專利名稱：塔盤式綜合吸收塔的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及碳酸氫銨生產(chǎn)中碳化工段吸收預碳化塔后氣體中二氧化碳、硫化氟、氣氨的綜合吸收塔。
目前，碳化工段用氨水吸收二氧化碳分為三個塔，即碳化主塔，預碳化塔和固定副塔。氣體流程為變換工段來，含有約28～30％(體積百分比，下同)二氧化碳的變換氣進入主塔，在塔內氣體中二氧化碳與預塔來的已吸收部分二氧化碳的氨水鼓泡吸收，并生成含有碳酸氫銨晶體漿液。出主塔氣體中含有二氧化碳8～10％，進入預塔與塔內濃銨水鼓泡吸收，出預塔的含有1～3％二氧化碳氣體在固定副塔內與100～120滴度氨水鼓泡吸收，使氣體中二氧化碳降到0.2～0.4％，然后進入氨回收塔。
由上述可知，在目前碳酸氫銨生產(chǎn)中，主塔、預塔和固定副塔，均采用水鼓泡式吸收，各塔內都保持一定液位，氣體通過時，阻力大，動力消耗大。固定副塔中液位一般為4～6米，壓力降為0.04MPa～0.06MPa。
本實用新型的目的是針對背景技術中的缺點加以改進，提供一種塔盤式綜合吸收塔。
實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案是這樣的在塔內多層均布安裝透氣、溢流塔盤，在每層塔盤的一側設有溢流堰和降液槽，塔盤分為泡罩型、篩板型、旋流型和浮伐型。
本實用新型不僅能使氣體中二氧化碳完全符合工藝指標，而且使氣體中硫化氫含量達到合成氨精脫硫標準，取消精脫硫裝置；降低碳化系統(tǒng)阻力，提高壓縮機壓力，減少動力消耗；減輕了氨回收塔負荷，確保出碳化系統(tǒng)的原料中跑氨達到工藝指標，取消直接排放的氨清洗塔，減少水污染，保護環(huán)境。
本實用新型的實施方式由以下附圖給出附圖1是整體結構示意圖附圖2是泡罩塔盤結構示意圖附圖3是篩板塔盤結構示意圖附圖4是圖3截面圖附圖5是旋流板塔盤結構示意圖附圖6是圖5俯視圖附圖7是浮伐塔盤結構示意圖附圖8是圖7俯視圖下面根據(jù)
本實用新型實施方式的具體結構和工作過程本實用新型包括塔盤吸收段、調塔輔助段和塔盤中間水冷卻器三部分。塔盤吸收段位于塔上部，調塔輔助段位于塔下部，塔盤中間水冷器可以設在塔盤上或塔盤間，也可移出塔外成為獨立組合裝置。這里主要討論塔盤吸收段的塔盤結構。
一、泡罩型塔盤結構(見圖2)泡罩型塔盤的主要結構是由泡罩7、升氣管26、溢流堰23及降液槽25組成。塔盤的底面5是一圓形板裁去一弧形后裝在塔筒內，裁去弧形的一邊垂直裝一塊板，上邊伸出的部分形成溢流堰23，下邊稍長部分形成降液槽25，各層塔盤的降液槽25對應交錯安裝。泡罩型塔盤的結構即是在塔盤的底面5上開孔裝上氣管26，再在氣管端頭帶個泡罩7，泡罩的下端四周開有齒縫24。液體由上層塔盤通過左側的降液槽25流入塔盤，然后橫向流過塔盤上布置的泡罩區(qū)段，在此區(qū)段內，與氣體接觸發(fā)生反應，吸收了氣體的液體，流過溢流堰23，進入右側的降液槽25，進入下一塊塔盤。與此同時，氣體則從下一層塔盤上升，進入泡罩的升氣管中，通過環(huán)形回轉通道，再經(jīng)泡罩的齒縫分散到泡罩間的液層中去，發(fā)生上述的氣液接觸反應，反應后的余氣離開液體，進入上一層泡罩的升氣管，與上層塔盤上液體發(fā)生反應。如此通過多層塔盤，使氣體得到凈化。
