CN204159189U - 一种银法高浓度甲醛装置中的吸收塔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种银法高浓度甲醛装置中的吸收塔装置，包括第一吸收塔和第二吸收塔，所述第一吸收塔从下至上依次分为进气段、浮阀塔盘段、鲍尔环段、规整填料段和气相出口，所述进气段内设有气体进口和用于喷淋甲醛溶液的喷淋装置；所述浮阀塔盘段设有多层浮阀塔盘；所述浮阀塔盘段与鲍尔环段之间设有集液槽；所述规整填料段分割为多层规整填料组合而成；所述第二吸收塔从下至上依次分为进气段、第一规整填料段、第二规整填料段和泡罩段；所述泡罩段的上方还设有规整填料捕液层和丝网除沫器。本实用新型能够稳定生产高浓度甲醛水溶液，解决了长期困扰甲醛行业高浓度甲醛水溶液在吸收塔内部聚合的问题；且本装置甲醛气体吸收率高，单耗低。

Description

一种银法高浓度甲醛装置中的吸收塔装置

技术领域

本实用新型属于化工生产工艺及设备技术领域，主要涉及用于银法甲醛生产工艺装置中的吸收塔设备。

背景技术

银法高浓度甲醛生产关键设备——吸收塔，是取得高浓度甲醛水溶液的重要设备。吸收塔设计结构的合理性及制造质量直接影响到甲醛成品是否可以取得高浓度甲醛水溶液的关键所在，及原材料的单耗。

目前甲醛行业传统型吸收系统技术的描述：来自氧化器的甲醛气体由塔底进入第一吸收塔内，通过填料支撑架进入规整填料层，吸收液则由塔上部进入液体分布器，使吸收液均匀的喷洒在规整填料上，填料表面被吸收液侵湿，气体通过填料层空隙时与填料表面的吸收液进行传质交换，由于喷淋液不断下流，填料表面的吸收膜就不断的变化使传质阻力大为减少，为防止喷淋液不偏流和不产生沟流及壁流现象，将第一吸收塔分为两段，在中间设置槽式分布器。

气体混合物在上升过程中逐渐将甲醛传质给吸收液至塔顶出口,80～90％的甲醛气体被液体吸收。吸收第一吸收塔为一个浓度梯度。吸收第二吸收塔分为两个浓度梯度，其吸收原理同第一吸收塔。传统型的吸收塔主要用于37～45％浓度的甲醛气体的吸收。

传统型吸收系统在高浓度甲醛水溶液吸收中存在的技术缺陷：

1、一般做37％甲醛水溶液时，第一吸收塔底部的甲醛水溶液浓度为37％，塔底温度65℃，塔顶气相出口温度为45℃左右；第二吸收塔底部的甲醛水溶液浓度为6～8％，塔底温度45℃，三塔的甲醛水溶液的溶度为1～2％，三塔气相出口的温度为32℃左右。此时的逃逸的甲醛气体比较少。

做45％甲醛水溶液时，第一吸收塔底部的甲醛水溶液浓度为45％，塔底温度70℃，塔顶气相出口温度为50℃左右；第二吸收塔底部的甲醛水溶液浓度为10～15％，塔底温度50℃，三塔的甲醛水溶液的溶度为3～6％，三塔气相出口的温度为40℃左右。此时三塔顶的逃逸的甲醛气体比较多，有2～3的甲醛气体没有被吸收。

做50％甲醛水溶液时，第一吸收塔底部的甲醛水溶液浓度为50％，塔底温度75℃，塔顶气相出口温度为55℃左右；第二吸收塔底部的甲醛水溶液浓度为15～20％，塔底温度55℃，三塔的甲醛水溶液的溶度为8～10％，三塔气相出口的温度为45℃以上。此时三塔顶的逃逸的甲醛气体非常多，有6～8的甲醛气体没有被吸收，单耗非常高。所以传统型吸收塔做高浓度的甲醛水溶液单耗会增加。

