CN201347415Y - 一种组合式对称收缩扩散导流型尿素合成塔塔盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式对称收缩扩散导流型尿素合成塔塔盘，属尿素设备领域，包括塔盘体I(1)、塔盘体II(2)、密封环(3)、固定螺栓(4)、连接螺栓(5)、环隙液相通道(6)、固定销(7)、钩头螺栓(8)、塔盘支撑(9)、中心导流筒(10)、气相孔(11)、多向导流型泡罩(12)、径向导流通道(13)、轴径向导流通道(14)，多向导流型泡罩(12)上设有径向导流通道(13)和轴径向导流通道(14)，塔盘体I(1)、塔盘体II(2)上下交替排列安装在尿素合成塔衬里(15)内。使用该新型塔盘，尿素合成转化率可提高到70－73％，尿素成品蒸汽消耗可显著降低，节能减排效益十分明显。

Description

一种组合式对称收缩扩散导流型尿素合成塔塔盘

技术领域：

本实用新型涉及尿素生产设备领域，是一种组合式对称收缩扩散导流型尿素合成塔塔盘，适用于尿素合成塔，它通过液相导流和气体的多向导流分布混合，强化气液传质效果，最大程度的提高尿素合成转化率。

背景技术：

尿素合成塔是尿素生产的最重要设备，塔内物料反应的平衡程度决定了二氧化碳转化率的高低，决定了尿素成品能耗的高低。而尿素合成塔的塔盘又是决定塔内物料反应平衡程度高低的重要部件，因此，在相同的操作条件下，塔盘性能的好坏对二氧化碳转化率的影响是最重要的，对尿素成品能耗的影响也是重要的。目前，尿素合成塔塔盘一般采用平筛板塔盘、球帽型塔盘、驼峰型塔盘、气分型塔盘等，它们虽然依次加强了气、液相反应物的混合并进行强化传质，但仍存在较多缺点，如：气液分流不明确、气液相混合仍不均匀、壁流和涡流现象仍较明显等。所以，二氧化碳转化率还是比较低，最高可达到65％-68％，造成分解系统负荷较大，蒸汽消耗较高，使尿素能耗居高不下，与现阶段的节能降耗工作产生较大矛盾。因此，对塔盘进行改造，提高塔盘的性能，提高二氧化碳转化率是必要的，也是急迫的。

发明内容：

本实用新型的目的就是克服上述塔盘所存在的不足，提供了一种设计结构合理、气液相混合均匀、传质传热效果好、尿素合成转化率高、安装简单的组合式对称收缩扩散导流型尿素合成塔塔盘。

为达到上述目的，本实用新型是这样实现的：一种组合式对称收缩扩散导流型尿素合成塔塔盘，它包括塔盘体I(1)、塔盘体II(2)、密封环(3)、固定螺栓(4)、连接螺栓(5)、环隙液相通道(6)、固定销(7)、钩头螺栓(8)、塔盘支撑(9)、中心导流筒(10)、气相孔(11)、多向导流型泡罩(12)、径向导流通道(13)、轴径向导流通道(14)，其特征在于：塔盘体I(1)、塔盘体II(2)上均设有气相孔(11)和多向导流型泡罩(12)，气相孔(11)的直径在3-15毫米之间，多向导流型泡罩(12)上设有径向导流通道(13)和轴径向导流通道(14)；塔盘体I(1)上设有中心导流筒(10)和固定螺栓(4)；塔盘体I(1)、塔盘体II(2)上下交替排列安装在尿素合成塔衬里(15)上，塔盘体I(1)、塔盘体II(2)根据需要可以设计为多块。

本实用新型所述的一种组合式对称收缩扩散导流型尿素合成塔塔盘与已有塔盘技术相比有以下积极效果：1、实现初次碰撞，使传质传热加速进行。在尿素合成塔内使用该塔盘，从气相孔中竖直上升的气体与多向导流型泡罩径向通道导流出的气体首先进行剧烈碰撞，使大气泡互相碰撞为小气泡，使气液接触面积急剧增加，传质传热加速进行。2、实现第二次乃至多次碰撞，使传质传热继续加速进行。当碰撞成的小气泡继续上升的过程中，与多向导流型泡罩轴径向通道导流出的气体进一步进行碰撞，将小气泡继续碰撞成更小的气泡，使气液接触面积继续倍数级增加，使传质传热急剧进行，直至接近平衡状态。3、强制改变尿液反应物料在塔内的流动路线，使传质传热反应强化进行。通过塔盘体I(1)和塔盘体II(2)上下交替排列安装，使尿液由环隙流动强制收缩通道变为走上一块塔盘的中心导流筒，然后再扩散上升从上一层塔盘的环隙通道通过，如此收缩扩散、收缩扩散使尿液反应物料由塔底经过塔盘流到塔顶，通过流动路线、流动速度的改变，改变了尿液的流动状态，使气液接触更充分，传质传热反应更快，反应更接近于平衡。4、由于尿液反应物料流动路线的强制改变，塔内物料流动均匀、无死角，克服了壁流和涡流现象，提高了尿塔的有效容积利用率。通过该新型塔盘积极效果的实现，尿素合成转化率可提高到70-73％，尿素成品蒸汽消耗可显著降低，节能减排效益十分明显。

