一种CO变换热水塔制造技术

本实用新型专利技术涉及一种CO变换热水塔，包括塔体，塔体的顶部设有冷变换气出口，塔体的底部设有热工艺循环水出口，塔体的侧壁上设有冷工艺水入口；塔体侧壁的下部设有热变换气进口；其特征在于所述的冷工艺水入口有多个，并且这些冷工艺水入口并排间隔设置。与现有技术相比较，本实用新型专利技术通过多个冷工艺水入口的设置，将不同温度的冷工艺水从热水塔不同的位置补入，充分利用了不同冷工艺水的温位及能量梯度，使从热水塔顶部排出的冷变换气温度较常规热水塔温度更低，简化了后系统余热回收流程设置，减少了冷却水消耗。从热水塔底部排出的热工艺循环水温度较常规热水塔温度更高，有利于上游饱和塔的操作，降低了系统的中压蒸汽消耗。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到一种CO变换热水塔。
技术介绍
渣油气化产生的粗合成气经净化后可合成尿素和甲醇等化工产品，通常气化生成的粗合成气中含有过量C0，需要通过与水蒸汽发生变换反应除去。用于变换反应添加的水蒸汽一般通过废热锅炉或燃煤锅炉产生，由于水蒸汽用量是变换单元主要的消耗控制指标，因此变换反应的蒸汽消耗成为评价变换工艺技术优劣的重要依据。为了降低变换反应的蒸汽消耗，在渣油气化造气的后续变换流程较多的采用了饱和热水塔工艺流程。现有的CO变换热水塔通常包括塔体，塔体的顶部设有冷变换气出口，塔体的底部设有热工艺循环水出口，塔体侧壁的上部设有冷工艺循环水入口，塔体侧壁的下部设有热变换气入口。其工艺流程为从上游来的热变换气首先进入热水塔的下部，从饱和塔来的冷工艺循环水由热水塔的上部通过喷头均勻喷出，塔的中部装有填料，向下流动的冷工艺循环水和向上流动的热变换气在填料层逆流接触，进行热和质的交换传递，从热水塔顶部流出的被冷工艺循环水洗涤且温度降低的变换气去下游，从热水塔底部流出且温度升高的热工艺循环水去饱和塔。从上述的工艺流程描述可以看出，热水塔的主要作用是对热变换气进行降温减湿同时加热冷工艺循环水。出热水塔顶的变换气温度越低，表明热变换气将热量传递给了冷工艺循环水越多，送饱和塔的热工艺循环水温度也就越高，这样设计的好处有两点首先出热水塔的冷变换气温度越低，可以简化后系统对冷变换气低位热能的回收，也相应的减少了后系统循环冷却水用量，降低变换装置的总体能耗；其次热工艺循环水温度越高，对上游饱和塔的操作越有利，可以降低变换反应的蒸汽消耗及能耗。现有CO变换热水塔所用的冷工艺循环水是由来自不同设备、温度也不尽相同的几股液体混合而成，从热水塔侧壁的上部一次性加入，其与变换气的换热效率不够理想，出热水塔的冷变换气温度仍然有减低的空间，相应的出热水塔的热工艺循环水温度仍然有提高的空间，没有充分发挥出热水塔节能的最大功效，导致装置总体的循环冷却水和中压蒸汽消耗偏大。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种充分利用不同温度的冷工艺循环水之间的温度梯度来提高换热效率、降低物耗能耗的CO变换热水塔。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为该CO变换热水塔，包括塔体，塔体的顶部设有冷变换气出口，塔体的底部设有热工艺循环水出口，塔体的侧壁上设有冷工艺水入口 ；塔体侧壁的下部设有热变换气进口 ；其特征在于所述的冷工艺水入口有多个，并且这些冷工艺水入口并排间隔设置。较好的，所述的冷工艺水入口有2-4个。作为上述方案的改进，对应于各冷工艺水入口在所述塔体内设有能将冷工艺水向下均勻喷出的多个冷工艺水分布器，各冷工艺水分布器分别连通各自对应的冷工艺水进较好的，所述的冷工艺水分布器包括与冷工艺水进口相连通的直液管和间隔设置在该直液管上的多个弧形管，各弧形管的两端分别连通所述的直液管；并且所述直液管和所述弧形管朝向所述塔体底部一侧的管壁均布有多个出液孔。较好的，各所述的弧形管呈大致的同心圆设置。或者，所述的冷工艺水分布器包括与冷工艺水进口相连通的主液管和与该主液管相连通的多个支液管，各支液管相互平行且与所述的主液管相垂直；主液管和支液管朝向所述塔体底部一侧的管壁上均设有多个出液孔。各所述出液孔的截面积之和大于等于1. 5倍的所对应的冷工艺水进口的截面积。所述塔体内还设有变换气分布器，该变换气分布器包括与所述的冷变换气入口相连通的气管，该气管朝向所述塔体底部一侧的管壁上设有出气缺口，并且该出气缺口的截面积大于等于3倍的所述冷变换气入口的截面积。