專利名稱：一種co變換熱水塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種CO變換熱水塔。
背景技術(shù)：
渣油氣化產(chǎn)生的粗合成氣經(jīng)凈化后可合成尿素和甲醇等化工產(chǎn)品，通常氣化生成的粗合成氣中含有過量C0，需要通過與水蒸汽發(fā)生變換反應(yīng)除去。用于變換反應(yīng)添加的水蒸汽一般通過廢熱鍋爐或燃煤鍋爐產(chǎn)生，由于水蒸汽用量是變換單元主要的消耗控制指標(biāo)，因此變換反應(yīng)的蒸汽消耗成為評價(jià)變換工藝技術(shù)優(yōu)劣的重要依據(jù)。為了降低變換反應(yīng)的蒸汽消耗，在渣油氣化造氣的后續(xù)變換流程較多的采用了飽和熱水塔工藝流程?，F(xiàn)有的CO變換熱水塔通常包括塔體，塔體的頂部設(shè)有冷變換氣出口，塔體的底部設(shè)有熱工藝循環(huán)水出口，塔體側(cè)壁的上部設(shè)有冷工藝循環(huán)水入口，塔體側(cè)壁的下部設(shè)有熱變換氣入口。其工藝流程為從上游來的熱變換氣首先進(jìn)入熱水塔的下部，從飽和塔來的冷工藝循環(huán)水由熱水塔的上部通過噴頭均勻噴出，塔的中部裝有填料，向下流動(dòng)的冷工藝循環(huán)水和向上流動(dòng)的熱變換氣在填料層逆流接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的交換傳遞，從熱水塔頂部流出的被冷工藝循環(huán)水洗滌且溫度降低的變換氣去下游，從熱水塔底部流出且溫度升高的熱工藝循環(huán)水去飽和塔。從上述的工藝流程描述可以看出，熱水塔的主要作用是對熱變換氣進(jìn)行降溫減濕同時(shí)加熱冷工藝循環(huán)水。出熱水塔頂?shù)淖儞Q氣溫度越低，表明熱變換氣將熱量傳遞給了冷工藝循環(huán)水越多，送飽和塔的熱工藝循環(huán)水溫度也就越高，這樣設(shè)計(jì)的好處有兩點(diǎn)首先出熱水塔的冷變換氣溫度越低，可以簡化后系統(tǒng)對冷變換氣低位熱能的回收，也相應(yīng)的減少了后系統(tǒng)循環(huán)冷卻水用量，降低變換裝置的總體能耗；其次熱工藝循環(huán)水溫度越高，對上游飽和塔的操作越有利，可以降低變換反應(yīng)的蒸汽消耗及能耗。現(xiàn)有CO變換熱水塔所用的冷工藝循環(huán)水是由來自不同設(shè)備、溫度也不盡相同的幾股液體混合而成，從熱水塔側(cè)壁的上部一次性加入，其與變換氣的換熱效率不夠理想，出熱水塔的冷變換氣溫度仍然有減低的空間，相應(yīng)的出熱水塔的熱工藝循環(huán)水溫度仍然有提高的空間，沒有充分發(fā)揮出熱水塔節(jié)能的最大功效，導(dǎo)致裝置總體的循環(huán)冷卻水和中壓蒸汽消耗偏大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種充分利用不同溫度的冷工藝循環(huán)水之間的溫度梯度來提高換熱效率、降低物耗能耗的CO變換熱水塔。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該CO變換熱水塔，包括塔體，塔體的頂部設(shè)有冷變換氣出口，塔體的底部設(shè)有熱工藝循環(huán)水出口，塔體的側(cè)壁上設(shè)有冷工藝水入口 ；塔體側(cè)壁的下部設(shè)有熱變換氣進(jìn)口 ；其特征在于所述的冷工藝水入口有多個(gè)，并且這些冷工藝水入口并排間隔設(shè)置。較好的，所述的冷工藝水入口有2-4個(gè)。[0009]作為上述方案的改進(jìn)，對應(yīng)于各冷工藝水入口在所述塔體內(nèi)設(shè)有能將冷工藝水向下均勻噴出的多個(gè)冷工藝水分布器，各冷工藝水分布器分別連通各自對應(yīng)的冷工藝水進(jìn)較好的，所述的冷工藝水分布器包括與冷工藝水進(jìn)口相連通的直液管和間隔設(shè)置在該直液管上的多個(gè)弧形管，各弧形管的兩端分別連通所述的直液管；并且所述直液管和所述弧形管朝向所述塔體底部一側(cè)的管壁均布有多個(gè)出液孔。較好的，各所述的弧形管呈大致的同心圓設(shè)置?；蛘?，所述的冷工藝水分布器包括與冷工藝水進(jìn)口相連通的主液管和與該主液管相連通的多個(gè)支液管，各支液管相互平行且與所述的主液管相垂直；主液管和支液管朝向所述塔體底部一側(cè)的管壁上均設(shè)有多個(gè)出液孔。各所述出液孔的截面積之和大于等于1. 5倍的所對應(yīng)的冷工藝水進(jìn)口的截面積。所述塔體內(nèi)還設(shè)有變換氣分布器，該變換氣分布器包括與所述的冷變換氣入口相連通的氣管，該氣管朝向所述塔體底部一側(cè)的管壁上設(shè)有出氣缺口，并且該出氣缺口的截面積大于等于3倍的所述冷變換氣入口的截面積。