一种非金属材料塔顶的碳化塔制造技术

本实用新型专利技术公开了一种塔顶为非金属材料碳化塔，其塔顶为玻璃钢非金属材料，气液分离段为空圈，与下一段铸铁塔体采用玻璃钢法兰加接，冷却段塔板为菌帽塔板，其它塔板为筛板，其筛板的筛孔和溢流管科学设计。本实用新型专利技术装置投入生产运行以后，效果较好，其塔顶为非金属材料，有效降低了产品的铁份，提高了产品质量，其塔顶气液分离段为空圈，能有效防止塔顶结疤，解除塔顶气流阻碍，有效改善冒塔问题；另外，其筛板的筛孔和溢流管科学设计，传质效率好，产品结晶质量高，操作弹性大，抗稳定性强。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种碳化塔，尤其是涉及一种制取碳酸氢钠的碳化塔。
技术介绍
目前主要有两种碳化塔，菌帽塔和筛板塔，国内大中型纯碱厂主要以菌帽碳化塔为主，其结构一直沿用传统的索尔维碳化塔型。该碳化塔主塔体的塔顶为分离段，中部为采用菌帽式塔板的吸收段和结晶生成段，主塔体下部为各冷却箱内均设有冷却管的冷却段及底座，整个塔体为异径塔。菌帽塔具有塔体结构复杂，传质效率低，结晶质量差等缺点。20世纪末，部分碱厂开始应用异径筛板碳化塔。筛板式碳化塔的中上段，即分离、吸收结晶段采用筛板，下部冷却段的冷却水箱之间设菌帽，在冷却箱之间设有一空圈，设中段进气口。底部有底座，有下段气进口及出碱口。在筛板塔中气液分流、返混现象轻，塔液浓度梯度大，有利于吸收；气液互相分散，接触充分；塔内有效容积大。由于冷却段以上的塔体直径大，其截面积比冷却段大，筛板塔的有效容积率又高，因此该塔上段的有效容积率比菌帽塔大，相对传统的菌帽塔在提高传质效率和结晶质量上有一定的优势。但在结构设计上仍有待改盡口 ο为提高结晶质量，延长作业时间以及简化设备结构等，对碳化塔的结构做了诸多研究，结合筛板和菌帽式塔板的优缺点进行设计。如采用带溢流管的筛板塔、外部冷却式碳化塔等新结构。CN2687102Y公开了一种多级内循环碳化塔，整塔结构为:塔上段即吸收段与结晶段运用内循环塔板，塔板由底盘、导流筒、帽盖、降液管构成；下部冷却段的水箱之间仍设菌帽，在整个冷却段中增设2 3个内循环塔板，降液管下口插人菌帽帽盖下；塔顶空圈，塔底底座，进气圈等同菌帽塔。CN100388960C公开了一种联碱生产用碳化塔，包括壳体及依次设于壳体中的分离段、带筛板式塔板的吸收段和带笠帽式塔板的生成段在内的主塔体，冷却段，底座及设于塔体与冷却段之间防止母液返混的筛板式塔板。纯碱工业从索尔维制碱法工业化开始，绝大部分设备都是采用铸铁材料。目前设备材料主要是采用加入适量稀有金属的改性铸铁，或者在铸铁或碳钢构件上衬覆耐碱胶层。铸铁设备加入稀有金属，可以改变铸铁的硬度、耐腐蚀性和耐冲刷性，但加入量很难掌握，加入太多或太少都会降低效果。同时在碳化塔内在大量CO2气体的强力搅动下，冲刷腐蚀加剧了碳化塔的腐蚀，造成了碳化液含铁量升高。CN201710989U利用钛材料的优良防腐蚀性能，强的自钝化能力研究了一种钛制碳化塔筛板塔盘。CN1559903A公开了筛板、笠帽混合结构的碳化塔，其中在主塔体下部结晶生成段和冷却段之间还设有一防止母液返混的筛板；而吸收段和结晶生成段的塔板分别为设有溢流管的筛板式塔板和笠帽式塔板；筛板式塔板及笠帽式塔板分设于相应的吸收段和结晶生成段中两两塔圈之间并与各塔圈可拆卸式紧固成一体，防止母液返混的筛板则与结晶生成段底部塔圈下口及冷却段顶部冷却箱上口紧固成一体。不管是菌帽塔还是筛板塔，现有技术碳化塔塔顶材料均为铸铁材料，且气液分离段均设有塔板，从而大大增加了其表面积，常常锈蚀严重，增加产品的含铁量，严重影响产品质量；此外，长时期生锈腐蚀的表面会突凹不平，易结疤，疤垢累积过多时占据气流通道，阻碍气流，引起冒塔甚至塔堵。
技术实现思路
本技术的目的是克服已有技术的缺点，提供一种能增强其防腐性能，改善其运行状况，提高产品质量的一种碳化塔。本技术提供一种碳化塔，它包括从上至下依次设置的气液分离段、吸收和结晶段、冷却段以及底座，其特征在于:所述碳化塔的上述各段的塔体或塔筒体具有大致相等的内、外直径，塔顶的气液分离段呈现为一种包括筒体和封头的储罐形式且该储罐的筒体(或塔圈)和封头都由非金属材料制成，该储罐的筒体(或塔圈)内部为空圈或空腔的形式；冷却段的塔板为菌帽塔板形式，吸收和结晶段的塔板为筛板形式。这里所述的“碳化塔的上述各段的塔体或塔筒体具有大致相等的内、外直径”是指碳化塔的上述各段的塔体或塔筒体具有相等或大约相等的内直径和外直径。“大致相等”与“相等或大约相等”同义。“大约相等”这里表示有±5%(优选±3%)的公差(或误差)。优选地，各层中使用的增强材料都是无碱无捻纤维纱，优选无碱无捻玻璃纤维纱。优选，筛板全由钛合金制造。一般情况下，本技术提供一种碳化塔，整个塔体以铸铁材料为主，塔顶全为非金属材料，筛板全为钛合金，从上至下依次分为气液分离段、吸收段和结晶生成段、冷却段及底座，其中，非金属材料塔顶的气液分离段为空圈，其顶部设有尾气出口、放空口和吹蒸汽口，冷却段设有7 9个冷却水箱、冷却水箱间设有菌帽和中段气进口，吸收段和结晶生成段设有钛合金筛板，上部设有氨盐水或中和水进口，接近气液分离段的塔圈(或筒体)的两块筛板孔径为30 40mm,开孔率为1.5 2.0%,其它10 12块筛板孔径为35 45mm,开孔率为2.0 2.5%。相邻三个孔之间均呈正三角型排列。底座上设有下段气进口和碱液出口。所述碳化塔的塔顶为非金属材料，优选为玻璃钢非金属材料。一般，塔顶储罐的筒体采用缠绕工艺由树脂和增强材料组成的玻璃钢材料制成，而罐顶法兰及储罐的其它配件采用手糊工艺由树脂和增强材料组成的玻璃钢材料制成。所述塔顶储罐包括内表层、防渗层、结构层和外表层。这些层是由树脂和增强材料(优选纤维增强材料，例如玻璃纤维材料)制成，所有层的增强材料可以使用任何用于制造玻璃钢的增强材料，优选都使用无碱无捻纤维纱。其中，储罐的内表层设计厚度为0.1 8mm,优选0.15 7mm,更优选0.2 6mm,进一步优选0.22 5mm,仍然优选0.25 2mm,优选0.3 Imm,更优选0.4 0.6mm。储罐的防渗层设计厚度为2 15mm,优选3 IOmm,更优选3.5 6mm,更优选4 5mm。储罐的筒身(或筒体或塔圈)结构层的厚度为7 30mm,优选8 20mm,更优选10 15mm,再更优选12 14mm。储罐的封头结构层厚度为10 35mm,优选11 30mm,更优选12 25mm,优选15 20mm,更优选16 18_。储罐的外表层厚度为0.1 4mm,优选0.2 3mm,优选0.3 2mm,更优选0.35 1.5mm,更优选0.4 0.6mm。内表层和防渗层分别使用双酚A改性环氧乙烯基树脂(例如D 411型、D441型、D510型、SW901型、SW905型的双酚A环氧乙烯基树脂，广州市众鑫玻璃钢制品有限公司或河北三阳盛业玻璃钢制品有限公司或(河北省冀州市)中意玻璃钢有限公司)和增强材料制成。储罐的结构层是通过使用间苯型树脂，例如聚间苯二甲酸乙二醇酯型(例如S902型，A407-901型，A400-976型，或A400-972型，广州市众鑫玻璃钢制品有限公司或河北三阳盛业玻璃钢制品有限公司)，和增强材料来制成的。外表层使用胶衣树脂和任选的增强材料制成，以防老化。内表层含胶量>90wt%(基于内表层总重量)。防渗层含胶量60 90wt%，优选70 80wt% (基于防渗层总重量)。结构层含胶量20 50%，优选30 40%。外表层含胶量95 100wt%。外表层加入0.5 2wt%(基于外表层的树脂的总重量)的紫外线吸收剂(例如U V -9型紫外线吸收剂)，优选加入0.8 1.2wt%的紫外线吸收剂(例如U V -9型紫外线吸收剂)。含胶量是指树脂含量(wt%)。这里所述的胶衣树脂是指用于纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化塔，它包括从上至下依次设置的气液分离段、吸收和结晶段、冷却段以及底座，其特征在于：所述碳化塔的上述各段的塔体或塔筒体具有大致相等的内、外直径，塔顶的气液分离段呈现为一种包括筒体和封头的储罐形式且该储罐的筒体和封头都由非金属材料制成，该储罐的筒体内部为空圈或空腔的形式；冷却段的塔板为菌帽塔板形式，吸收和结晶段的塔板为筛板形式。

