[发明专利]大型加压碳化塔

说明书

技术领域

本发明涉及一种变换气制碱的加压碳化反应设备，特别是一种大型加压碳化塔。

背景技术

目前国内纯碱生产的方法大致有三种，分别为氨碱法、联碱法及天然碱法，其中联碱法生产纯碱的关键设备为碳化塔，而变换气制碱工艺主要包括以下几个方面，首先合成变换工段的变换气从加压碳化塔底部进入，与从碳化塔顶部的中和氨母液接触反应，通过此过程充分地进行物质的能量、动量及质量的传递，经反应后生产的碳酸氢钠高温溶液，此高温溶液自碳化塔上部反应段缓慢下移，同时与下部换热列管内部的冷却水进行充分换热降低温度，在此过程中析出部分碳酸氢钠结晶，碳化的制碱塔尾气进入清洗塔进一步吸收二氧化碳，保证尾气合格后送合成工段使用。碳化底部悬浮液通过取出管道送至滤过工段进行真空分离，得到半成品碳酸氢钠送煅烧工段煅烧，最终得到产品纯碱，同时母液循环利用。

现有技术中的加压碳化塔结构及相关内件，存在一定的局限性，不能满足目前设备大型化、结晶质量等诸多方面的要求，主要体现在以下几个方面：

1、单塔设备生产能力较低，不能满足设备大型化的要求，操作难度较大，目前单塔日产能为80t/d，每年的产能只有26.4kt/a。

2、制碱塔作业周期较短，目前只有48小时。

3、加压碳化塔的反应较差，中温一般在60℃，不能进一步提高。

4、碳化塔取出碳酸氢钠结晶颗粒较细，沉降时间在90S左右。

5、取出固液比只有25%，取出CNH₃不高，只有85tt左右，转化率只有65%。

6、单塔处理合成变换气量较少，最高只有6000m³/h，合成尾气CO2含量在0.2%，有时还会跑高至0.25%，影响合成精炼气体净化效果。

针对以上存在的多项不足，尤其是单塔的产能较低这一问题，已经制约了企业的进一步发展，影响了产品成本的进一步降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构更为合理、有效提高产能的大型加压碳化塔。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种大型加压碳化塔，包括上段塔体、下部水箱以及连接上段塔体与下部水箱的中段锥状塔体，在上段塔体内分别设有若干台笠帽，下部水箱设有若干个塔节，每个塔节上方均设有一台笠帽；其特征在于：所述的笠帽由底板、顶盖和若干块筋板组成；筋板呈中心对称固定在底板上，顶盖固定在筋板上；在底板的中部设有通孔，设有通孔处的底板边沿为锯齿状边沿；

上段塔体内所设的笠帽为24台，其中，自上而下的第1至第21台笠帽的底板的开孔率为9.8%；第22-24台笠帽的底板的开孔率为12.8%；

在中段锥状塔体内也设有1台笠帽，该笠帽的底板的开孔率为13.3%；且在中段锥状塔体还设有中部进气口；

下部水箱内所设的塔节为8节，所设笠帽为8台，自上而下的8台笠帽的开孔率分别为15.9%、15.5%、15.1%、14.7%、14.3%0、13.9%、13.6%、13.2%；且在第二和第七节塔节上分别设有2个进气口。

以上所述的大型加压碳化塔技术方案中：进一步优选的技术方案是：

1、所述的底板为倒锥状，所述的顶盖为锥状。

2、上段塔体的公称直径为2700mm；所述碳化塔的高度为26.4m。本发明进一步优选的技术方案合适地增加了碳化塔的高度，高度（H）由原来H=24.6m提高到最优选的H=26.4m，将碳化塔的液体的持有量由原来的80m³ 提高到130m³左右，碳化液的停留时间由原来的2.5小时提高到4.2小时，延长了碳酸氢钠结晶成长的时间，使碳化的结晶得到较大的改善。

3、中段锥状塔体上所设的中部进气口的公称直径为150mm。

4、上段塔体内自上而下的第1至第21台笠帽的顶盖的直径为2340mm，底板的外径为2580mm，第22-24台笠帽的顶盖直径为2340mm，底板的外径为2580mm；

中段锥状塔体内所设的笠帽的顶盖的直径为2180mm，底板的外径为2380mm；

下部水箱内所设的8台笠帽的顶盖的直径为1940mm，底板的外径为2080mm。