填料塔的制作方法
【專利摘要】一種特別是用于吸收硫酸中的水或SO3的填料塔，包括保持在圓頂形格柵（7）上的填料（9）床（8）、設(shè)置在塔的下部區(qū)域中的氣體供給管（5）、設(shè)置在填料床上方的氣體出口和設(shè)置在塔的下部區(qū)域中的酸出口（4），從上方供入的硫酸通過填料床滴下。為了減小腐蝕，圓頂形格柵（7）保持在L形環(huán)（10）上，以便在圓頂形格柵（7）的外徑與填料塔（1）的殼體（2）之間形成間隙（15）。
【專利說明】填料塔
[0001]本發(fā)明涉及一種特別是用于吸收硫酸中的水或SO3的填料塔，具有保持在圓頂形格柵上的填料床、設(shè)置在塔的下部區(qū)域中的氣體入口、設(shè)置在填料床上方的氣體出口和設(shè)置在塔下部區(qū)域中的酸出口，從上方供入的硫酸穿過該格柵滴下。
[0002]硫酸車間的制酸部分包括:對(duì)含二氧化硫(SO2)的氣體和空氣的干燥，和對(duì)在用于形成最終產(chǎn)品硫酸和發(fā)煙硫酸的接觸法制酸車間中形成的三氧化硫(SO3)的吸收。干燥器和吸收器的標(biāo)準(zhǔn)配置是構(gòu)造成逆流裝置的填料塔。該直立的圓筒形容器被分成三個(gè)區(qū)段。下部是由集液槽形成的，具有直接設(shè)置在底部上方或者也設(shè)置在底部中的酸出口和在酸液位上方焊接到金屬板殼體中的氣體入口。中部包含位于格柵上的填料床，由位于填料床之上的噴淋系統(tǒng)均勻分配的酸穿過該填料床向下滴流。通向噴淋系統(tǒng)的酸入口和氣體出口設(shè)置在填料床上方。大部分填料塔是由具有多層耐酸磚襯和拱形底部的圓筒形金屬板殼體以及用于容納填料床且由耐酸陶瓷材料制成的格柵組成。格柵可以是具有至少40%自由流動(dòng)截面的圓頂形格柵，其適用于直徑達(dá)15m的塔。對(duì)于填料床，主要選擇陶瓷材料制成的鞍形填料，其具有大的比表面，從而使酸與氣體之間的傳質(zhì)得以強(qiáng)化。(參見ffinnacker/Kiichler,化學(xué)技術(shù):工藝和產(chǎn)品,Roland Dittmeyer等編,Vol.3:無(wú)機(jī)原料、半成品，p.1OOff, Wiley-VCH 出版社，Weinheim, 2005)。例如，在 DE3320527C2 中也示出了相應(yīng)的填料塔。
[0003]由于磚襯的安裝質(zhì)量會(huì)劣化，許多年來(lái)已經(jīng)廣泛使用由含硅(Si)不銹鋼制成的非磚襯不銹鋼塔。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于形成了廢酸(干燥器)或者發(fā)煙硫酸(吸收器)，會(huì)在填料塔的若干點(diǎn)處出現(xiàn)腐蝕問題。特別會(huì)出問題的區(qū)域是在氣體入口的區(qū)域或者與氣體入口相對(duì)的區(qū)域中，在這些區(qū)域，塔壁上的酸膜很薄。腐蝕還出現(xiàn)在不銹鋼格柵的豎直支座處或者出現(xiàn)在填料床以下酸膜也很薄的水平表面上。由于干燥塔中氣體的水份，產(chǎn)生了腐蝕性很強(qiáng)并腐蝕鋼表面的廢酸。在吸收塔中，氣體中的SO3產(chǎn)生了同樣腐蝕性很強(qiáng)的發(fā)煙硫酸。過去，已經(jīng)采取了一些措施來(lái)應(yīng)對(duì)該問題，例如，在氣體入口周圍設(shè)置由無(wú)硅奧氏體不銹鋼制成的蓋板，然而由于強(qiáng)腐蝕而必須定期地更換。
[0004]因此，本發(fā)明的目的是減少硫酸車間的填料塔中的腐蝕。
[0005]本發(fā)明基本上解決了上述目的，利用權(quán)利要求1的特征，其中:圓頂形格柵被保持在L形環(huán)上，以便在圓頂形格柵的外徑與填料塔殼體之間形成間隙。因而，在圓頂形格柵的邊緣區(qū)域，酸被偏轉(zhuǎn)，以便流過L形環(huán)與填料塔殼體之間的間隙并且在壁上形成較厚的酸膜。結(jié)果，可以避免無(wú)酸區(qū)，以便在干燥塔中不形成廢酸且在吸收塔中不形成發(fā)煙硫酸。通過酸膜保護(hù)了填料塔中容易受到腐蝕的區(qū)域。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，L形環(huán)具有兩個(gè)不同材料的支腿，這兩個(gè)支腿優(yōu)選通過焊接被相互連接到一起。特別是，L形環(huán)的基本上水平設(shè)置的支腿是由無(wú)硅不銹鋼制成的,在硫酸濃度> 96%和溫度達(dá)150°C時(shí)是耐蝕的。另一方面，L形環(huán)的基本上豎直設(shè)置的支腿優(yōu)選是由娃含量為4.5到6.5wt%的不銹鋼,例如商標(biāo)名為SX、Saramet或者Zecor的鋼制成。