二、篩板型塔盤結構(見圖3、4)篩板型塔盤和以下幾種塔盤的溢流堰、降液槽、底板形狀和安裝方位跟上述泡罩型塔盤是一致的，不一致的地方是塔盤底里上的透氣結構，篩板型塔盤的結構是在塔盤底面上的篩孔區(qū)26開有透氣篩孔。與泡罩塔情況類似，液體從上一層塔盤的降液槽25流下，橫向流過塔盤，經(jīng)溢流堰23進入降液槽25，流入下一層塔盤。依靠溢流堰23來保持塔盤上的液層高度。氣體自下而上穿過篩孔時，分散成氣泡，穿過板上液層，在此過程中進行相際的傳熱和傳質。
三、旋流型塔盤結構(見圖5、6)旋流型塔盤的結構有個特殊性，它設有沉降液槽、溢流堰，它的結構是在塔筒里安裝猶如風車葉輪般的旋流板27，旋流板呈鍋狀，上面開有百葉窗型的葉片，葉片開口統(tǒng)一朝一方傾斜，旋流板的底中央是一塊盲板28，用來積留液體，在旋流板27的外圈貼著塔壁有一環(huán)狀集液槽29，上面開有弧形孔，弧形孔連接異形接管30，異形接管再接降液管31，從集液槽29連接下來的兩根降液管31正對著下一級旋流板中央盲板28。它的工作過程是氣體通過葉片間隙時產(chǎn)生旋轉和離心運動，液體自中間盲板中流向各葉片上，形成薄液層，與旋轉向上的氣體相遇，噴散成小液滴，且隨著氣流旋轉，又受到離心力作用，甩向塔壁聚成液膜，并因重力作用沿壁下降至集液槽，通過異形接管及圓形降液管流到下一層盲板上。上述氣液接觸中發(fā)生吸收反應，氣體分離液滴后進入上一塊旋流板塔盤。如此經(jīng)過數(shù)塊塔盤，氣體得到凈化。
四、浮伐型塔盤結構(見圖7、8)浮伐型塔盤由浮伐34、溢流堰23、降液槽25組成，就是說它的液體流下的方式跟泡罩型、篩板形相同，浮伐型塔盤的結構是在塔盤底面上開一個較大的孔，孔的周圍開有浮伐導向固定槽32，浮伐34是一圓蓋形下面有三根帶固定鉤的導向桿33，浮伐可以在塔盤面上下浮動。氣體自伐孔上升，頂開浮伐，穿過縫隙，以水平方向吹入上塊塔盤上往降液槽來的液體，形成泡沫，發(fā)生吸收反應，反應后的余氣從上一塊塔盤上的浮伐孔上升，與上一層塔盤上的液層發(fā)生反應，吸收了氣體的液體，從降液槽流入下一塊塔盤，如此經(jīng)過數(shù)塊塔盤，氣體得到凈化。
下面，對本實用新型的工作過程作較詳細說明。
氣體流程預碳化塔來含有1～3％二氧化碳的氣體，從預塔12來氣體進口管進入沒有液位的調塔輔助段，氣體在水箱上與上面噴淋下來的氨水接觸進行吸收反應，后進入塔盤氣體從孔中流出，與塔盤上氨水接觸，氣體中的二氧化碳、硫化氧和氣氨溶于氨水中，剩余的氣體依此通過各塊塔盤，氣體中二氧化碳、硫化氫、氣氨濃度越來越低，在塔頂通過最上一塊塔盤后，氣體中二氧化碳小于0.2％，硫化氫含量為0～10PPM，氣體中氨含量較鼓泡式吸收塔出口降低70％。經(jīng)過凈化的原料氣進捕沫器3，通過氣體出口管2出來，去氨回收塔。