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型通過在熱水塔側(cè)壁上設(shè)置了多個(gè)冷工藝水入口， 將不同溫度的冷工藝水從熱水塔不同的位置補(bǔ)入，而不是混合后一次性補(bǔ)入熱水塔，這樣從上游來的熱變換氣在熱水塔內(nèi)上升時(shí)是一個(gè)逐漸降溫的過程，實(shí)現(xiàn)了幾股冷工藝水的溫位及能量梯度的合理利用，充分發(fā)揮出了熱水塔節(jié)能的功效，其結(jié)果是從熱水塔頂部排出的冷變換氣溫度較常規(guī)熱水塔溫度更低，簡化了后系統(tǒng)余熱回收流程設(shè)置，減少了冷卻水消耗。從熱水塔底部排出的熱工藝循環(huán)水溫度較常規(guī)熱水塔溫度更高，有利于上游飽和塔的操作，降低了系統(tǒng)的中壓蒸汽消耗。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例裝配結(jié)構(gòu)的平面示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中第一冷工藝水分布器的平面示意圖；圖3為沿圖2中A-A線的剖視圖；圖4為沿圖2中B-B線的剖視圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中第二冷工藝水分布器的平面示意圖；圖6為沿圖5中C-C線的剖視圖；圖7為沿圖5中D-D線的剖視具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。如圖1至圖7所示，該CO變換熱水塔包括塔體1，包括上筒體11和下筒體12兩節(jié)，下筒體12的直徑比上筒體11的直徑大， 中間通過過渡段連接。塔體1的頂部設(shè)有冷變換氣出口 13 ；塔體1的底部設(shè)有熱工藝循環(huán)水出口 14 ；塔體的側(cè)壁上靠近底部位置設(shè)有熱變換氣進(jìn)口 15 ；上筒體11的側(cè)壁上從上至下依次設(shè)有第一冷工藝水進(jìn)口 16和第二冷工藝水進(jìn)口 17 ；下筒體的側(cè)壁上部即相當(dāng)于塔體的中部位置設(shè)有第三冷工藝水入口 18。[0025]第一冷工藝水分布器2，有兩個(gè)，分別對應(yīng)于第一冷工藝水進(jìn)口 16和第二冷工藝水進(jìn)口 17。其包括與冷工藝水進(jìn)口相連通的直液管21和間隔設(shè)置在該直液管上的多個(gè)弧形管22，各弧形管的兩端分別連通所述的直液管，各弧形管呈大致的同心圓設(shè)置，直液管和弧形管朝向塔體底部一側(cè)的管壁均布有多個(gè)出液孔23?；⌒喂艿臄?shù)量可以根據(jù)塔徑的尺寸和所噴射冷的工藝水量來設(shè)置，例如可以設(shè)置為兩圈、三圈或更多圈。各出液孔23的截面積之和不小于為其對應(yīng)的第一或第二冷工藝水進(jìn)口的截面積的2倍。第二冷工藝水分布器3，對應(yīng)于第三冷工藝水入口 18設(shè)置，其包括與第三冷工藝水進(jìn)口 18相連通的主液管31和與主液管31相連通的多個(gè)支液管32，各支液管相互平行且與所述的主液管31相垂直；主液管和支液管朝向塔體底部一側(cè)的管壁上均設(shè)有多個(gè)出液孔33，并且各出液孔的截面積之和不小于第三工藝水進(jìn)口 18截面積的2倍。變換氣分布器4，設(shè)置在塔體1內(nèi)，其包括與熱變換氣進(jìn)口 15相連通的氣管41，氣管41朝向塔體底部一側(cè)的管壁上設(shè)有出氣缺口 42，并且該出氣缺口的截面積不小于冷變換氣入口 15的截面積的3倍。在CO變換熱水塔工藝流程設(shè)計(jì)過程中，進(jìn)入熱水塔的冷工藝水通常由三股流體組成，第一股是來自飽和塔底部的冷工藝循環(huán)水，水溫較高，通常為165°C左右；第二股是來自變換工藝?yán)淠浩崴撞康钠崴?，水溫通常?45°C左右；第三股是來自界區(qū)外的中壓鍋爐水，補(bǔ)入的中壓鍋爐水是為維持變換系統(tǒng)的水平衡，水溫通常為120°C左右。經(jīng)過多次試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)軟件模擬，發(fā)現(xiàn)將來自飽和塔底部的溫度最高的冷工藝循環(huán)水從熱水塔的中部即第三冷工藝水進(jìn)口 18加入，對熱變換氣進(jìn)行初步的洗滌和降溫，然后將溫度稍高的來自變換工藝?yán)淠浩崴撞康钠崴畯臒崴闹猩喜考吹诙涔に囁M(jìn)口 17加入，對熱變換氣進(jìn)行進(jìn)一步洗滌和降溫，最后將來自界區(qū)外的相對溫度最低的中壓鍋爐給水從熱水塔的上部即第一冷工藝水進(jìn)口 16加入，對熱變換氣進(jìn)行最后的洗滌和降溫。熱變換氣在熱水塔內(nèi)從下到上經(jīng)過三種不同流體按溫度從高到底依次進(jìn)行洗滌和降溫，其結(jié)果是從熱水塔頂部排出的冷變換氣溫度較常規(guī)熱水塔溫度更低，簡化了后系統(tǒng)余熱回收流程設(shè)置，減少了冷卻水消耗。從熱水塔底部排出的熱工藝循環(huán)水溫度較常規(guī)熱水塔溫度更高，有利于上游飽和塔的操作，降低了系統(tǒng)的中壓蒸汽消耗。
