CN207385484U - 一种湿分解塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种湿分解塔，通过裙座与地面固定，包括顺序连接的塔釜、锥体部分、塔身主体，所述塔釜底部通过下封头密封，顶部通过上封头密封并与所述锥体部分分隔，所述锥体部分与所述塔身主体内部贯通，所述塔身主体内部均衡设置有多层筛板，顶部通过塔身封头密封，所述塔釜与所述锥体部分通过塔外设置的连接管路连通。本实用新型提供的一种湿分解塔，通过湿分解反应，可降低母液中NaHCO3浓度，从而延长设备运行周期，减少碳化塔煮塔频次。

Description

一种湿分解塔

技术领域

本实用新型涉及化工生产过程中生产设备，具体涉及一种小苏打生产过程中用的湿分解塔。

背景技术

由于小苏打母液中NaHCO3浓度过高，易在设备及管道内结晶析出造成设备及管路结疤，致使碳化塔等关键设备及管道效率降低、运行周期缩短，需频繁煮塔、清疤。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种可降低母液中NaHCO3浓度，从而延长设备运行周期，减少碳化塔煮塔频次的湿分解塔。

本实用新型提供的一种湿分解塔，其技术方案是：

一种湿分解塔，通过裙座与地面固定，包括顺序连接的塔釜、锥体部分、塔身主体，所述塔釜底部通过下封头密封，顶部通过上封头密封并与所述锥体部分分隔，所述锥体部分与所述塔身主体内部贯通，所述塔身主体内部均衡设置有多层筛板，顶部通过塔身封头密封，所述塔釜与所述锥体部分通过塔外设置的连接管路连通。

进一步的，所述筛板上虚拟设置有多道间距相等的纵向线，以及多道相同间距的倾斜线，所述纵向线与所述倾斜线的交点处为漏液孔位置。

进一步的，相邻两条所述纵向线与相邻两条所述倾斜线相互相交形成一个菱形，所述漏液孔位于所述菱形的顶角处。

进一步的，所述菱形的一个夹角为60°。

进一步的，所述湿分解塔还包括塔底加热器，所述锥体部分的侧壁底部设有与所述加热器底部管路连接的出液口，顶部设有与所述加热器顶部管路连接的进汽口，所述锥体部分内的母流经出液口进入所述加热器内部被加热形成蒸汽，蒸汽再经进汽口回到所述锥体部分内部。

进一步的，所述锥体部分的侧壁水平位置高于所述出液口位置处设有与所述塔釜侧壁通过所述连接管连通的溢流口。

进一步的，所述塔釜侧壁的底部开设有成品母液出液口。

进一步的，所述母液出液口与所述塔釜内部的虹吸管连通，所述虹吸管的管口位置低于所述下封头与的述塔釜侧壁的连接位置。

进一步的，所述湿分解塔还包括母液预热器，母液经所述母液预热器预热后从塔身顶部的进液口进入到所述塔身主体内部。

进一步的，所述塔身封头上设置有与所述母液预热器和连接为并提供预热热量的出汽口。

综上所述，本实用新型提供的一种湿分解塔，与现有技术相比，具有如下特点：

1.母液在湿分解塔中被加热分解，降低母液中的NaHCO₃浓度，从而延长设备运行周期，减少碳化塔化塔煮塔频次，有利了于降低蒸汽消耗，降低产生成本；

2.湿分解过程中产生的尾气用于给母液预热，降低蒸汽用量，降低生产成本；

3.部分湿分解后的母液进入塔底加热器，进一步被蒸汽加热，形成蒸汽，提高成品母液的浓度的同时，进一步降低蒸汽用量，降低生产成本；

4.采用列管式塔底加热器为成品母液提供间壁加热，避免向湿分解塔内外加水蒸气进入到母液系统中造成母液膨胀，同时母液在加热过程中一部分水汽化从塔顶带出，因此在整个湿分解工艺过程中，母液收缩的；

5.湿分解塔采用具有大孔径漏液孔的筛板，塔内阻力小，可以使用低压蒸汽加热，降低能源消耗；

6.取消降液管，液体直接通过筛板上的漏液孔降到下一层筛板，可与上升的气相逆流，充分接触，达到最佳的传质、传热效果。

附图说明：

图1：本实用新型一种湿分解塔整体结构剖视图；

图2：本实用新型一种湿分解塔中筛板结构示意图；

图3：本实用新型一种湿分解塔中筛板漏液孔间距示意图；

图4：本实用新型一种湿分解塔中支撑板结构示意图；

图5：小苏打湿分解工艺流程图；

其中：裙座1，塔釜2，锥体部分3，塔身主体4，人孔5，下封头6，上封头7，钢管8，视镜9，筛板10，纵向线101，横向线102，漏液孔103，支撑板11，塔身封头12，溢流口13，成品母液进液口14，进汽口15，第一出液口16，第二出液口17，虹吸管18，出汽口19，预热器20，塔底加热器21，温度计口22，母液进液口23