2、传统型吸收塔里面采用的是规整填料，一般都是Y250/Y350的组合，虽然规整填料比表面积比较大，气液相接触面积比较大，在低浓度时吸收效率比较好。但是规整填料波与波之间的不均匀性，液体规在整填料存在流动不均匀性，甲醛浓度的提高，液体的密度，粘度都在增加，所以在做高浓度甲醛水溶液时，会出现严重的聚合现象。

从42％甲醛水溶液开始，传统型的吸收塔做高浓度甲醛水溶液就受到了制约，也就是生产一个星期就会产生聚合的现象。也就是说传统型的吸收塔根本无法产生高浓度甲醛水溶液。

发明内容

发明目的：针对上述存在的问题和缺陷，本实用新型提供了一种银法甲醛装置中的吸收塔装置，能够长期稳定生产50％、55％、57％等高浓度甲醛水溶液，解决了长期困扰甲醛行业高浓度甲醛水溶液在吸收塔内部聚合的问题；且本装置甲醛气体吸收率高，单耗低。

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案一种银法高浓度甲醛装置中的吸收塔装置，包括第一吸收塔和第二吸收塔，其中：

所述第一吸收塔从下至上依次分为进气段、浮阀塔盘段、鲍尔环段、规整填料段和气相出口，所述进气段内设有气体进口和用于喷淋甲醛溶液的喷淋装置；所述浮阀塔盘段设有多层浮阀塔盘；所述浮阀塔盘段与鲍尔环段之间设有集液槽；所述规整填料段分割为多层规整填料组合而成；

所述第二吸收塔从下至上依次分为进气段、第一规整填料段、第二规整填料段和泡罩段，所述第二吸收塔的进气段通过管道与第一吸收塔的气相出口连接；第一规整填料段采用复合规整填料段；所述泡罩段的上方还设有规整填料捕液层和丝网除沫器。

作为优选，所述第二吸收塔中第一规整填料、第二规整填料段和泡罩段的上方均设有液体分布器，并分别与对应段位的底部通过管道连通形成循环。

作为优选，所述第二吸收塔中的泡罩段设有多个塔板，泡罩段上部设置工艺进水口。

作为优选，所述第二吸收塔中的第一规整填料段采用SM250和SM350不锈钢规整填料的复合规整填料。通过多次试验发现：采用不同尺寸的SM250和SM350不锈钢规整填料的上下位复合设置，能非常有效提高甲醛吸收效率，可得到16％的甲醛水溶液(而常规单一规整填料要达到16％的甲醛水溶液浓度，第二吸收塔中的吸收段长度要超过本实用新型的1.5倍以上)，大大降低了设备成本和运行成本。

附图说明

图1为传统技术中吸收塔装置的结构示意图；

图2为本实用新型所述吸收塔装置的结构示意图。

其中，第一吸收塔1、第二吸收塔2、第一吸收塔进气段11、浮阀塔盘段12、鲍尔环段13、规整填料段14、气相出口15、集液槽16、喷淋装置17、第二吸收塔进气段21、第一规整填料段22、第二规整填料段23、泡罩段24、规整填料捕液层25、丝网除沫器26、液体分布器27、进水口28。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种银法高浓度甲醛装置中的吸收塔装置，包括第一吸收塔和第二吸收塔，其中：所述第一吸收塔从下至上依次分为进气段、浮阀塔盘段、鲍尔环段、规整填料段和气相出口，所述进气段内设有气体进口和用于喷淋甲醛溶液的喷淋装置；所述浮阀塔盘段设有多层浮阀塔盘；所述浮阀塔盘段与鲍尔环段之间设有集液槽；所述规整填料段分割为多层规整填料组合而成；所述第二吸收塔从下至上依次分为进气段、第一规整填料段、第二规整填料段和泡罩段，所述第二吸收塔的进气段通过管道与第一吸收塔的气相出口连接；第一规整填料段采用复合规整填料段；所述泡罩段的上方还设有规整填料捕液层和丝网除沫器。

