CN103331030B - 双溢流堰板汽提塔装置 - Google Patents

双溢流堰板汽提塔装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽提塔技术领域,是一种双溢流堰板汽提塔装置;包括塔体和底座;塔体固定安装在底座上,塔体为密闭容器,在塔体的顶部有出汽端口,在塔体的上部固定安装有进料管,在塔体的腔体内从下至上依次固定间隔安装有至少五层的塔盘,在每层塔盘边缘的上端面上分别固定连接有一对溢流堰板,每对溢流堰板的一端分别和塔体的内壁固定连接在一起。本发明结构合理而紧凑,使用方便,通过塔盘、折流装置、溢流堰板和溢流堰口的配合使用,实现将浆料中的VCM脱除的目的,具有运行安全稳定和操作方便的特点,降低了操作人员的劳动强度,节约了生产成本,提高了汽提效率,确保了后续工序产能需要和产品质量。

Description

双溢流堰板汽提塔装置
技术领域
本发明涉及汽提塔技术领域,是一种双溢流堰板汽提塔装置。
背景技术
聚氯乙烯单体在聚合釜中由引发剂引发进行聚合反应。当单体转化率达到80%至85%时加入终止剂终止聚合反应。聚合反应后含PVC树脂20%至25%的浆料通过自动控制进入出料槽,经倒料泵、过滤器除去PVC塑化块后进入汽提塔供料槽。汽提塔供料槽中的聚氯乙烯树脂浆料经过浆料泵送至汽提塔螺旋板式换热器中,与汽提塔出来的热浆料进行热交换,升至一定温度后由汽提塔顶层进入到汽提塔中。进入到汽提塔进料板上的浆料在每层塔盘上折流流动,充分与自下而上从塔盘筛孔上升的蒸汽进行传热传质达到沸腾状态,经过溢流堰从下料管流到下一层塔盘上。浆料中的VCM被上升的蒸汽脱除出来,与蒸汽一同引到塔外,经汽水分离器、塔顶冷凝器冷凝,未被冷凝的VCM由水环真空泵送至低压压缩机进行升压后进入冷凝器。充分脱除了VCM的热浆料从汽提塔第一块塔盘出来,由浆料泵送至螺旋板换热器与进塔浆料进行热交换,浆料被冷却后送至离心槽去离心干燥。在单体脱析过程中汽提塔为其中关键设备,目前全国最大处理能力的汽提塔处理能力在18万吨.pvc/年。聚合装置在投用期间,聚合装置由于受汽提塔的影响而造成汽提能力不足,严重影响后续工序产能和产品质量。汽提塔的异常现场主要表现在以下几方面:
一、塔底温度控制在107℃至112℃间,从下向上温度逐步降低。但第五层温度较其它层温度差异较大,明显低于第六层、第七层温度,造成汽提塔控制温度偏差大,增大蒸汽入塔量效果亦不明显。
二、塔底液位常在12%至60%间波动,稳定性无法保证,同时由此造成汽提塔至干燥浆料槽管线调节阀C301A—29频繁调节,汽提出塔浆料泵流量不稳定,经螺旋板换热后的进塔浆料温度也无法维持在一个稳定状态。塔底液位的大幅度波动,工艺控制上通过底层塔盘补水方式维持汽提塔液位,由此造成装置高纯水用量大幅度上升。进而影响母液水量超出生化装置的正常处理能力,过量的母液水外派给公司的环保管理造成巨大压力。
三、塔顶真空度不稳定,波动范围为至-10Kpa至-30Kpa间。负压波动较大时,人为调整频次较高,经常出现塔顶冷凝器汽水分离器带料液位失控,造成汽提塔真空泵跳停现象。
四、汽提塔在运行过程中,第五层(变径层DN3900)浆料沸腾程度对比其它层明显较差,随着汽提塔运行周期的延长塔面浆料逐步沉积,导致后期出现变径层塔盘干塔的异常,严重影响装置产能的提升和产品质量。
发明内容
