反混，因而出塔尾气中的二氧化碳浓度可小于０．５％，直接达到合成氨的生产要求。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
变换气制碱碳化塔本技术属于制碱碳化塔，特别涉及一种用变换气制碱的碳化塔。变换气是一种含有二氧化碳、氢气、氮气的混合气体，其中的二氧化碳是制纯碱的原料，氮气、氢气是生产合成氨的原料。但是，生产合成氨对氮气、氢气中所夹杂的二氧化碳量有严格的限制，即二氧化碳量必须小于0.5％。因此，可先将变换气用于制碱吸收掉其中的二氧化碳，然后将含氢氮的尾气用于生产合成氨，这是我国对变换气利用的一种独创技术。这一技术的实施有赖于相应的设备，此种设备既要能满足生产碳酸氢钠的要求，又要保证其尾气中所含二氧化碳小于0.5％，以符合合成氨生产的要求。现有的变换气制碱设备基本上沿用纯碱工业中传统的索尔维式碳化塔，此种碳化塔最大的弊病是吸收二氧化碳能力弱，其尾气中所含二氧化碳量高达2～10％，不能直接用于合成氨生产。为了降低尾气中的二氧化碳含量，有人将制碱塔与清洗塔串联使用，即将制碱塔产生的尾气引入清洗塔处理，以得到符合要求的尾气。此种组合设备的主要缺点在于增大了碳化系统的压降(压降达0.45MPa)，从而削弱了变换气制碱能耗低的优点。此外，索尔维式碳化塔用于变换气制碱还存在以下不足：1.塔体下部需整体加厚，从而增加了重量、造价和制造难度；2.碳酸氢钠结晶细，不利于后续的过滤、煅烧等作业。中国专利CN87103005公开了一种自然循环外冷式碳化塔，其主要特点是用外冷却器代替了索尔维式碳化塔底部的冷却水箱，且外冷却器通过连接管与塔体相连形成自然循环回路。此种碳化塔虽然改善了结晶条件，使碳酸氢钠的结晶增大，但对二氧化碳的吸收率仍然有限，其说明书中的三个实施例表明，尾气中二氧化碳含量最低可达到低于2％，还有的只能达到低于10％，仍然不能直接用于合成氨生产。本技术的目的在于提供一种适合于变换气制碱的碳化塔，此种碳化塔不仅能有效地降低尾气中的二氧化碳含量，使所产生尾气能直接用于合成氨生产，而且能使碳酸氢钠的结晶增大，满足过滤、煅烧等后续工序的需要。本技术的目的是这样实现的：在碳化塔的结构设计时，使塔体内的构件增强对二氧化碳的吸收能力，同时重视对碳酸氢钠结晶条件的保证。具体表现在：1.设计-->了吸收二氧化碳的筛板，此种筛板带有溢流管且开孔率仅为0.1～2％。由于如此低的开孔率，筛板下会形成气垫层，阻止液体在筛板间轴向反混，因此，保证了母液仅通过溢流管向下运动，气体通过筛孔向上运动，从而大大增强了对二氧化碳的吸收能力。2.沿用了CN87103005对外冷却器的设置方式。本技术提供的碳化塔包括塔体、安装在塔体内的洗涤尾气构件、吸收二氧化碳的筛板、内循环管及通过连接管与塔体相连的外冷却器。吸收二氧化碳的筛板为两块或两块以上，相互之间有间距；内循环管位于吸收二氧化碳的筛板的下方。为了更好地实现专利技术目的，本技术还采取了以下技术措施：1.在塔体内增设一组环形筛板，此组环形筛板位于内循环管下方，外冷却器对应于此组环形筛板分布的区域安装。此种结构不仅有利于二氧化碳吸收，而且可增加外冷却器的循环量。2.环形筛板的开孔率控制在0.1～2％，以进一步增大二氧化碳的吸收能力。3.内循环管至少为两节，内循环管所对应的塔体上连结有外循环管，外循环管的设置可调节各节内循环管区域的吸收负荷及过饱和度，并向开始析出结晶区输送晶核，使碳化塔在较低温度下作业仍能获得粗大结晶并延长塔的作业周期。为了适应不同环境条件的需要，洗涤尾气的构件可以单独安装在一段塔体中，又可以与吸收二氧化碳的筛板、内循环管、环形筛板共同安装在一个塔体中。洗涤尾气的构件可以选用泡罩或垂直筛板。本技术具有以下优点：1.吸收二氧化碳的能力强，出塔尾气中的二氧化碳浓度可小于0.5％，直接达到了合成氨生产的要求。2.