本实用新型的吸收塔装置一共分为6个浓度梯度。

第一吸收塔分为3个浓度梯度：第一个浓度梯度为“浮阀塔盘段”，可以取得57％的甲醛水溶液；第二个浓度梯度为“鲍尔环段”，可以取得45％的甲醛水溶液；第三个浓度梯度为“双层规整填料段”，可以取得37％甲醛水溶液。

从氧化器来的高浓度甲醛气体进入吸收塔后，为了防止在塔底部产生聚合，所以设置了N个喷淋装置，喷淋的作用有两个，一是为了防聚合，二是可以无阻碍的初步吸收。然后甲醛气体再进入“浮阀段”，塔内装有N个多层水平塔板，板上有若干个供气体通过的阀孔，其上各覆盖一个浮阀片，操作时液体由塔的上部连接进入塔板上，经溢流管逐板下降，并在各板上集存液层，形成液体，气体从塔体下部进入，经由浮阀片与浮阀板间的缝隙分散成若干个小气泡与液体充分接触，并穿过液层到达液面。由于浮阀塔盘的液面的浓度梯度相对其他的填料均匀，因此不容易产生聚合，所以是实现高浓度甲醛的关键。另外浮阀塔盘具有生产能力大，操作弹性大，气液接触好，所以我们又称这一段为“精馏段”。

气体进过浮阀塔盘后，经过集液槽，进入第二段“鲍尔环段”，这一段的液体从上喷淋下来，气体从下往上逆向吸收，形成一个循环。“鲍尔环段”一般肩负两个功能，吸收及带走热量，由于次段的液体温度比较高，一般达到75℃，所以取出的热量，我们一般用于甲醇蒸发之用。由于鲍尔环相对空隙率比较大，在45％甲醛水溶液里面不容易聚合。

气体进过“鲍尔环段”后，进入第三段“双层规整填料段”，由于前两段的功能主要是取得57％的甲醛水溶液，所以吸收效果比较差，此段的功能主要是：吸收和带走反应热，形成一个循环。为了增加吸收效果，规整填料段的长度设置的比较长，为了防止偏流、沟流、壁流，将规整填料分为两段。第一吸收塔的吸收效率一般达到80～90％

第二吸收塔分为3个浓度梯度：第四个浓度梯度为“复合规整填料段”，可以取得16％的甲醛水溶液；第五个浓度梯度为“规整填料段”，可以取得6％的甲醛水溶液；第六个浓度梯度为“泡罩段”，可以取得2％的甲醛水溶液。

从第一吸收塔来未完全吸收掉的甲醛气体，进入第二吸收塔的第四段“复合规整填料段”，此部分也是一个循环，此段的功能主要也是：吸收和带走反应热，形成一个循环。为了增加吸收效果，设置了“复合规整填料”，这样吸收效果会更好。

第四段未被吸收完的的甲醛气体，进入第二吸收塔的第五段“规整填料段”，此部分也是一个循环，此段的功能主要也是：吸收和带走反应热，形成一个循环。

第五段未被吸收完的的甲醛气体，进入第二吸收塔的第六段“泡罩段”，其内部主要由泡罩升气管、降液管(或者称为溢流管)和溢流堰等所组成。泡罩的主要特点是鼓泡吸收，上升气体经升气管由泡罩齿缝吹入液层，两相接触密切，加之泡罩塔盘上液层比较高，两相接触时间较长，吸收效果更好，本实用新型可以将“泡罩段”分为M个塔板，这样“泡罩段”在最终吸收的2％浓度梯度里面就有了M个浓度梯度，分离效果非常明显。

由于气体通过泡罩的路线曲折及液层较高，导致压降及雾沫夹带增高，所以本实用新型在第二吸收塔的上端设置了“规整填料”捕液层，对降低雾沫夹带有明显效果。另外在第二吸收塔的出口处增设了“丝网除沫器”，使出第二吸收塔的气体含很少的水分。工艺添加水由第二吸收塔顶部加入。