液體流程貯槽來50～60滴度無硫無碳氨水由離心泵連續(xù)從無硫氨水進口管22，經(jīng)氨水進口導流板4流入塔盤，氨水在塔盤上向降液槽6方向流動，由于降液槽的溢流堰作用，使塔盤上始終保持一定高度的氨水液位。氨水在流動過程中不斷與塔盤氣孔流出的氣體進行接觸，吸收氣體中二氧化碳、硫化氫和氣氨。液體經(jīng)過溢流堰順降液槽流入下一塊塔盤又開始新一輪吸收反應。降液槽插入塔盤上液體中，因此，降液槽既起液體流道作用，又起氣體水封作用。氨水依此通過各塊塔盤，氨水中氨的濃度、二氧化碳、硫化氫濃度逐漸增高，從最后一塊塔盤降液槽流下的氨水進入降液水封槽8，降液水封槽內的氨水通過氨水環(huán)形分布器9上的小孔流出，流經(jīng)水箱而至塔底，在保持塔底液位計13有一定液位的情況下，氨水依靠塔內氣壓作用從氨水出口管14，連續(xù)流進母液貯槽供制濃氨水用。
溶解了二氧化碳、硫化氫、氣氨的氨水，由于溶解放出的熱量使氨水溫度上升，因此設有組合式列管換熱器15為氨水降溫。圖中有三組列管式換熱器。溫度較高的氨水從塔盤上流入氨水積液槽20，槽內氨水憑借位差作用，經(jīng)冷卻器氨水進口管19而進入列管管內，與管外冷卻水換熱，溫度降低后的氨水，經(jīng)冷卻器氨水出口管18而進入下一塊塔盤，又開始新的吸收反應，為了保持氨水水冷卻器進出口氨水的位差，在氨水出口管上部設有氣體平衡管20。
塔盤式綜合吸收塔下段為調塔輔助段。碳酸氫銨生產(chǎn)的主塔和塔頂每8小時后要輪換一次，生產(chǎn)中叫調塔。在調塔過程中需要一固定副塔予以輔助。設此段，專為每班調塔用。調塔一次時間為20～30分鐘。在調塔輔助段除調塔時有液位外，其余時間氣體進口管以上均無液位。
在塔盤上吸收了二氧化碳、硫化氫、氣氨的氨水，溫度將上升，本裝置設置了水冷卻器，供冷卻氨水之用。
本實用新型的特點是①提高了對合成氨(或甲醇)有毒氣體的凈化度，由于塔頂加入的氨水中不含硫化氫、二氧化碳，因而其上氣相中硫化氫、二氧化碳平衡分壓為零。因此，它具有極好的凈化性能。同時，由于是采用塔盤式的吸收裝置，不僅吸收效率高，而且每兩塊塔盤之間都存在濃度梯度。這與間歇式加入含有二氧化碳、硫化氫的一般氨水、鼓泡式吸收相比，其凈化效果之好是不言而喻的?？墒箽怏w中硫化氫含量為0～10PPM，達到了精脫硫標準，可取消合成氨精脫硫工段。同時，由于確保原料氣中二氧化碳達標，杜絕銅洗帶液事故，降低銅洗和醋酸消耗。
②提高壓縮機出力。碳酸氫銨生產(chǎn)流程為壓縮機二段(或一段)出口氣送變換后入碳化系統(tǒng)。氣體在變換、碳化系統(tǒng)的阻力大小，制約著壓縮機的出力大小。小氮肥壓縮機為容積活塞式壓縮機，因此，其打氣量與吸氣壓力有關。吸氣壓力越高，壓縮機活塞每一個行程吸入的標準狀況下氣體體積越大，反之亦然。如果采用本實用新型，可以使碳化系統(tǒng)的輸氣時提高8～10％。同時，由于碳化系統(tǒng)阻力降低，使壓縮機三段壓縮比符合設計要求，對壓縮機安全經(jīng)濟運行提供了保障。
③減少動力消耗。由于塔盤式吸收比鼓泡式吸收降低了系統(tǒng)阻力，以減少阻力0.05MPa計算，每噸合成氨節(jié)電10KWh。