權(quán)利要求1.一種CO變換熱水塔，包括塔體，塔體的頂部設(shè)有冷變換氣出口，塔體的底部設(shè)有熱工藝循環(huán)水出口，塔體的側(cè)壁上設(shè)有冷工藝水入口 ；塔體側(cè)壁的下部設(shè)有熱變換氣進(jìn)口 ； 其特征在于所述的冷工藝水入口有多個(gè)，并且這些冷工藝水入口并排間隔設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CO變換熱水塔，其特征在于所述的冷工藝水入口有2-4個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CO變換熱水塔，其特征在于對應(yīng)于各冷工藝水入口在所述塔體內(nèi)設(shè)有能將冷工藝水向下均勻噴出的多個(gè)冷工藝水分布器，各冷工藝水分布器分別連通各自對應(yīng)的冷工藝水進(jìn)口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的CO變換熱水塔，其特征在于所述的冷工藝水分布器包括與冷工藝水進(jìn)口相連通的直液管和間隔設(shè)置在該直液管上的多個(gè)弧形管，各弧形管的兩端分別連通所述的直液管；并且所述直液管和所述弧形管朝向所述塔體底部一側(cè)的管壁均布有多個(gè)出液孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的CO變換熱水塔，其特征在于所述的冷工藝水分布器包括與冷工藝水進(jìn)口相連通的主液管和與該主液管相連通的多個(gè)支液管，各支液管相互平行且與所述的主液管相垂直；主液管和支液管朝向所述塔體底部一側(cè)的管壁上均設(shè)有多個(gè)出液孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的CO變換熱水塔，其特征在于各所述出液孔的截面積之和大于等于1. 5倍的所對應(yīng)的冷工藝水進(jìn)口的截面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的CO變換熱水塔，其特征在于各所述的弧形管呈大致的同心圓設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的CO變換熱水塔，其特征在于所述塔體內(nèi)還設(shè)有變換氣分布器，該變換氣分布器包括與所述的冷變換氣入口相連通的氣管，該氣管朝向所述塔體底部一側(cè)的管壁上設(shè)有出氣缺口，并且該出氣缺口的截面積大于等于3倍的所述冷變換氣入口的截面積。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種CO變換熱水塔，包括塔體，塔體的頂部設(shè)有冷變換氣出口，塔體的底部設(shè)有熱工藝循環(huán)水出口，塔體的側(cè)壁上設(shè)有冷工藝水入口；塔體側(cè)壁的下部設(shè)有熱變換氣進(jìn)口；其特征在于所述的冷工藝水入口有多個(gè)，并且這些冷工藝水入口并排間隔設(shè)置。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型通過多個(gè)冷工藝水入口的設(shè)置，將不同溫度的冷工藝水從熱水塔不同的位置補(bǔ)入，充分利用了不同冷工藝水的溫位及能量梯度，使從熱水塔頂部排出的冷變換氣溫度較常規(guī)熱水塔溫度更低，簡化了后系統(tǒng)余熱回收流程設(shè)置，減少了冷卻水消耗。從熱水塔底部排出的熱工藝循環(huán)水溫度較常規(guī)熱水塔溫度更高，有利于上游飽和塔的操作，降低了系統(tǒng)的中壓蒸汽消耗。
文檔編號C01B3/50GK202156924SQ20112027653
公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者張唯瑋, 張瑋, 施程亮, 許仁春, 鄒杰 申請人:中國石化集團(tuán)寧波工程有限公司, 中國石化集團(tuán)寧波技術(shù)研究院, 中國石油化工股份有限公司