由于甲醛吸收是一个放热过程，在甲醛塔内存在大量的吸收热、蒸汽冷凝热和气体显热都必须除去，物料温度降低才能使吸收完全。但是57％高浓度甲醛水溶液的不聚合的温度为65℃。本实用新型将一塔底部的采出甲醛温度设定为～85℃，所以一塔的温度偏高，而且一塔底部到“鲍尔环段”要保温。所以降低温度的责能主要由一塔上部和二塔完成。

作为次选方案：二塔分为2个浓度梯度：第四个浓度梯度为“复合规整填料段”，可以取得12％的甲醛水溶液；第五个浓度梯度为“规整填料段”，可以取得2％的甲醛水溶液；

从一塔来未完全吸收掉的甲醛气体，进入二塔的第四段“复合规整填料段”，此部分也是一个循环，此段的功能主要也是：吸收和带走反应热，形成一个循环。为了增加吸收效果，设置了“复合规整填料”，这样吸收效果会更好。

第四段未被吸收完的的甲醛气体，进入二塔的第五段“规整填料段”，此部分也是一个循环，此段的功能主要也是：吸收和带走反应热，形成一个循环。

为了捕集气体中的水分，本实用新型在二塔的上端设置了“规整填料”捕液层，对降低雾沫夹带有明显效果。另外在二塔的出口处增设了“丝网除沫器”，使出二塔的气体含很少的水分。工艺添加水由二塔顶部加入。

作为次选方案：二塔分为2个浓度梯度：第三个浓度梯度为“规整填料段”，可以取得10％的甲醛水溶液；第四个浓度梯度为“规整填料段”，可以取得2％的甲醛水溶液。

采用本实用新型后，与现有的传统吸收塔的优点为：

1、可以长期稳定的生产50～57％甲醛水溶液。

2、生产50～57％甲醛水溶液的物料单耗折算基本同37％甲醛水溶液，445公斤甲醇/吨甲醛(37％)

3、对于企业有甲醛下游产品需要高浓度的甲醛水溶液，省去了脱水的能耗和提浓设备，节约了下游产品的能耗和设备投资。

4、由于吸收塔采用了06Cr19Ni10不锈钢，所以没有反酸现象，产品质量高于国家标准：

工业甲醛溶液国家技术标准(GB/T9009-2011)

采用本实用新型后本实用新型实际数据和国家标准对比如下表所示：

5、本实用新型吸收塔操作简单，采用自动化控制。

6、本实用新型设计合理，无环境污染问题。

Claims (4)

1.一种银法高浓度甲醛装置中的吸收塔装置，其特征在于：包括第一吸收塔和第二吸收塔，其中：

所述第一吸收塔从下至上依次分为进气段、浮阀塔盘段、鲍尔环段、规整填料段和气相出口，所述进气段内设有气体进口和用于喷淋甲醛溶液的喷淋装置；所述浮阀塔盘段设有多层浮阀塔盘；所述浮阀塔盘段与鲍尔环段之间设有集液槽；所述规整填料段分割为多层规整填料组合而成；

所述第二吸收塔从下至上依次分为进气段、第一规整填料段、第二规整填料段和泡罩段，所述第二吸收塔的进气段通过管道与第一吸收塔的气相出口连接；第一规整填料段采用复合规整填料段；所述泡罩段的上方还设有规整填料捕液层和丝网除沫器。

2.根据权利要求1所述银法高浓度甲醛装置中的吸收塔装置，其特征在于：所述第二吸收塔中第一规整填料、第二规整填料段和泡罩段的上方均设有液体分布器，并分别与对应段位的底部通过管道连通形成循环。

3.根据权利要求2所述银法高浓度甲醛装置中的吸收塔装置，其特征在于：所述第二吸收塔中的泡罩段设有多个塔板，泡罩段上部设置工艺进水口。

4.根据权利要求3所述银法高浓度甲醛装置中的吸收塔装置，其特征在于：所述第二吸收塔中的第一规整填料段采用SM250和SM350不锈钢规整填料的复合规整填料。