本发明提供了一种双溢流堰板汽提塔装置,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有聚合装置由于受汽提塔的影响而造成汽提能力不足,严重影响后续工序产能和产品质量的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种双溢流堰板汽提塔装置,包括塔体和底座;塔体固定安装在底座上,塔体为密闭容器,在塔体的顶部有出汽端口,在塔体的上部固定安装有进料管,在塔体的腔体内从下至上依次固定间隔安装有至少五层的塔盘,在每层塔盘边缘的上端面上分别固定连接有一对溢流堰板,每对溢流堰板的一端分别和塔体的内壁固定连接在一起,在每对溢流堰板之间对应的塔盘上有溢流堰口,相邻上下塔盘上的溢流堰口相错,对应溢流堰口的塔盘的下端面上固定连接有下料管,在每层塔盘的上端面上固定连接有能使浆料折流至对应每对溢流堰板处的折流装置,每对溢流堰板的另一端分别和对应塔层的折流装置的一侧固定连接在一起,折流装置的顶端高于溢流堰板的顶端;对应下料管之外区域的每层塔盘上分别分布有上小下大的锥形塔盘塔眼,锥形塔盘塔眼的上端口直径在0.9毫米至1.5毫米之间,锥形塔盘塔眼的下端口直径在2.8毫米至3.8毫米之间,在最底层塔盘的下料管上固定连接有出料管,出料管的外端位于塔体外,在塔体的下部分别固定连接有排水管和进汽管。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述在塔体的腔体内从下至上依次固定间隔安装有七层塔盘,塔盘包括变径塔盘和等径塔盘;变径塔盘的外径大于等径塔盘的外径,变径塔盘为从下至上的第五层塔盘,等径塔盘包括从下至上的第一层塔盘、第二层塔盘、第三层塔盘、第四层塔盘、第六层塔盘和第七层塔盘,在对应第六层塔盘和第七层塔盘的塔体上分别固定安装有进料管。
上述变径塔盘的折流装置包括一对弧形挡板、第一连接板和第一折流挡板;变径塔盘上的一对溢流堰板的另一端分别和第一连接板固定连接在一起,第一连接板的两端分别和一对弧形挡板的一端固定连接在一起,一对弧形挡板的弧形开口分别朝向塔盘中部且一对弧形挡板的另一端和塔体的内壁之间有间距;在每个弧形挡板与位于变径塔盘上方等径塔盘的下料管之间的变径塔盘的上端面间隔分布有至少两个的第一折流挡板,第一折流挡板的一端与塔体的内壁固定连接在一起,第一折流挡板的另一端与弧形挡板或第一连接板之间有间距,在相邻第一折流挡板之间的变径塔盘的上端面上固定连接有第二折流挡板,第二折流挡板的一端与弧形挡板或第一连接板固定连接在一起,第二折流挡板的另一端和塔体的内壁固定连接在一起。
上述等径塔盘上的折流装置包括第二连接板、至少一个的第三折流挡板和至少一个的第四折流挡板;等径塔盘上的每对溢流堰板的另一端分别和第二连接板固定连接在一起,在第二连接板与等径塔盘上方的塔盘的下料管之间的等径塔盘的上端面上间隔分布有至少一个的第三折流挡板和至少一个的第四折流挡板,第三折流挡板的两端分别和塔体的内壁固定连接在一起,在第三折流挡板的中部有开口,第四折流挡板的两端分别和塔体的内壁之间有间距。
上述在进汽管的出汽端上固定连接有上小下大的锥形蒸汽分布器伞帽,锥形蒸汽分布器伞帽位于塔体的腔体内;锥形蒸汽分布器伞帽的外径为500毫米至600毫米;相邻三个锥形塔盘塔眼之间形成等边三角形。
上述在进料管的进口端上固定连接有加长管,加长管的长度为400毫米至500毫米。
上述变径塔盘上的溢流堰板的高度为400毫米至500毫米;等径塔盘上的溢流堰板的高度为200毫米至300毫米。
上述在每层塔盘对应的塔体上分别有人孔,在塔体的顶部有放空端口,在塔体顶部固定安装有压力变送器,压力变送器的检测端位于塔体内。
本发明结构合理而紧凑,使用方便,通过塔盘、折流装置、溢流堰板和溢流堰口的优化改进的配合使用,实现将浆料中的VCM脱除的目的,具有运行安全稳定和操作方便的特点,降低了操作人员的劳动强度,节约了生产成本,提高了汽提效率,确保了后续工序产能需要和产品质量。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视透视结构示意图。