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

一种湿分解塔，通过裙座1与地面固定，包括顺序连接的塔釜2、锥体部分3、塔身主体4，塔釜2底部通过下封头6密封，顶部通过上封头7密封并与锥体部分3分隔，锥体部分3与所述塔身主体3内部贯通，塔身主体内部均衡设置有多层筛板10，顶部通过塔身封头12密封，塔釜2与锥体部分3通过塔外设置的连接管路(图中未示出)连通。

如图1所示，湿分解塔的主体部分，包括塔釜2、锥体部分3、塔身主体4，其中塔釜2位于湿分解塔的最下部，包括圆柱形侧壁，底部通过下封头6密封，顶部由上封头7密封，上封头7与塔釜2的侧壁采用焊接固定。锥体部分3为中空的锥台结构，锥台底部直径与塔釜2的侧壁直径相同，锥台侧壁的底部与塔釜2侧壁的顶部固定，上封头7、锥体部分3侧壁底部、塔釜2侧壁的顶部可固定在一起，上封头7在密封住塔釜7顶部的同时，将塔釜2与锥体部分3的内部做出分隔，形成两个不同的容器，锥台顶部直径与塔身主体3的直径相同，内部相通。

在塔釜2侧壁的底部(非与地面平行)，高于裙座1的位置上，设置有第二出液口17，在塔釜2内部，设有与第二出液口17连通的呈现L形的虹吸管18，虹吸管18的折弯处做导圆处理，进入塔釜2内的成品母液，经虹吸管18、第二出液口17、与第二出液口17连通的管路排出经泵送至其他岗位。在侧壁上，开有人孔5，人孔5的圆心在虹吸管18横向部分中心线与竖向部分中心线的交点处，用于检修工作出入使用。在第二出液口17的上方，开设有视镜口，用于生产过程中人工观察塔釜2内部情况。在侧壁顶部，设置有成品母液进液口14。

在锥体部分3的侧壁上，水平方向靠近上封头7顶部的位置上，设置有第一出液口16，相应的，在第一出液口16的上部，靠近锥体部分3与塔身主体4连接处，设置有进汽口15，在进汽口15与第一出液口16中间位置处的侧壁上，设置有溢流口13，其中溢流口13的底部高于第一出液口16的顶部，如图1所示，第一出液口16与溢流口13在同一侧，溢流口13对称设置在另一侧的侧壁上，与塔釜2上设置的成品母液进液口14、第二出液口17在同一侧，在同一纵向方向上。其中溢流口13与成品母液进液口14通过塔外设置的连接管边通，使经湿分解塔分解后进入锥体部分3内的成品母液，经溢流后进入塔釜2，并经第二出液口17排出，经泵输送至其他岗位。经溢流排出，而非直接排出成品母液，使得排出的成品母液相对澄清，固体含量较少，在与溢流口13水平方向高度相同的位置处，开有人孔5，便于维修以及清除在锥体部分2底部形成的固体。在锥体部分3的内部的中心处，设有一个钢管8，钢管8侧壁的顶部对称开有两个开孔，顶部由盖板密封，底部与塔釜2相通，当成品母液过多时，可通过开孔经钢管直接进入塔釜2内部。

在本实用新型中，需向塔身主体3中提供大量的蒸汽，做为湿分解的热源，为进一步提高成品母液浓度，以及减少蒸汽消耗，在本实施例中，湿分解塔还包括塔底加热器21，塔底加热器21为列管式加热器，管内走水，管外走汽，锥体部分3内的成品母液，由第一出液口16，经管路与塔底加热器21底部的进液口连通，进入塔底中热器21的列管内，塔底加热器21还设有蒸汽入口，外接蒸汽为列管加热，使列管内的成品母液沸腾，产生蒸汽，母液产生的蒸汽经截底加热器21顶部的出汽口，经保温管路，经锥体部分3的进汽口15，进入塔内，并沿塔身主体3自下而上，穿过各层筛板10，与进入塔身主体3内的母液接触传热，进行湿分解反应，温分解后的成品母液进入锥体部分3，溢流进塔釜2，经泵输送至其他岗位。塔底加热器21的底部还分别设有冷凝水排出口和检修放净口，分别用于排放蒸汽降温后形成的冷凝水和检修时排空列管内的成品母液。

在本实用新型提供的实施例中，利用产生的成品母液加热后产生的蒸汽，向塔身主体3内提供热源，减少外加蒸汽的用量，降低生产成本。此部分使用的成品母液用量相对较少，随着成品母液的沸腾蒸发，不断向塔底加热器21内补充成品母液，在塔底加热器21上还可设置其他出口，使得浓度较高的成品母液可排出。

