CN116621731A - 一种新型急冷塔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型急冷塔,所述急冷塔包括外壳;所述外壳顶部设置有气体出口、下部设置有粗丙腈气体入口,所述外壳上部为除氨区、下部为除杂区;所述急冷塔还包括若干塔板,若干塔板由上至下分布安装在除氨区,在除氨区内形成一流道,所述流道上端连接设置在外壳上的硫酸入口、下端连接设置在外壳上的硫酸出口,所述流道内的硫酸从各塔板表面流过,所述塔板上密布小孔;所述急冷塔还包括水气混合器、过滤膜,水气混合器、过滤膜安装在除杂区,所述水气混合居下,其连接粗丙腈气体入口,所述水气混合器还与设置在外壳上的洗涤水进口连接,所述外壳底部设置有洗涤水出口,所述过滤膜居上,全覆盖除杂区。
Description
技术领域
本发明涉及分离设备,具体涉及一种新型急冷塔。
背景技术
在化学工程中,最常用的生产丙烯腈的方法是氨氧化法。这种方法就是将丙烯在流化床反应器中进行氨氧化,得到粗丙烯腈气体。粗丙烯腈气体中除含有大量丙烯腈之外,还含一些副产品,包括乙腈、氢氰酸、丙烯酸、丙烯醛等,还含有一些杂质,如催化剂粉尘、高聚物渣滓、氨等等。这种粗丙腈气体从反应器取出后被输入急冷塔进行处理。急冷塔的任务第一降温,第二是去除催化剂粉尘、高聚物渣滓、氨等杂质,然后送入后续工序将副产品分离出来。传统急冷塔通常都是单一采用水洗方来去除气体中的杂质,但是其效果并不很好,特别产品质很高时,采用这种方法很难达到。
发明内容
为解决上述问题,本发明提出了一种新型急冷塔。
本发明的技术方案:
一种新型急冷塔,所述急冷塔包括外壳;所述外壳顶部设置有气体出口、下部设置有粗丙腈气体入口,所述外壳上部为除氨区、下部为除杂区;
所述急冷塔还包括若干塔板,若干塔板由上至下分布安装在除氨区,在除氨区内形成一流道,所述流道上端连接设置在外壳上的硫酸入口、下端连接设置在外壳上的硫酸出口,所述流道内的硫酸从各塔板表面流过,所述塔板上密布小孔;
所述急冷塔还包括水气混合器、过滤膜,水气混合器、过滤膜安装在除杂区,所述水气混合居下,其连接粗丙腈气体入口,所述水气混合器还与设置在外壳上的洗涤水进口连接,所述外壳底部设置有洗涤水出口,所述过滤膜居上,全覆盖除杂区。
优选,所述所述水气混合器包括总气管、水管、若干分支气管,所述总气管一端开口为进气口、另一端封口,所述水管均一端开口为进水口、另一端封口;所述总气管居下、水管居上,若干分支气管分布安装在总气管上,所述分支气管下端插入总气管、上端穿过水管伸出一段,所述分支气管上端为出气口,所述分支气管与水管下侧壁密封连接、与水管上侧壁之间留有间隙,形成出水口,所述水气混合器还包括若干喷嘴,所述喷嘴分布安装在水管上,所述喷嘴具有两个进口、一出口,出气口连接喷嘴的进口一,出水口连接喷嘴的进口二,喷嘴的进口进水一、进口二进气,水、气在喷嘴中混合,并由喷嘴的出口喷出;所述喷嘴包括喷嘴支座、喷嘴外壳、喷嘴内芯,所述喷嘴支座安装在水管上,所述喷嘴外壳固定连接在喷嘴支座上,其下端开口,为喷嘴的进口二,所述喷嘴内芯为一直管,所述喷嘴内芯竖直安装在喷嘴外壳内,其上端伸入或穿过设置在喷嘴外壳上端的开口构成喷嘴的出口、下端为喷嘴的进口一,所述喷嘴内芯上端与喷嘴外壳上端密封连接,喷嘴内芯一周圈分布设置有若干虹吸孔。
所述喷嘴内芯为文丘里管,所述虹吸孔位于喷嘴内芯的喉部;所述总气管、水管均为平面螺旋状盘管;所述分支气管沿总气管排布;采用水气混合喷射雾化,以达到增加水气接触界面面积,从而达到增强洗效果的目的。进一步地是巧妙运用文丘里管的原理,使得水气自动混合;本水气混合器安装在急冷塔内,喷嘴向上喷射,而不是向下喷射,这样增强了洗涤效果;如果向下喷射,那么重力作用加上很高的喷射初速度,就会在很短的时间内进入急冷塔底部釜液中,使得气液没有充分接触的时间;而向上喷射大大延长了在空中的时间,使小水滴有足够的时间碰撞、接触、吸收粉尘;本水气混合器结构单、零件少,制造和安装都十分方便,且可靠性很高。