附图2为附图1中等径塔盘的侧视图。
附图3为附图1中等径塔盘的俯视图。
附图4为附图1中锥形塔盘塔眼的主视结构示意图。
附图5为相邻任意三个锥形塔盘塔眼的分布俯视图。
附图6为附图1中变径塔盘的侧视图。
附图7为附图1中变径塔盘的俯视图。
附图中的编码分别为:1为塔体,2为溢流堰板,3为溢流堰口,4为下料管,5为锥形塔盘塔眼,6为出料管,7为排水管,8为进汽管,9为出汽端口,10为进料管,11为变径塔盘,12为等径塔盘,13为弧形挡板,14为第一连接板,15为第一折流挡板,16为第二连接板,17为第三折流挡板,18为锥形蒸汽分布器伞帽,19为加长管,20为人孔,21为放空端口,22为压力变送器,23为底座,24为第二折流挡板,25为开口,26为第四折流挡板。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中,为了便于描述,各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的,如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
如附图1、2、3、4、5、6、7所示,该双溢流堰板汽提塔装置包括塔体1和底座23;塔体1固定安装在底座23上,塔体1为密闭容器,在塔体1的顶部有出汽端口9,在塔体1的上部固定安装有进料管10,在塔体1的腔体内从下至上依次固定间隔安装有至少五层的塔盘,在每层塔盘边缘的上端面上分别固定连接有一对溢流堰板2,每对溢流堰板2的一端分别和塔体1的内壁固定连接在一起,在每对溢流堰板2之间对应的塔盘上有溢流堰口3,相邻上下塔盘上的溢流堰口3相错,对应溢流堰口3的塔盘的下端面上固定连接有下料管4,在每层塔盘的上端面上固定连接有能使浆料折流至对应每对溢流堰板2处的折流装置,每对溢流堰板2的另一端分别和对应塔层的折流装置的一侧固定连接在一起,折流装置的顶端高于溢流堰板2的顶端;对应下料管4之外区域的每层塔盘上分别分布有上小下大的锥形塔盘塔眼5,锥形塔盘塔眼5的上端口直径在0.9毫米至1.5毫米之间,锥形塔盘塔眼5的下端口直径在2.8毫米至3.8毫米之间,在最底层塔盘的下料管4上固定连接有出料管6,出料管6的外端位于塔体1外,在塔体1的下部分别固定连接有排水管7和进汽管8。
可根据实际需要,对上述双溢流堰板汽提塔装置作进一步优化或/和改进:
如附图1所示,在塔体1的腔体内从下至上依次固定间隔安装有七层塔盘,塔盘包括变径塔盘11和等径塔盘12;变径塔盘11的外径大于等径塔盘12的外径,变径塔盘11为从下至上的第五层塔盘,等径塔盘12包括从下至上的第一层塔盘、第二层塔盘、第三层塔盘、第四层塔盘、第六层塔盘和第七层塔盘,在对应第六层塔盘和第七层塔盘的塔体1上分别固定安装有进料管10。这样,含有VCM的浆料通过进料管10进入到第六层塔盘或第七层塔盘上,含有VCM的浆料在塔盘上与相应塔盘的锥形塔盘塔眼5中上升的蒸汽进行传质传热后,经塔盘的折流装置、溢流堰板2和溢流堰口3,然后通过塔盘上的下料管4流至下一层塔盘,脱除VCM的浆料最后通过出料管6流出;蒸汽从进汽管8中进入然后通过各层塔盘的锥形塔盘塔眼5中上升,从各层塔盘的锥形塔盘塔眼5中上升的蒸汽与相应塔盘上的含有VCM的浆料进行传质传热后,携带VCM的蒸汽最后通过出汽端口9排出;被冷凝下来的蒸汽变成水通过排水管7排出。