碳化系统压力降与制碱塔串联清洗塔相比，由0.45MPa降至了0.3MPa左右，可减少能耗。3.碳酸氢钠结晶粗大，取出液的结晶沉淀时间降至60秒以下。4.连续作业时间可延长达30天以上，避免了频繁倒塔清洗造成的生产波动。5.与索尔维式碳化塔相比，重量减少了二分之一，既节约了资源，又降低了成本。本技术的具体结构由以下的实施例及其附图给出。图1是根据本技术所提出的碳化塔的一种结构简图；图2是根据本技术所提出的碳化塔的又一种结构简图，洗涤尾气构件单独安-->装在一段塔体中；图3是吸收二氧化碳的筛板的主视图；图4是吸收二氧化碳的筛板的俯视图；图5是环形筛板的主视图；图6是环形筛板的俯视图。实施例1：本实施例中，碳化塔的结构如图1所示。由塔体1、洗涤尾气构件2、吸收二氧化碳的筛板3、内循环管4、阀门5、外循环管6、阀门7、环形筛板8和外冷却器9组装而成。塔体1的塔径为1.5米、高为33米，其顶部开有尾气出口c，其上部开有母液进口b，其下部开有变换气进口a，其底部开有取出口d；洗涤尾气构件2选用垂直筛板，设置了10块，安装在塔体1上部的母液进口b下方形成尾气洗涤段；吸收二氧化碳的筛板3同样设置了10块，它们呈水平平行排列相互之间有间距，安装在塔体的中上部，形成二氧化碳吸收段，每块筛板的结构如图3、图4所示，其上带有溢流管11并分布有筛孔，其开孔率为0.8％；内循环管4为3节，安装在塔体的中下部，外循环6为3根，分别与塔体相连，其上设置有阀门5，此段为吸收结晶段，母液吸收二氧化碳并形成晶核；环形筛板组安装在塔体1的下部且位于变换气进口a上方，由四块开孔率为0.24％的环形筛板8构成，各环形筛板的结构如图5、图6所示；外冷却器9设置了2台，安装在环形筛板分布的区域，此段为冷却、吸收、结晶段，在较低的温度下随着母液中二氧化碳量的增大，结晶不断长大。本实施例中的进塔变换气的二氧化碳浓度为22～28％、压力为1.1～1.2MPa，出塔尾气中的二氧化碳浓度小于0.5％，塔生产能力为1.4～1.8吨纯碱/小时。实施例2：本实施例中，碳化塔的结构如图2所示，与实施例1不同之处在于：1.洗涤尾气构件单独安装在一段塔体1中，母液从母液进口b进入塔体，经尾气洗涤段后通过泵10送入二氧化碳吸收段。2.洗涤尾气构件选用泡罩。3.吸收二氧化碳的筛板3的开孔率为1.2％。4.环形筛板的开孔率为0.4％。本实施例中的进塔变换气的二氧化碳浓度为22～25％，压力为1.0～1.1MPa，出塔尾气中的二氧化碳浓度小于0.5％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变换气制碱碳化塔，包括塔体（１）、安装在塔体内的洗涤尾气构件（２）、吸收二氧化碳的筛板（３）、内循环管（４）及通过连接管与塔体相连的外冷却器（９），其特征在于吸收二氧化碳的筛板（３）带有溢流管（１１）且开孔率为０．１～２％，数量为两块或两块以上，相互间有间距，内循环管（４）位于吸收二氧化碳的筛板的下方。

【技术特征摘要】
1.一种变换气制碱碳化塔，包括塔体(1)、安装在塔体内的洗涤尾气构件(2)、吸收二氧化碳的筛板(3)、内循环管(4)及通过连接管与塔体相连的外冷却器(9)，其特征在于吸收二氧化碳的筛板(3)带有溢流管(11)且开孔率为0.1～2％，数量为两块或两块以上，相互间有间距，内循环管(4)位于吸收二氧化碳的筛板的下方。2.根据权利要求1所述的变换气制碱碳化塔，其特征在于塔体(1)内还设置有一组环形筛板(8)，此组环形筛板位于内循环管(4)下方，外冷却器(9)对应于此组环形筛板分布的区域安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：周光耀，
申请(专利权)人：中国成达化学工程公司，石家庄市联碱厂，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]