附图说明：

图1是本实用新型的主结构图；

图2是本实用新型的主结构图的M向视图；

图3是本实用新型的主结构图的N向视图；

图4是本实用新型实施例一的多向导流型泡罩(12)的主结构图；

图5是本实用新型实施例二的多向导流型泡罩(12)的主结构图；

图6是本实用新型实施例三的多向导流型泡罩(12)的主结构图；

图10是本实用新型实施例四的多向导流型泡罩(12)的主结构图；

图7是本实用新型实施例一的多向导流型泡罩(12)的主结构图4的B向视图；

图8是本实用新型实施例二的多向导流型泡罩(12)的主结构图5的C向视图；

图9是本实用新型实施例三的多向导流型泡罩(12)的主结构图6的D向视图；

图11是本实用新型实施例的多向导流型泡罩(12)的主结构图的A-A视图。

具体实施方式：

根据以上附图，下面详述本实用新型的具体实施方式，在图1、图2、图3所示实施例中，采用尿素级316L不锈钢制作成尿素合成塔塔盘，再用连接螺栓(5)把塔盘连接组合成塔盘体I(1)和塔盘体II(2)，塔盘体I(1)和塔盘体II(2)的直径可以不相等，在塔盘体I(1)和塔盘体II(2)上开设气相孔(11)、安装多向导流型泡罩(12)，气相孔(11)的直径在3-15毫米之间，多向导流型泡罩(12)上开设径向导流通道(13)和轴径向导流通道(14)，同时在塔盘体I(1)的中心开设并安装中心导流筒(10)和焊接固定螺栓(4)。将塔盘体I(1)和塔盘体II(2)按图1所示，上下交替排列安装在尿素合成塔内的塔盘支撑(9)上，并用钩头螺栓(8)把塔盘体I(1)、塔盘体II(2)进行固定，将密封环(3)安装在塔盘体I(1)和尿素合成塔衬里(15)之间的环隙上，并用固定销(7)和固定螺栓(4)连接牢固。

图4是本实用新型实施例一，在多向导流型泡罩(12)的顶部沿同心圆开设斜圆形旋流通道，如图7所示，使气体形成轴径向旋流，在多向导流型泡罩(12)的外圆侧沿切线方向开设方形旋流通道，使气体形成径向旋流。

图5是本实用新型实施例二，在多向导流型泡罩(12)的顶部开设辐射形旋流通道，如图8所示，使气体形成轴径向旋流，在多向导流型泡罩(12)的外圆侧沿切线方向开设方形旋流通道，使气体形成径向旋流。

图6是本实用新型实施例三，在多向导流型泡罩(12)的顶部沿同心圆切线方向开设旋流通道，如图9所示，使气体形成轴径向旋流，在多向导流型泡罩(12)的外圆侧沿切线方向开设方形旋流通道，使气体形成径向旋流。

图10是本实用新型实施例四，在多向导流型泡罩(12)的顶部沿同心圆开设斜圆形旋流通道，如图7所示，使气体形成轴径向旋流，在多向导流型泡罩(12)的外圆侧沿切线方向开设圆形旋流通道，使气体形成径向旋流。

图11是本实用新型实施例的多向导流型泡罩(12)的外圆侧沿切线方向开设的径向旋流通道，使气体形成径向旋流。

Claims (6)

1、一种组合式对称收缩扩散导流型尿素合成塔塔盘，它包括塔盘体I(1)、塔盘体II(2)、密封环(3)、固定螺栓(4)、连接螺栓(5)、环隙液相通道(6)、固定销(7)、钩头螺栓(8)、塔盘支撑(9)、中心导流筒(10)、气相孔(11)、多向导流型泡罩(12)、径向导流通道(13)、轴径向导流通道(14)，其特征在于：塔盘体I(1)、塔盘体II(2)上均设有气相孔(11)和多向导流型泡罩(12)，气相孔(11)的直径在3-15毫米之间，多向导流型泡罩(12)上设有径向导流通道(13)和轴径向导流通道(14)；塔盘体I(1)上设有中心导流筒(10)和固定螺栓(4)；塔盘体I(1)、塔盘体II(2)上下交替排列安装在尿素合成塔衬里(15)上，塔盘体I(1)、塔盘体II(2)根据需要可以设计为多块。

2、根据权利要求1所述的一种组合式对称收缩扩散导流型尿素合成塔塔盘，其特征是：多向导流型泡罩的径向导流通道(13)可以是方形旋流通道，也可以是圆形旋流通道。

3、根据权利要求1所述的一种组合式对称收缩扩散导流型尿素合成塔塔盘，其特征是：多向导流型泡罩的轴径向导流通道(14)可以是任何形状旋流通道。

4、根据权利要求1或2或3所述的一种组合式对称收缩扩散导流型尿素合成塔塔盘，其特征是：组合式塔盘、多向导流型泡罩的材料可以是耐尿素腐蚀的任何材料。

5、根据权利要求1所述的一种组合式对称收缩扩散导流型尿素合成塔塔盘，其特征是：密封环(3)安装在一块塔盘体与尿素合成塔衬里(15)之间的环隙上。

6、根据权利要求1或5所述的一种组合式对称收缩扩散导流型尿素合成塔塔盘，其特征是：塔盘体I(1)、塔盘体II(2)可以有多块塔盘组成。

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