如附图6、7所示,变径塔盘11的折流装置包括一对弧形挡板13、第一连接板14和第一折流挡板15;变径塔盘11上的一对溢流堰板2的另一端分别和第一连接板14固定连接在一起,第一连接板14的两端分别和一对弧形挡板13的一端固定连接在一起,一对弧形挡板13的弧形开口分别朝向塔盘中部且一对弧形挡板13的另一端和塔体1的内壁之间有间距;在每个弧形挡板13与位于变径塔盘11上方等径塔盘12的下料管4之间的变径塔盘11的上端面间隔分布有至少两个的第一折流挡板15,第一折流挡板15的一端与塔体1的内壁固定连接在一起,第一折流挡板15的另一端与弧形挡板13或第一连接板14之间有间距,在相邻第一折流挡板15之间的变径塔盘11的上端面上固定连接有第二折流挡板24,第二折流挡板24的一端与弧形挡板13或第一连接板14固定连接在一起,第二折流挡板24的另一端和塔体1的内壁固定连接在一起。这样,便于含有VCM的浆料在变径塔盘11上折流流过,延长含有VCM的浆料在变径塔盘11上的停留时间,充分与变径塔盘11上的锥形塔盘塔眼5中上升的蒸汽进行传质传热。
如附图2、3所示,等径塔盘12上的折流装置包括第二连接板16、至少一个的第三折流挡板17和至少一个的第四折流挡板26;等径塔盘12上的每对溢流堰板2的另一端分别和第二连接板16固定连接在一起,在第二连接板16与等径塔盘12上方的塔盘的下料管4之间的等径塔盘12的上端面上间隔分布有至少一个的第三折流挡板17和至少一个的第四折流挡板26,第三折流挡板17的两端分别和塔体1的内壁固定连接在一起,在第三折流挡板17的中部有开口25;第四折流挡板26的两端分别和塔体1的内壁之间有间距。第三折流挡板17和第四折流挡板26及开口25形成流通通道,通道为曲折且相通的形状。这样,便于含有VCM的浆料在等径塔盘12上折流流过,延长含有VCM的浆料在等径塔盘12上的停留时间,充分与等径塔盘12上的锥形塔盘塔眼5中上升的蒸汽进行传质传热。
如附图1所示,在进汽管8的出汽端上固定连接有上小下大的锥形蒸汽分布器伞帽18,锥形蒸汽分布器伞帽18位于塔体1的腔体内;锥形蒸汽分布器伞帽18的外径为500毫米至600毫米;相邻三个锥形塔盘塔眼5之间形成等边三角形。
如附图1所示,在进料管10的进口端上固定连接有加长管19,加长管19的长度为400毫米至500毫米。
根据需要,变径塔盘11上的溢流堰板2的高度为400毫米至500毫米;等径塔盘12上的溢流堰板2的高度为200毫米至300毫米。
如附图1所示,在每层塔盘对应的塔体1上分别有人孔20,在塔体1的顶部有放空端口21,在塔体1顶部固定安装有压力变送器22,压力变送器22的检测端位于塔体1内。
本发明彻底解决了运行工况差,负荷无法提升的异常问题;浆料流量处理能力达到设计产能,处理能力由原来的35M3/h跃升至100M3/h以上,为后期公司整体生产装置负荷的提升奠定了坚实的基础。结合数据说明如下:
一、创新项目效益分析(使用对比数据说明)
本发明的塔底液位能够投入自动控制,汽提各项工艺参数运行平稳;改造前后的各项平均工艺控制参数如表1所示。
表1
  浆料流量M3/h 塔底温度℃ 塔顶压力kpa 蒸汽流量t/h 班冲洗水用量M3 出塔浆料温度℃
现有汽提塔 35至45 107至112 -10 2.8至2.9 200至250 78至80
本发明 80至100 103至108 -20 4.2至5.2 70至90 65至75
(一)有形效益
1、改造前的现有汽提塔工艺控制上为维持塔盘不积料,通过增大冲洗水用量来进行控制,同时在塔底液位降至10%以下不可控时在下部塔盘补加冲洗水的方式来维持液位。本发明平均每班少用热无离子冲洗水150M3,每月(按30天计)可减少无离子水用量150*2*30=9000 M3,同时由于冲洗水最终转化为母液水间接也减少了装置产生的大量母液水。按每吨水12元计(含蒸汽耗),冲洗水每月节约成本9000*12=10800元。按每方母液水处理3元计,每月减少母液水处理费用9000*3=27000元。仅节水方面每月减少费用共计37800元。