所述急冷塔还包括漏液收集器,所述漏液收集器安装在除氨区,位于塔板下方。
所述急冷塔还包括冲洗器,所述冲洗器安装在除杂区,位于过滤膜与水气混合器之间,所述冲洗器与设置在外壳上的冲洗水入口连接,所述冲洗器向过滤膜喷冲洗水。
优选,所述冲洗器包括总管、若干支管以及若干冲洗头;所述总管、若干支管均为直管,所述总管水平、一端为开口与冲洗水入口连接、另一端封口,若干支管安装在总管上,水平、分置总管两侧依次排列,所述支管一端连接总管、另一端封口,若干冲洗头分布安装在各支管上;所述冲洗头为旋转冲洗头,包括冲洗头座、轴承外壳、空心转轴、滚珠、水室,所述冲洗头座竖直插入支管并与之固定连接,所述轴承外壳用螺栓固定连接在冲洗头座上,所述空心转轴通过滚珠旋转在轴承外壳内,其内孔与冲洗头座内孔相连通,所述空心转轴插入水室并与之固定连接,所述水室上开有两喷水口,两喷水口对角分布、中心对称;所述水室为一空心球或空心椭球;支管由中间向两侧渐变短,所有支管的封口端在同一圆周面上;支管之间等间距;所述喷水口为扇形;其使用时,冲洗水从冲洗水进口加入,先进入总管,然后流入各个支管,再流经冲洗头座内孔以及空心转轴内孔,进入水室,最后从两个喷水口喷出,喷水时就形成一个作用于水室的力矩,从而推动水室连同空心轴一起转动;这样,形成一个圆形的冲洗区域,若干个圆形有规律地排列,互相有部分重叠,使得整过滤膜无冲洗死区;且冲洗头全部采用抗腐蚀材料制造,具有良好水润滑性能。
所述外壳由上封头、上筒体、过度锥壳、下筒体、下封头组合连接而成,所述过度锥壳上口小、下口大;所述上封头与上筒体围成区域,即所述除氨区,所述下筒体与下封头围成区域,即所述除杂区。
所述脱氢氢酸塔还包括裙座,所述群座固定连接在外壳底部,支撑整个脱氢氢酸塔。
所述外壳上分别设置有上人孔、中人孔、下人孔。
所述急冷塔上安装有吊臂。
所述裙座上设置有检测孔。
所述塔板包括横板、竖板,所述横板与外壳固定连接,其一端与外壳内壁留有间隙,形成一开口,所述竖板连接在横板上,于开口处,向上伸出横板一段形成溢流板、向下伸出一段形成导流板;小孔分布在横板与竖板上;
相邻塔板之间,开口相对,且上一塔板的竖板位于下一塔板的横板上方、相互之间留有间隙。
本发明设计合理,构思巧妙,其在使用时,粗丙腈气体由粗丙腈气体入口、气体出口出,依次经过除杂区、除氨区,于除杂区,水气混合器对气体进行初步水洗,将催化剂粉尘、高聚物渣滓溶入水滴中带走,也将部分氨和醛类溶入水滴中带走,初步水洗后的气体经过过滤膜,滤出残留粉尘,使得粉尘的残留大幅下降,由≤80ppm下降为≤10ppm,从而使产品质大幅提高;于除氨区,采用工业硫酸吸收气体中的氨;
考虑到,过滤膜拦截的粉尘积累多了时候就会堵塞过滤膜的通气微孔,增设冲洗器,对过滤膜间歇性冲洗;
考虑到,工业硫酸会滴落到过滤膜上,损坏过滤膜,增设漏液收集器收集滴落的工业硫酸。
附图说明
图1是急冷塔结构示意图。
图2是急冷塔结构局部示意图(塔板部分)。
图3是图1中A向示意图1(水气混合器)。
图4是图1中A向示意图2(水气混合器)。
图5是图3中B-B剖视图。
图6是图5中A-A剖视图。
图7冲洗器安装示意图。
图8是冲洗器俯视图。
图9是冲洗头安装示意图(剖面)。
图10是图9中B向喷水示意图。
图11是水室俯视图。
图12是图11中C-C方向剖视图。
图13是图11中D-D方向剖视图。
图中
急冷塔:裙座1、洗涤水出口2、下封头3、下筒体4、粗丙腈气体入口5、水气混合器6、冲洗器7、过滤膜8、过渡锥壳9、漏液收集器10、硫酸出口11、塔板12、上筒体13、吊臂14、上封头15、气体出口16、上人孔17、硫酸入口18、中人孔19、漏液出口20、冲洗水入口21、洗涤水入口22、下人孔23、检查孔24;
塔板12:横板12-1、竖板12-2、溢流板12-3、导流板12-4;