④減少水污染，保護環(huán)境。目前，采用鼓泡式吸水的固定副塔，由于塔內加入氨水濃度較高，又是間歇式操作，因此，固定副塔出口氣體中氨含量較高，氨回收塔氨回收負荷重而不均，因而使氨回收塔出口跑氨往往達不到工藝指標要求而使壓縮三入管道內有碳銨結晶堵塞造成事故。為了避免這一情況，各廠都在氨回收塔之后加一清水清洗塔，清除跑氨。而清洗塔出口水中氨含量又低，沒有回收價值，只得一次性排放，不能循環(huán)使用。這一次性排放的水由于其水量大，利用人工生化處理或天然生化處理(如氧化塘)不是運行費用高，就是占地面積大，如不處理直接對外排放，將造成水的污染，這是目前各廠環(huán)境達標排放的難點之一。而使用本實用新型，不僅可以減輕氨回收塔的負荷的70％，而且使其負荷均勻，確保了原料氣中跑氨達標。這不僅提高了氨回收率，而且將砍去氨清洗塔，減少水污染，保護環(huán)境。
權利要求1.一種塔盤式綜合吸收塔，其特征在于，在塔內多層均布安裝透氣、溢流塔盤，在每層塔盤的一側設有溢流堰和降液槽，塔盤分為泡罩型、篩板型、旋流型和浮伐型。
2.根據(jù)權利要求1所述的塔盤式綜合吸收塔，其特征在于，塔盤的底面(5)是一圓形板截去一弧形后裝在塔筒內，裁去弧形的一邊垂直裝一塊板，上邊伸出部分形成溢流堰(23)，下邊稍長部分形成降液槽(25)，各層塔盤的降液槽對應交錯安裝。
3.根據(jù)權利要求1所述的塔盤式綜合吸收塔，其特征在于，泡罩型塔盤的結構是在塔盤的底面上開孔裝上氣管(26)，再在氣管端頭帶個泡罩(7)，泡罩的下端四周開有齒縫(24)。
4.根據(jù)權利要求1所述的塔盤式綜合吸收塔，其特征在于，篩板型塔盤的結構是，在塔盤底面上的篩孔區(qū)(26)開有透氣孔。
5.根據(jù)權利要求1所述的塔盤式綜合吸收塔，其特征在于，旋流型塔盤的結構是在塔筒里安裝旋流板(27)，旋流板呈鍋狀，上面開有百葉窗型的葉片，旋流板的底中央是一塊盲板(28)，在旋流板的外圈貼著塔壁有一環(huán)狀集液槽(29)，上面開有弧形孔，弧形孔連接異形接管(30)，異形接管再接降液管(31)，從集液槽連接下來的兩根降液管正對著下一級旋流板中央盲板(28)。
6.根據(jù)權利要求1所述的塔盤式綜合吸收塔，其特征在于，浮伐型塔盤的結構是在塔盤底面(5)上開一個較大的孔，孔的周圍開有浮伐導向固定槽(32)，浮伐(34)是一圓蓋形下面有三根帶固定鉤的導向桿(33)。
專利摘要一種塔盤式綜合吸收塔，其特征在于，在塔內多層均布安裝透氣、溢流塔盤，在每層塔盤的一側設有溢流堰和降液槽，塔盤分為泡罩型、篩板型、旋流型和浮閥型。本實用新型不僅能使氣體中二氧化碳完全符合工藝指標，而且使氣體中硫化氫含量達到合成氨精脫硫標準，取消精脫硫裝置；降低碳化系統(tǒng)阻力，提高壓縮機壓力，減少動力消耗；減輕了氨回收塔負荷，確保出碳化系統(tǒng)的原料中跑氨達到工藝指標，取消直接排放的氨清洗塔，減少水污染，保護環(huán)境。
文檔編號B01D53/18GK2475459SQ0026610
公開日2002年2月6日 申請日期2000年12月27日 優(yōu)先權日2000年12月27日
發(fā)明者程培勝 申請人:程培勝