、干燥装置控制方面,本发明投入生产后树脂质量整体情况改善明显,杂质、残留、水份等影响因素均有大幅度下降。
(二)无形效益
1、本发明投入生产后汽提浆料流量有了极大的提高,由原来的35M3/h处理能力上升至100M3/h以上。同时为聚合装置乃至上下游装置产能的发挥奠定了坚实基础,为公司达标达产提供了创造了条件。
、员工操作方面,由于本发明工艺运行参数稳定,塔底液位、塔顶压力、塔压差等前期需人为进行干预控制的指标全部投入自控;原有的操作人员手动对汽提塔进行冲洗,现投入自动控制。大大减轻了操作人员的劳动强度,同时为装置的安全平稳生产提供了保障。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例,其具有较强的适应性和最佳实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。

Claims (15)

1.一种双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于包括塔体和底座;塔体固定安装在底座上,塔体为密闭容器,在塔体的顶部有出汽端口,在塔体的上部固定安装有进料管,在塔体的腔体内从下至上依次固定间隔安装有至少五层的塔盘,在每层塔盘边缘的上端面上分别固定连接有一对溢流堰板,每对溢流堰板的一端分别和塔体的内壁固定连接在一起,在每对溢流堰板之间对应的塔盘上有溢流堰口,相邻上下塔盘上的溢流堰口相错,对应溢流堰口的塔盘的下端面上固定连接有下料管,在每层塔盘的上端面上固定连接有能使浆料折流至对应每对溢流堰板处的折流装置,每对溢流堰板的另一端分别和对应塔层的折流装置的一侧固定连接在一起,折流装置的顶端高于溢流堰板的顶端;对应下料管之外区域的每层塔盘上分别分布有上小下大的锥形塔盘塔眼,锥形塔盘塔眼的上端口直径在0.9毫米至1.5毫米之间,锥形塔盘塔眼的下端口直径在2.8毫米至3.8毫米之间,在最底层塔盘的下料管上固定连接有出料管,出料管的外端位于塔体外,在塔体的下部分别固定连接有排水管和进汽管;其中:塔体的腔体内从下至上依次固定间隔安装有七层塔盘,塔盘包括变径塔盘和等径塔盘;变径塔盘的外径大于等径塔盘的外径,变径塔盘为从下至上的第五层塔盘,等径塔盘包括从下至上的第一层塔盘、第二层塔盘、第三层塔盘、第四层塔盘、第六层塔盘和第七层塔盘,在对应第六层塔盘和第七层塔盘的塔体上分别固定安装有进料管。
2.根据权利要求1所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于变径塔盘的折流装置包括一对弧形挡板、第一连接板和第一折流挡板;变径塔盘上的一对溢流堰板的另一端分别和第一连接板固定连接在一起,第一连接板的两端分别和一对弧形挡板的一端固定连接在一起,一对弧形挡板的弧形开口分别朝向塔盘中部且一对弧形挡板的另一端和塔体的内壁之间有间距;在每个弧形挡板与位于变径塔盘上方等径塔盘的下料管之间的变径塔盘的上端面间隔分布有至少两个的第一折流挡板,第一折流挡板的一端与塔体的内壁固定连接在一起,第一折流挡板的另一端与弧形挡板或第一连接板之间有间距,在相邻第一折流挡板之间的变径塔盘的上端面上固定连接有第二折流挡板,第二折流挡板的一端与弧形挡板或第一连接板固定连接在一起,第二折流挡板的另一端和塔体的内壁固定连接在一起。
3.根据权利要求1或2所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于等径塔盘上的折流装置包括第二连接板、至少一个的第三折流挡板和至少一个的第四折流挡板;等径塔盘上的每对溢流堰板的另一端分别和第二连接板固定连接在一起,在第二连接板与等径塔盘上方的塔盘的下料管之间的等径塔盘的上端面上间隔分布有至少一个的第三折流挡板和至少一个的第四折流挡板,第三折流挡板的两端分别和塔体的内壁固定连接在一起,在第三折流挡板的中部有开口,第四折流挡板的两端分别和塔体的内壁之间有间距。