与现有技术相比较，本技术通过在热水塔侧壁上设置了多个冷工艺水入口， 将不同温度的冷工艺水从热水塔不同的位置补入，而不是混合后一次性补入热水塔，这样从上游来的热变换气在热水塔内上升时是一个逐渐降温的过程，实现了几股冷工艺水的温位及能量梯度的合理利用，充分发挥出了热水塔节能的功效，其结果是从热水塔顶部排出的冷变换气温度较常规热水塔温度更低，简化了后系统余热回收流程设置，减少了冷却水消耗。从热水塔底部排出的热工艺循环水温度较常规热水塔温度更高，有利于上游饱和塔的操作，降低了系统的中压蒸汽消耗。附图说明图1为本技术实施例装配结构的平面示意图；图2为本技术实施例中第一冷工艺水分布器的平面示意图；图3为沿图2中A-A线的剖视图；图4为沿图2中B-B线的剖视图；图5为本技术实施例中第二冷工艺水分布器的平面示意图；图6为沿图5中C-C线的剖视图；图7为沿图5中D-D线的剖视具体实施方式以下结合附图实施例来详细说明本技术。如图1至图7所示，该CO变换热水塔包括塔体1，包括上筒体11和下筒体12两节，下筒体12的直径比上筒体11的直径大， 中间通过过渡段连接。塔体1的顶部设有冷变换气出口 13 ；塔体1的底部设有热工艺循环水出口 14 ；塔体的侧壁上靠近底部位置设有热变换气进口 15 ；上筒体11的侧壁上从上至下依次设有第一冷工艺水进口 16和第二冷工艺水进口 17 ；下筒体的侧壁上部即相当于塔体的中部位置设有第三冷工艺水入口 18。第一冷工艺水分布器2，有两个，分别对应于第一冷工艺水进口 16和第二冷工艺水进口 17。其包括与冷工艺水进口相连通的直液管21和间隔设置在该直液管上的多个弧形管22，各弧形管的两端分别连通所述的直液管，各弧形管呈大致的同心圆设置，直液管和弧形管朝向塔体底部一侧的管壁均布有多个出液孔23。弧形管的数量可以根据塔径的尺寸和所喷射冷的工艺水量来设置，例如可以设置为两圈、三圈或更多圈。各出液孔23的截面积之和不小于为其对应的第一或第二冷工艺水进口的截面积的2倍。第二冷工艺水分布器3，对应于第三冷工艺水入口 18设置，其包括与第三冷工艺水进口 18相连通的主液管31和与主液管31相连通的多个支液管32，各支液管相互平行且与所述的主液管31相垂直；主液管和支液管朝向塔体底部一侧的管壁上均设有多个出液孔33，并且各出液孔的截面积之和不小于第三工艺水进口 18截面积的2倍。变换气分布器4，设置在塔体1内，其包括与热变换气进口 15相连通的气管41，气管41朝向塔体底部一侧的管壁上设有出气缺口 42，并且该出气缺口的截面积不小于冷变换气入口 15的截面积的3倍。在CO变换热水塔工艺流程设计过程中，进入热水塔的冷工艺水通常由三股流体组成，第一股是来自饱和塔底部的冷工艺循环水，水温较高，通常为165°C左右；第二股是来自变换工艺冷凝液汽提塔底部的汽提水，水温通常为145°C左右；第三股是来自界区外的中压锅炉水，补入的中压锅炉水是为维持变换系统的水平衡，水温通常为120°C左右。经过多次试验和计算机软件模拟，发现将来自饱和塔底部的温度最高的冷工艺循环水从热水塔的中部即第三冷工艺水进口 18加入，对热变换气进行初步的洗涤和降温，然后将温度稍高的来自变换工艺冷凝液汽提塔底部的汽提水从热水塔的中上部即第二冷工艺水进口 17加入，对热变换气进行进一步洗涤和降温，最后将来自界区外的相对温度最低的中压锅炉给水从热水塔的上部即第一冷工艺水进口 16加入，对热变换气进行最后的洗涤和降温。热变换气在热水塔内从下到上经过三种不同流体按温度从高到底依次进行洗涤和降温，其结果是从热水本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种ＣＯ变换热水塔，包括塔体，塔体的顶部设有冷变换气出口，塔体的底部设有热工艺循环水出口，塔体的侧壁上设有冷工艺水入口；塔体侧壁的下部设有热变换气进口；其特征在于所述的冷工艺水入口有多个，并且这些冷工艺水入口并排间隔设置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许仁春，邹杰，张唯玮，施程亮，张玮，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化集团宁波工程有限公司，中国石化集团宁波技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：11