水气混合器6:总气管6-1,水管6-2,分支气管6-3,喷嘴6-4、喷嘴支座6-4-1、喷嘴外壳6-4-2、喷嘴内芯6-4-3、虹吸孔6-4-4;
所述冲洗器7:总管7-1,支管7-2,冲洗头7-3、冲洗头座7-3-1、轴承外壳7-3-2、空心转轴7-3-3、滚珠7-3-4、水室7-3-5、喷水口7-3-6。
具体实施方式
如图1-2所示,一种新型急冷塔,所述急冷塔包括外壳;所述外壳顶部设置有气体出口16、下部设置有粗丙腈气体入口5,所述外壳上部为除氨区、下部为除杂区;所述急冷塔还包括若干塔板12,若干塔板12由上至下分布安装在除氨区,在除氨区内形成一流道,所述流道上端连接设置在外壳上的硫酸入口18、下端连接设置在外壳上的硫酸出口11,所述流道内的硫酸从各塔板12表面流过,所述塔板12上密布小孔;所述急冷塔还包括水气混合器6、过滤膜8,水气混合器6、过滤膜8安装在除杂区,所述水气混合6居下,其连接粗丙腈气体入口5,所述水气混合器6还与设置在外壳上的洗涤水进口22连接,所述外壳底部设置有洗涤水出口2,所述过滤膜8居上,全覆盖除杂区;所述急冷塔还包括漏液收集器10,所述漏液收集器10安装在除氨区,位于塔板12下方,与设置在外壳上的漏液出口20连接;所述急冷塔还包括冲洗器7,所述冲洗器7安装在除杂区,位于过滤膜8与水气混合器6之间,所述冲洗器7与设置在外壳上的冲洗水入口21连接,所述冲洗器7向过滤膜8喷冲洗水;所述外壳由上封头15、上筒体13、过度锥壳9、下筒体4、下封头3组合连接而成,所述过度锥壳9上口小、下口大;所述上封头15与上筒体13围成区域,即所述除氨区,所述下筒体4与下封头3围成区域,即所述除杂区;所述脱氢氢酸塔还包括裙座1,所述群座1固定连接在外壳底部,支撑整个脱氢氢酸塔;所述外壳上分别设置有上人孔17、中人孔19、下人孔23;所述急冷塔上安装有吊臂14;所述裙座上设置有检测孔24;所述塔板12包括横板12-1、竖板12-2,所述横板12-1与外壳固定连接,其一端与外壳内壁留有间隙,形成一开口,所述竖板12-2连接在横板12-1上,于开口处,向上伸出横板12-1一段形成溢流板12-3、向下伸出一段形成导流板12-4;小孔分布在横板12-1与竖板12-2上;相邻塔板12之间,开口相对,且上一塔板的竖板12-2位于下一塔板的横板12-1上方、相互之间留有间隙;
如图3-6所示,所述水气混合器6包括总气管6-1、水管6-2、若干分支气管6-3,所述总气管6-1一端开口为进气口、另一端封口,所述水管6-2均一端开口为进水口、另一端封口;所述总气管6-1居下、水管6-2居上,若干分支气管6-3分布安装在总气管6-1上,所述分支气管6-3下端插入总气管1(焊接)、上端穿过水管6-2伸出一段,所述分支气管6-2上端为出气口,所述分支气管6-2与水管6-2下侧壁密封连接(焊接)、与水管6-2上侧壁之间留有间隙,形成出水口,所述水气混合器还包括若干喷嘴6-4,所述喷嘴6-4分布安装在水管6-2上,所述喷嘴6-4具有两个进口、一出口,出气口连接喷嘴6-4的进口一,出水口连接喷嘴6-4的进口二(焊接),喷嘴6-4的进口进水一、进口二进气,水、气在喷嘴6-4中混合,并由喷嘴6-4的出口喷出;所述喷嘴4包括喷嘴支座6-4-1、喷嘴外壳6-4-2、喷嘴内芯6-4-3,所述喷嘴支座6-4-1安装在水管6-2上,所述喷嘴外壳6-4-2固定连接(焊接)在喷嘴支座6-4-1上,其下端开口,为喷嘴6-4的进口二,所述喷嘴内芯6-4-3为一直管,所述喷嘴内芯6-4-3竖直安装在喷嘴外壳6-4-2内,其上端伸入设置在喷嘴外壳6-4-2上端的开口构成喷嘴6-4的出口、下端为喷嘴6-4的进口一,所述喷嘴内芯6-4-3上端与喷嘴外壳6-4-2上端密封连接(过盈配合),喷嘴内芯6-4-3一周圈分布设置有若干虹吸孔6-4-4;所述喷嘴内芯6-4-3为文丘里管,所述虹吸孔6-4-4位于喷嘴内芯6-4-3的喉部;所述总气管6-1、水管6-2均为平面螺旋状盘管;所述分支气管6-3沿总气管6-1排布;
