CN103007695A - 一种稀酸浓缩装置中使用的洗汽塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稀酸浓缩装置中使用的洗汽塔，包括上封头、中间筒体、下封头；上封头设有气相出口、进液管口；中间筒体设有上、下手孔，内部置有填料；下封头设有放液管口、气相进口、出液管口；中间筒体与上封头连接法兰之间设有支撑孔板；中间筒体与下封头连接法兰之间设有支撑环板，支撑环板固定在两法兰中间，在支撑环板上置有支撑格栅，在支撑格栅上置有支撑孔板；上封头、支撑环板基材为碳钢，内衬四氟材料；中段筒体和下封头基材为碳钢，内衬钽材；支撑格栅采用钢管包覆四氟材料，支撑孔板、固定条及固定块均为四氟材料。采用本发明的优点是，实现了昂贵四氟材料的节省，设备结构合理、安装便利，为设备的大型化创造了条件。

Description

一种稀酸浓缩装置中使用的洗汽塔

技术领域

本发明涉及化工浓缩领域，特别是涉及一种用于稀酸蒸发浓缩的洗汽装置。

背景技术

硝基氯苯是重要的有机化工中间体，用途极为广泛，该产品主要采用氯化苯与混酸连续硝化工艺生产，硝化反应结束后，会有大量的稀酸产生，其主要成分为72%硫酸、水和少量的硝酸及硝油，根据工艺需要，稀酸中有时也含有一定浓度的磷酸，为了降低硫酸（磷酸）消耗及环保要求，这种废酸需要再浓缩到90%左右回收利用。目前最先进的浓缩工艺是稀酸在蒸酸器中采用蒸汽加热真空蒸发，在蒸发过程中蒸汽上升会带走大量的硫酸（磷酸）及少量的硝油等，需要采用洗汽塔将硫酸及硝油洗涤回收。由于酸蒸汽温度很高，具有很强的腐蚀性，并且随着生产规模的不断扩大，设备的几何尺寸也在增加，如何防止设备腐蚀、保证设备高真空下的气密性、保证气体洗涤效果成为洗汽塔在结构设计加工过程中必须解决的问题。

目前废酸浓装置中典型的洗汽塔材质多选用Q345R内衬搪瓷。结构分三段设计，分别是上封头、中段筒体、下封头；上封头内置分布器，中段筒体内装填料，下封头设置蒸汽进口；填料支撑孔板采用聚四氟乙烯板，板上开有通气孔，四氟支撑孔板固定在下封头与筒体下法兰面之间，四氟孔板与法兰面间放置加厚四氟垫片，塔体与封头的采用搪瓷设备卡子连接紧固。

该洗汽塔存在以下缺陷：1、洗汽塔正常使用时上端温度低，下端温度高，变化范围为50-170℃，在装置开停车的过程中，温度变化会更大，由于搪瓷釉面和基材膨胀系数不同，设备常出现瓷釉面破裂脱落，并致使基材穿孔，导致整台设备报废；2、压板和支撑孔板采用纯四氟乙烯板，由于四氟材料具有蠕变性，温度越高塑性变形越明显，四氟孔板在使用一段时间后，中部会明显凹陷，导致整块四氟孔板向中部收缩，最终导致法兰面无法夹紧四氟支撑孔板导致系统泄漏，特别是设备下部温度高，支撑孔板更易变形损坏，设备直径越大，变形速度越快，限制了设备的进一步大型化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能增强填料支撑结构强度、减少支撑孔板厚度，且耐高低温变化、耐硫酸和磷酸腐蚀的洗汽塔。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种稀酸浓缩装置中使用的洗汽塔，其分为三段，上封头、中间筒体、下封头；上封头顶部设置气相出口，侧面设有进液管口；中间筒体设置有上手孔、下手孔，内部置有填料；下封头下部有放液管口，侧壁设气相进口、出液管口；中间筒体与上封头采用法兰连接，两法兰之间设有支撑孔板，支撑孔板为纯四氟材料；其特征是，中间筒体与下封头采用法兰连接，两法兰之间设有支撑环板，支撑环板固定在两法兰中间，在支撑环板上放置有支撑格栅，支撑格栅上平置有支撑孔板，支撑孔板上设有填料；所述支撑格栅中的各支撑钢管穿过固定条中间孔洞联接在一起，各支撑钢管两端设置固定块置于支撑环板上。

本发明的有益效果为：

洗汽塔下法兰联接处填料的支撑采用组合式结构，从支撑强度上考虑，支撑环板和支撑格栅内均有钢材做骨架，与纯四氟材料相比，支撑环板的厚度和支撑格栅的管径做到很小，即可以提供足够的强度支撑塔内填料，并且不会随温度变化和时间推移发生变形；从材料用料上考虑，由于下面有刚性格栅作为支撑，四氟支撑孔板厚度可以大幅度减少，价格昂贵的四氟材料的用量减少约50%，降低了设备成本；从设备的安装及使用性能考虑，组合式结构材料用量少，分步装配，便于安装，由于支撑环板不易变形，可以确保法兰面的密封性，延长了设备的检修周期。