[0007]為了在填料塔的內(nèi)表面上產(chǎn)生足夠厚的酸膜，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選開發(fā)方案，L形環(huán)的外徑比填料塔的內(nèi)徑小大約20到200mm,優(yōu)選小50到100mm。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，L形環(huán)擱置在多個(gè)豎直支承板上，豎直支承板優(yōu)選圍繞塔的周邊均勻分布地設(shè)置并且相互間具有500到2500mm，優(yōu)選1000到1500mm的距離。這確保了 L形環(huán)的均勻支承，其中，酸膜可以在支承板之間自由地流下。
[0009]為了避免支承板處的腐蝕，根據(jù)本發(fā)明，類似于L形環(huán)的豎直設(shè)置的支腿，支承板是由硅含量為4.5到6.5wt%的不銹鋼制成的。
[0010]在氣體入口處，通常將氣體供給管焊接到填料塔中，并且為了該目的，氣體供給管稍微伸入塔中。因此，沿壁流下的酸通常不能充分潤(rùn)濕位于氣體供給管以下的塔壁區(qū)域，以防止腐蝕。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置的必須定期更換的板的情況不同，根據(jù)本發(fā)明，在氣體供給管的下部區(qū)域周圍設(shè)置裙板，該裙板包括酸可以流過的孔和/或縫。從上方沿壁流下的酸被裙板收集并且在氣體供給管以下匯聚。
[0012]如果根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面使裙板從填料塔的殼體朝氣體供給管的開口向上傾斜并且在裙板的面向氣體入口的區(qū)域中設(shè)有縫，則酸被收集在裙板中并且通過縫溢出，從而在裙板的外壁處且然后在位于裙板下面的塔壁區(qū)域中形成均勻的酸膜，這防止了腐蝕。
[0013]還可以從以下對(duì)示例性實(shí)施例和附圖的說明中獲得本發(fā)明的其他特征、優(yōu)點(diǎn)和可行應(yīng)用。所描述和/或圖示的所有特征自身或組合構(gòu)成了發(fā)明主題，不管這些特征是否包括在權(quán)利要求中或這些特征的回溯引用。
[0014]附圖中:
[0015]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的填料塔的局部截面，
[0016]圖2顯示了在填料塔壁上的圓頂形格柵的支撐部區(qū)域中的、圖1的部位II的放大圖，
[0017]圖3顯示了氣體入口進(jìn)入填料塔的區(qū)域的示意性局部透視圖，以及
[0018]圖4顯示了安裝在圖3中的裙板的透視圖。
[0019]圖1中示意性地示出的根據(jù)本發(fā)明的填料塔I包括耐蝕不銹鋼板材制成的殼體2和設(shè)置有酸出口 4的拱形底部3。氣體入口 6的氣體供給管5開設(shè)在底部3上方。氣體供給管5稍微伸入到填料塔I中，以便可通過焊接充分固定。
[0020]在氣體入口 6上方設(shè)置陶瓷材料制成的圓頂形格柵7，其承載陶瓷填料9的填料床8。在本文中未示出的填料塔的區(qū)域中，在填料床8的上方設(shè)置噴淋系統(tǒng)，通過該噴淋系統(tǒng)將硫酸均勻分配到填料床上。另外，設(shè)置有未圖示的氣體出口，以便在氣體流過填料床8之后引出氣體。到這此為止，填料塔I對(duì)應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)。
[0021]如圖2具體所示，圓頂形格柵7保持在圍繞填料塔I的整個(gè)周邊延伸的L形環(huán)10上。L形環(huán)10具有:水平支腿11，圓頂形格柵7擱置于其上；和豎直支腿12，圓頂形格柵7支靠于其上。水平支腿11是由耐蝕的無(wú)硅不銹鋼制成的，其在硫酸濃度> 96%且溫度達(dá)1500C時(shí)是耐蝕的，例如具有大約30wt%Cr和60wt%Ni的CrNi鋼。豎直支腿12是由具有4.5到6.5wt%硅含量的含硅奧氏體不銹鋼例如SX鋼、Saramet或者Zecor制成的。支腿11、12被相互焊接到一起。
[0022]L形環(huán)10擱置在多個(gè)支承板13上，支承板13圍繞填料塔I的周邊并且在例如IOm的塔徑處均勻分布，各支承板之間具有500到2000mm、優(yōu)選1000到1500mm的距離。類似于豎直支腿12，支承板13是由硅含量為4.5到6.5wt%的含硅不銹鋼板材制成的。
[0023]支承板13具有肩部14，承載圓頂形格柵7的L形環(huán)10擱置在該肩部上。
[0024]在L形環(huán)10與填料塔I的殼體2之間，設(shè)置有圍繞填料塔I的整個(gè)周邊延伸的間隙15，該間隙具有10到100mm、優(yōu)選20到50mm的寬度B。
[0025]在操作中，從上方穿過填料床8滴流的硫酸被偏轉(zhuǎn)至圓頂形格柵7的邊緣區(qū)域的外側(cè)，以便其穿過間隙15，并且然后沿著填料塔I的殼體2以厚硫酸膜的形式流下。豎直設(shè)置的支承板13以及圓頂形格柵7以下的整個(gè)殼體區(qū)域總是處于酸流中，從而沒有腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。