【技术特征摘要】
1.一种碳化塔，它包括从上至下依次设置的气液分离段、吸收和结晶段、冷却段以及底座，其特征在于:所述碳化塔的上述各段的塔体或塔筒体具有大致相等的内、外直径，塔顶的气液分离段呈现为一种包括筒体和封头的储罐形式且该储罐的筒体和封头都由非金属材料制成，该储罐的筒体内部为空圈或空腔的形式；冷却段的塔板为菌帽塔板形式，吸收和结晶段的塔板为筛板形式。2.根据权利要求1所述的碳化塔，其特征在于:所述塔顶的气液分离段的储罐由玻璃钢材料制成；吸收和结晶段、冷却段以及底座的塔体或筒体部分各自独立地是由铸铁、不锈钢或陶瓷制成。3.根据权利要求2所述的碳化塔，其特征在于:塔顶储罐的筒体采用缠绕工艺由玻璃钢材料制成，而罐顶法兰及储罐的其它配件采用手糊工艺由玻璃钢材料制成。4.根据权利要求2或3所述的碳化塔，其特征在于:塔顶储罐包括内表层、防渗层、结构层和外表层。5.根据权利要求4所述的碳化塔，其特征在于:内...

【专利技术属性】
技术研发人员：王远，丁超然，李凤朝，杜维刚，姜家国，侯景纯，王井祥，
申请(专利权)人：江苏井神盐化股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：