作为本发明的改进, 所述上封头选用复合材料，基材为碳钢，内衬四氟材料；中段筒体和下封头选用复合材料，基材为碳钢,内衬钽材；支撑环板采用碳钢环板包覆四氟材料结构；支撑格栅采用钢管包覆四氟材料，固定条及固定块均为四氟材料。

其优点是：

洗汽塔的上封头内为纯气相空间，采用钢衬四氟材料，中部填料段和下封头采用钢衬钽材料，与传统的搪瓷材料相比具有耐腐蚀性能强、耐温度剧烈变化、易于制作大型化设备的特点；四氟材料和钽材具有极好的耐硫酸和磷酸腐蚀性，在200℃以下基本无腐蚀，所以可以做很薄的衬层，而搪瓷材料不耐高温磷酸的腐蚀；四氟材料具有蠕变性，钽材有很好的延展性，所以设备在开停车时温度发生剧烈变化，衬层不会断裂或与基材分离，而搪瓷材料由于瓷釉与碳钢基材膨胀系数不同，并且瓷釉易延展性很差，在冷热冲击下，瓷釉很容易破裂、脱落；由于搪瓷设备必须进行高温烧结，在这个过程中，常会引起大型法兰面的变形，导致设备密封困难；由上可知，搪瓷洗汽塔体很难做大，而衬钽材和衬四氟材料后洗汽塔则可以做到大型化。

综上所述，采用本发明的方案，提高了洗汽塔填料支撑结构的强度、减少了支撑孔板厚度，且耐高低温变化、耐硫酸和磷酸腐蚀。实现了昂贵四氟材料的节省，设备结构合理、安装便利，为设备的大型化创造了条件。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中上法兰联接局部结构示意图；

图3是图2中支撑孔板结构示意图；

图4是图1中下法兰联接结构示意图；

图5是图4中支撑环板结构示意图；

图6是图5的B-B剖视图；

图7是图4中支撑格栅结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例结合附图对本发明作进一步详细说明：

参见图1，本洗汽塔包括上封头1、中间筒体2、下封头3，上封头1、下封头3与中间筒体2之间采用法兰联接。

如图1所示，所述上封头1顶部为椭圆封头，顶部中间设置气相出口101，顶部两侧分别设置仪表接口102，中部两侧设有进液管口103，上封头1和各管口为双层结构，外层为碳钢材料（如Q345R),内壁喷涂（或滚涂）聚四氟乙烯(或可熔性聚四氟乙烯）涂层。

如图1所示，所述中间筒体2设置有上手孔201、下手孔204，内部放置有填料203，外壁设有安装法兰202。

如图1、图2、图3所示，中间筒体2与上封头1采用法兰连接，两法兰之间设有支撑孔板4；所述支撑孔板4的板面开设有通气孔，支撑孔板4采用聚四氟乙烯材质。

如图1所示，所述下封头3底部为椭圆封头，下部有放液管口303，侧壁设气相进口301、出液管口302。

所述中间筒体2、下封头3及各管口采用双层复合板结构，复合板的内层为钽材（如Ta1），外层为碳钢材料（如Q345R)。

如图1、图5所示，中间筒体2与下封头3采用法兰连接，两法兰之间设有支撑环板5，支撑环板5固定在两法兰中间，支撑格栅6放置在支撑环板5上，支撑孔板4平置于支撑格栅6上；如图6、图7所示，所述支撑环板5采用四氟包覆结构，内层为碳钢材料（如Q245R)，覆层为聚四氟乙烯材料；如图7所示，所述支撑格栅6中的各支撑钢管602穿过固定条601中间孔洞联接在一起，各支撑钢管602两端设置固定块603置于支撑环板5上，支撑钢管602采用复合结构，内部为碳钢材料（如Q245R),外层包覆聚四氟乙烯，固定条601及固定块603均为聚四氟乙烯材质。 

以上所述的仅是本发明的一种实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出显而易见的若干变换或替代以及改型，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种稀酸浓缩装置中使用的洗汽塔，其包括上封头、中间筒体、下封头；上封头顶部设置气相出口，侧面设有进液管口；中间筒体设置有上手孔、下手孔，内部置有填料；下封头下部有放液管口，侧壁设气相进口、出液管口；中间筒体与上封头采用法兰连接，两法兰之间设有支撑孔板，支撑孔板为纯四氟材料；其特征在于，中间筒体与下封头采用法兰连接，两法兰之间设有支撑环板，支撑环板固定在两法兰中间，在支撑环板上放置有支撑格栅；在支撑格栅上平置有支撑孔板，支撑孔板上放置有填料；所述支撑格栅中的各支撑钢管穿过固定条中间孔洞联接在一起，各支撑钢管两端设置有固定块置于支撑环板上。

2.根据权利要求1所述的一种稀酸浓缩装置中使用的洗汽塔，其特征在于：上封头选用复合材料，基材为碳钢，内衬四氟材料；中间筒体和下封头选用复合材料，基材为碳钢,内衬钽材；支撑环板采用碳钢环板包覆四氟材料结构；支撑格栅采用钢管包覆四氟材料，固定条及固定块均为四氟材料。

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