[0026]為了防止酸膜在氣體供給管5以下的區(qū)域撕破，在圖3中詳細(xì)示出的實(shí)施例中，在氣體供給管5的下部區(qū)域設(shè)置裙板16。裙板16被焊接到填料塔I的殼體2和氣體供給管5上，其中，裙板傾斜，以使其從殼體2向上朝氣體供給管5上升。在裙板16的豎直上部區(qū)域中，設(shè)置多個(gè)孔17。另外，由裙板16的凹入肩部在氣體供給管5與裙板16之間形成了縫19。
[0027]當(dāng)現(xiàn)在酸沿著填料塔I的壁流下時(shí)，酸被伸入到填料塔I中的氣體供給管5偏轉(zhuǎn)并且流入到裙板16中，并被收集到裙板16中。在裙板16的上部外側(cè)區(qū)域，酸可以再直接通過孔17排出并且向下流走。殘存的酸被收集在裙板16中并且從下面慢慢填滿裙板，直到酸通過縫19溢出并且作為連續(xù)膜再次沿著裙板外側(cè)回流到填料塔I的殼體2，并完全潤(rùn)濕殼體。如此，也可以在該區(qū)域確?？煽康姆栏g。
[0028]附圖標(biāo)記列表
[0029]I 填料塔
[0030]2 殼體
[0031]3 底部
[0032]4 酸出口
[0033]5氣體供給管
[0034]6氣體入口
[0035]7圓頂形格柵
[0036]8填料床
[0037]9 填料
[0038]10 L 形環(huán)
[0039]11水平支腿
[0040]12豎直支腿
[0041]13支承板
[0042]14 肩部
[0043]15 間隙
[0044]16 裙板
[0045]17 孔
[0046]18 肩部
[0047]19 縫 [0048] B間隙15的寬度
【權(quán)利要求】
1.一種填料塔，特別是用于吸收硫酸中的水或者SO3，該填料塔具有:保持在圓頂形格柵(7)上的填料(9)床(8)，從上方供入的硫酸經(jīng)由填料床滴下；設(shè)置在填料塔下部區(qū)域中的氣體供給管(5);設(shè)置在填料床上方的氣體出口 ；和設(shè)置在填料塔下部區(qū)域中的酸出口(4)，其特征在于，圓頂形格柵(7)保持在L形環(huán)(10)上，以便在圓頂形格柵(7)的外徑與填料塔(I)的殼體(2 )之間形成間隙(15 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的填料塔，其特征在于，L形環(huán)(10)包括兩個(gè)不同材料的支腿(11、12 )，這兩個(gè)支腿優(yōu)選通過焊接相互連接到一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的填料塔，其特征在于，L形環(huán)(10)的基本上水平設(shè)置的支腿(11)基本上是由無(wú)硅不銹鋼制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的填料塔，其特征在于，L形環(huán)(10)的基本上豎直設(shè)置的支腿(12)是由硅含量為4.5到6.5wt%的不銹鋼制成的。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的填料塔，其特征在于，L形環(huán)(10)的外徑比填料塔(I)的內(nèi)徑小大約20到200mm。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的填料塔，其特征在于，L形環(huán)(10)擱置在多個(gè)豎直支承板(13)上，豎直支承板(13)優(yōu)選圍繞填料塔的周邊均勻分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的填料塔，其特征在于，各支承板(13)相互間的距離為500到2500mmo
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的填料塔，其特征在于，支承板(13)是由硅含量為4.5到6.5wt%的不銹鋼制成的。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的填料塔，其特征在于，圍繞氣體供給管(5)的下部區(qū)域設(shè)置裙板(16)，裙板包括能讓酸流過的孔(17)和/或縫(19)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的填料塔，其特征在于，裙板(16)從填料塔(I)的殼體(2)朝氣體供給管(5)的開口向上傾斜，并且縫(19)設(shè)置在裙板(16)的面向所述氣體供給管(5)的區(qū)域中。
【文檔編號(hào)】B01J8/02GK103764269SQ201280042159
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月9日
【發(fā)明者】K-H·道姆, W·沙爾克 申請(qǐng)人:奧圖泰有限公司