4.根据权利要求1或2所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于进汽管的出汽端上固定连接有上小下大的锥形蒸汽分布器伞帽,锥形蒸汽分布器伞帽位于塔体的腔体内;锥形蒸汽分布器伞帽的外径为500毫米至600毫米;相邻三个锥形塔盘塔眼之间形成等边三角形。
5.根据权利要求3所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于进汽管的出汽端上固定连接有上小下大的锥形蒸汽分布器伞帽,锥形蒸汽分布器伞帽位于塔体的腔体内;锥形蒸汽分布器伞帽的外径为500毫米至600毫米;相邻三个锥形塔盘塔眼之间形成等边三角形。
6.根据权利要求1或2或5所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于进料管的进口端上固定连接有加长管,加长管的长度为400毫米至500毫米。
7.根据权利要求3所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于进料管的进口端上固定连接有加长管,加长管的长度为400毫米至500毫米。
8.根据权利要求4所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于进料管的进口端上固定连接有加长管,加长管的长度为400毫米至500毫米。
9.根据权利要求1或2所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于变径塔盘上的溢流堰板的高度为400毫米至500毫米;等径塔盘上的溢流堰板的高度为200毫米至300毫米。
10.根据权利要求3所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于变径塔盘上的溢流堰板的高度为400毫米至500毫米;等径塔盘上的溢流堰板的高度为200毫米至300毫米。
11.根据权利要求1或2或5或7或8或10所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于每层塔盘对应的塔体上分别有人孔,在塔体的顶部有放空端口,在塔体顶部固定安装有压力变送器,压力变送器的检测端位于塔体内。
12.根据权利要求3所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于每层塔盘对应的塔体上分别有人孔,在塔体的顶部有放空端口,在塔体顶部固定安装有压力变送器,压力变送器的检测端位于塔体内。
13.根据权利要求4所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于每层塔盘对应的塔体上分别有人孔,在塔体的顶部有放空端口,在塔体顶部固定安装有压力变送器,压力变送器的检测端位于塔体内。
14.根据权利要求6所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于每层塔盘对应的塔体上分别有人孔,在塔体的顶部有放空端口,在塔体顶部固定安装有压力变送器,压力变送器的检测端位于塔体内。
15.根据权利要求9所述的双溢流堰板汽提塔装置,其特征在于每层塔盘对应的塔体上分别有人孔,在塔体的顶部有放空端口,在塔体顶部固定安装有压力变送器,压力变送器的检测端位于塔体内。
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