CN102166502A - 一种以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，包括塔体，在所述塔体内、由上至下设置有若干块带有降液管的低开孔率筛板，所述筛板的开孔率为0.3～2.5%，相邻两个筛板之间有一定间隙。本发明通过在塔体内设置带有降液管的低开孔率筛板，这样筛板下能形成一层气垫，从而有效解决了液体在筛板间轴向返混的问题，提高了筛板的吸收效率；由于塔内气体成分及体积都处于变化过程中，塔体内筛板的筛孔直径、数量及开孔率都是变化的，通过模型观察，在塔体内充满液体的情况下，根据塔内气体成分及体积的变化而对应设置的筛板，更有利于筛板对塔内气体的吸收效率；其中筛板上至少两根降液管的设置，使液体通过筛板时可均匀分布在下一层筛板上。

Description

一种以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔

技术领域

本发明涉及一种以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔。

背景技术

碳酸化反应属缓慢的化学反应，因此要求反应设备有足够的液相停留时间，历来碳酸化塔都在塔内充满液体，以液相为连续相，这样可以增加液体在塔内停留时间，充分完成化学反应。

传统的碳酸化塔均采用菌帽塔板，是以液相为连续相的鼓泡式塔板，用铸铁铸造，但由于气液相在同一通道中混合上下流动，因此不可避免地存在严重的塔液轴向返混，从而降低了塔板的效率，降低了塔的生产强度，降低CO₂的吸收效率，造成尾气CO₂含量高，CO₂利用率低等缺点。

后来前苏联，前东德等国开始用筛板塔板，如φ2.8/φ3m碳酸化塔，筛孔直径全部为40mm，每块塔板的孔数均为99个。我国山东海化公司纯碱一期工程从当时东德引进该设备，开车运行后发现该塔结晶很细，因此该厂二期工程没有采用该塔型，而改用传统的菌帽塔板结构。2004年自贡鸿鹤化工股份有限公司开发出一种联碱法制碱用筛板，菌帽混合结构碳化塔，该塔只在塔上部吸收段采用11块筛板，塔中部结晶生成段仍采用菌帽塔板，而且该塔只用于联碱法碳化塔。2004年大连化工研究设计院申请的多级筛板塔内循环碳化塔发明专利，在筛板上仍留有菌帽，属改进型菌帽塔板，结构比较复杂。2006年天津渤海化工有限责任公司申请的筛板式碳化塔发明专利，该塔筛板孔径为30～110mm，开孔率达6～20%，无降液管，为高开孔率，气液混流式结构，仍存在塔液轴向返混的缺点。

在化学工程中有其他很多种高效率的塔板，但都是以气相为连续相，而且多为较纯净的气液二相。而制碱生产中的碳酸化塔不但以液相为连续相，而且塔内为悬浮有大量固体结晶的过饱和溶液，塔板上极易堆积结晶和产生结疤，所以一般化学工程的高效率塔板都不能适用。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供了一种在液相为连续相的条件下使用的能有效防止塔液轴向返混的高效筛板碳酸化塔，该塔适用于氨碱法和联碱法生产纯碱的工艺中。

本发明技术的技术方案是这样实现的：一种以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，包括塔体，其特征在于：在所述塔体内、由上至下设置有若干块带有降液管的低开孔率筛板，所述筛板的开孔率为0.3～2.5%，相邻两个筛板之间有一定间隙。

本发明所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其所述筛板上筛孔的直径为10～30mm。

本发明所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其所述塔体内由上到下的筛板其开孔率、筛孔直径及筛孔数量是变化的。

本发明所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其在所述塔体内、由上至下设置有12～16块筛板。

本发明所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其所述筛板上对应设置有至少两根降液管。

本发明所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其所述降液管位于筛板边缘。

本发明所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其在氨碱法制碱中，所述筛板上筛孔的直径为10～30mm，开孔率为1.2～2.2%。

本发明所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其在联碱法制碱中，所述所述筛板上筛孔的直径为10～16mm，开孔率为0.3～0.8%。

本发明通过在塔体内设置带有降液管的低开孔率筛板，这样筛板下能形成一层气垫，从而有效解决了液体在筛板间轴向返混的问题，大大提高了筛板的吸收效率；由于塔内气体成分及体积都处于变化过程中，塔体内筛板的筛孔直径、数量及开孔率都是变化的，通过模型观察，在塔体内充满液体的情况下，根据塔内气体成分及体积的变化而对应设置的筛孔直径、数量及开孔率有变化的筛板，更有利于筛板对塔内气体的吸收效率；其中筛板上至少两根降液管的设置，使液体通过筛板时可均匀分布在下一层筛板上。