如图7-13所示,所述冲洗器7包括总管7-1、若干支管7-2以及若干冲洗头7-3;所述总管7-1、若干支管7-2均为直管,所述总管7-1水平、一端为开口、另一端封口,若干支管7-2安装在总管1上,水平、分置总管1两侧依次排列,所述支管7-2一端连接总管1、另一端封口,若干冲洗头7-3分布安装在各支管7-2上;支管2由中间向两侧渐变短,所有支管7-2的封口端在同一圆周面上;支管7-2之间等间距;所述冲洗头7-3为旋转冲洗头,包括冲洗头座7-3-1、轴承外壳7-3-2、空心转轴7-3-3、滚珠7-3-4、水室7-3-5,所述冲洗头座7-3-1竖直插入支管7-2并与之固定连接(焊接),所述轴承外壳7-3-2用螺栓固定连接在冲洗头座7-3-1上,所述空心转轴7-3-3通过滚珠7-3-4旋转在轴承外壳7-3-2内,其内孔与冲洗头座7-3-1内孔相连通,所述空心转轴7-3-3插入水室7-3-5并与之固定连接(焊接),所述水室7-3-5上开有两喷水口7-3-6,两喷水口7-3-6对角分布、中心对称;所述水室7-3-5为一空心球或空心椭球;所述喷水口7-3-6为扇形。
在此说明书中,本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是,很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此,说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性。
Claims (9)
1.一种新型急冷塔,所述急冷塔包括外壳;其特征在于,所述外壳顶部设置有气体出口、下部设置有粗丙腈气体入口,所述外壳上部为除氨区、下部为除杂区;
所述急冷塔还包括若干塔板,若干塔板由上至下分布安装在除氨区,在除氨区内形成一流道,所述流道上端连接设置在外壳上的硫酸入口、下端连接设置在外壳上的硫酸出口,所述流道内的硫酸从各塔板表面流过,所述塔板上密布小孔;
所述急冷塔还包括水气混合器、过滤膜,水气混合器、过滤膜安装在除杂区,所述水气混合居下,其连接粗丙腈气体入口,所述水气混合器还与设置在外壳上的洗涤水进口连接,所述外壳底部设置有洗涤水出口,所述过滤膜居上,全覆盖除杂区。
2.根据权利要求1所述的一种新型急冷塔,其特征在于,所述急冷塔还包括漏液收集器,所述漏液收集器安装在除氨区,位于塔板下方。
3.根据权利要求1所述的一种新型急冷塔,其特征在于,所述急冷塔还包括冲洗器,所述冲洗器安装在除杂区,位于过滤膜与水气混合器之间,所述冲洗器与设置在外壳上的冲洗水入口连接,所述冲洗器向过滤膜喷冲洗水。
4.根据权利要求1所述的一种新型急冷塔,其特征在于,所述外壳由上封头、上筒体、过度锥壳、下筒体、下封头组合连接而成,所述过度锥壳上口小、下口大;所述上封头与上筒体围成区域,即所述除氨区,所述下筒体与下封头围成区域,即所述除杂区。
5.根据权利要求1所述的一种新型急冷塔,其特征在于,所述脱氢氢酸塔还包括裙座,所述群座固定连接在外壳底部,支撑整个脱氢氢酸塔。
6.根据权利要求1所述的一种新型急冷塔,其特征在于,所述外壳上分别设置有上人孔、中人孔、下人孔。
7.根据权利要求1所述的一种新型急冷塔,其特征在于,所述急冷塔上安装有吊臂。
8.根据权利要求5所述的一种新型急冷塔,其特征在于,所述裙座上设置有检测孔。
9.根据权利要求1所述的一种新型急冷塔,其特征在于,所述塔板包括横板、竖板,所述横板与外壳固定连接,其一端与外壳内壁留有间隙,形成一开口,所述竖板连接在横板上,于开口处,向上伸出横板一段形成溢流板、向下伸出一段形成导流板;小孔分布在横板与竖板上;
相邻塔板之间,开口相对,且上一塔板的竖板位于下一塔板的横板上方、相互之间留有间隙。
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