本发明投入生产运行后，较之现有设备生产能力约提高了20%，尾气CO₂的的含量从原有的8～15%降至2%以下，提高了CO₂的利用率，减少了CO₂的排放。氨碱法碳酸化塔取出液的NaCl转化率可达76%以上，晶体粗大，固液比可达50%。而且该设备具有结构简单，重量轻，可采用耐腐蚀性能好的材料制作等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中标记：1为塔体，1a为塔体中部，1b为塔体上部，2为降液管，3为筛板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：一种以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，包括塔体1，在塔体1顶端设置有进液口和出气口，在所述塔体1内、由上至下设置有若干块带有降液管2的低开孔率筛板3，所述筛板3的开孔率为0.3～2.5%，相邻两个筛板之间有一定间隙，所述筛板3上筛孔的直径为10～30mm；由于塔内气体成分及体积都处于变化过程中，所述塔体1内由上到下的筛板3其开孔率、筛孔直径及筛孔数量是变化的，其中所述两根降液管2位于筛板3边缘。

实施例2：在氨碱法制碱中，如图1所示，一种以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，包括塔体1，在塔体1顶端设置有进液口和出气口，所述塔体1为异径塔体，塔体中部1a的直径为3400mm，塔体上部1b的直径为3000mm；在所述塔体1内、由上至下设置有12块带有两根降液管2的低开孔率筛板3，所述筛板3的开孔率为1.2～2.2%，相邻两个筛板之间有一定间隙,所述筛板3上筛孔的直径为16～30mm，由于塔内气体成分及体积都处于变化过程中，所述塔体1内由上到下的筛板3其开孔率、筛孔直径及筛孔数量是变化的，其开孔率及筛孔直径在上述范围中变化，其中所述两根降液管2位于筛板3边缘。

在实施例2的氨碱法制碱工艺中，该塔的生产能力＞300T/日，尾气CO₂的浓度＜2%，取出固液比为50%，出气温度较现有设备低6～8℃，减少了尾气含NH₃的量。

实施例3：在联碱法制碱中，一种以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，包括塔体1，在塔体1顶端设置有进液口和出气口，所述塔体1为异径塔体，塔体中部的直径为2800mm，塔上部直截径为2500mm, 在所述塔体1内、由上至下设置有13块带有两根降液管2的低开孔率筛板3，所述筛板3的开孔率为0.3～0.8%，相邻两个筛板之间有一定间隙，所述筛板3上筛孔的直径为10～16mm，由于塔内气体成分及体积都处于变化过程中，所述塔体1内由上到下的筛板3其开孔率、筛孔直径及筛孔数量是变化的，其开孔率及筛孔直径在上述范围中变化，其中所述两根降液管2位于筛板3边缘。

在实施例3的联碱法制碱工艺中，该塔的生产能力为180T/日，尾气CO₂的浓度＜2%。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，包括塔体（1），其特征在于：在所述塔体（1）内、由上至下设置有若干块带有降液管（2）的低开孔率筛板（3），所述筛板（3）的开孔率为0.3～2.5%，相邻两个筛板之间有一定间隙。

2.根据权利要求1所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其特征在于：所述筛板（3）上筛孔的直径为10～30mm。

3.根据权利要求2所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其特征在于：所述塔体（1）内由上到下的筛板（3）其开孔率、筛孔直径及筛孔数量是变化的。

4.根据权利要求1、2或3所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其特征在于：在所述塔体（1）内、由上至下设置有12～16块筛板（3）。

5.根据权利要求4所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其特征在于：所述筛板（3）上对应设置有至少两根降液管（2）。

6.根据权利要求5所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其特征在于：所述降液管（2）位于筛板（3）边缘。

7.根据权利要求5所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其特征在于：在氨碱法制碱中，所述筛板（3）上筛孔的直径为10～30mm，开孔率为1.2～2.2%。

8.根据权利要求5所述的以液相为连续相的高效筛板碳酸化塔，其特征在于：在联碱法制碱中，所述筛板（3）上筛孔的直径为10～16mm，开孔率为0.3～0.8%。

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