塔身主体3内部均衡设有多层筛板10，在塔身主体3内部，在每层筛板10的下部，在塔身主体3侧壁的内部，均衡设有多个支撑板11，用于支撑筛板10，如本实施例中，每层筛板10用8块支撑板11支撑，如图4所示，支撑板11的顶部截面宽度大于底部截面宽度，使得支撑板11的侧边为斜面，提供足够支撑力的同时，降低支撑板11的重量及成品，并减小应力分布。筛板10搭接在支撑板11的顶面上，便于检修。

在塔身主体3的侧壁上，根据需要，可设置多个视镜9，以及多个温度计孔，用于观察内部的湿分解情况、筛板10的结疤情况，并监测塔身主体3内部湿分解过程中，不同高度的温度情况，以有效监控湿分解过程。

塔身主体3的顶部，通过塔身封头12密封，在塔身封头12的顶部，设置有出汽口19，塔身主体3的顶部，塔身封头12的下部，设置有进液口，小苏打生产后产生的母液经进液口23进入到塔身主体3内部，从塔身主体3顶部进入的母液经各层筛板10自上而下运动，从锥体部分3的进汽口15进入的高湿蒸气，沿塔内部自下而上穿过各层筛板10，与母液接触传热，温度降低后的蒸汽以及温分解产生的CO2气体，最终做为尾气由出汽口19排出，母液经湿分解反应，形成NaHCO3含量极少的成品母液。在为充分利用能量，防止尾气乱排，本实用新型提供的湿分解塔还包括母液预热器20，对母液预热后再进入湿分解塔内，预热器20同样为列管式换热器，管内走母液，管外走预热用蒸汽。母液经预热器20的底部进入列管内，向上，经预热后，由预热器20的顶部出口排出，并经保温管、湿分解塔的进液口23进入到塔身主体3内部。湿分解完成后产生的尾气，由于仍具有一定的热量，为节约预热用热源，尾气由出汽口19，经保温管道进入到预热器20内，为母液提供预热用热源，完成预热后的尾气再排空。在预热器的底部，还设有母液放净口，在设备检修时，放空列管内的全部母液，同时，还设有液体排放口，用于定期排出预热用尾汽形成的水。

如图2和图3所示，筛板10上设置有多道相互平行，且间距相同的纵向线101，以及多道倾斜线102，多道倾斜线12相互平行，相邻两根倾斜线102之间的间距与相邻两根纵向线101之间的间距相同，在每个纵向线101与倾斜线102的交点处，均为一个漏液孔103，即漏液孔103在筛板10上均衡设置。相邻两根纵向线101与相邻两根倾斜线102相互相交，均形成一个菱形，每个菱形的顶角处均设有一个漏液孔103，如图3所示，菱形的一个夹角为60°，即，菱形由两个等边三角形对接构成，相邻的三个漏液孔103可形成一个等边三角形。

在实用新型的实施例中提供的湿分解塔，总体高度为23.26米(包括塔顶的也汽口15的高度)，其中塔釜2直径为2.2米，高度为5米，锥体部分高度为2.05米，锥体部分的顶部与第一层筛板10之间的距离为1米，塔身主体3内部共设有18层筛板10，每层筛板10间距0.8米，在第18、17层筛板10之间、第10、9层筛板10之间，各设有一个温度计口22，第1、2层筛板之间、第14、15层筛板之间各设有一个视镜。筛板10直径为1.496米，其上均布有859个漏液孔103，漏液孔103不可设置在筛板10的边缘处，要充分避开下部的支撑板11的位置，防止支撑板11堵住漏液孔103，每个漏液孔103的圆心处间距为0.046米，且每个漏液孔103的直径为0.025米，孔径较普通现有技术中普遍使用的温分解塔的穿流板孔径大，使得湿分解塔阻力小，可以使用低压蒸汽加热。同时，由于漏液孔103的孔径较大，在本发明提供的湿分解塔中无需使用降液管，母液直接通过筛板10上的漏液孔103降流到下一层筛板10上，在降流过程中，可直接与上升的气相逆流，充分接触，达到最佳的传热效果。

本实用新型进一步提供了一种采用上文所述湿分解塔进行湿分解反应的小苏打生产母液湿分解反应工艺。

如图5所示，小苏打生产后产生的母液，经母液预热器预热后，从湿分解塔的顶部进入到湿分解塔内部，由塔底加热器向塔内提供高温蒸汽，母液从塔顶沿湿分解塔自上而下穿过筛板与自下而上的高温蒸汽逐层接触传热，蒸汽温度降低，母液完成湿分解反应，2NaHCO3＝Na2CO3+CO2+H2O,形成成品母液进入到塔体排出，经湿分解泵输送到其他岗位，湿分解过程中产生的CO2以及部分蒸汽，做为尾汽排出。

在生产过程中，湿分解塔顶部通过保温管道与将湿分解塔顶部的尾汽出汽口与预热器顶部的进汽口连通，高温尾汽(通常在80℃)进入到预热器内，为列管内的母液提供热源，母液预热后从塔顶进入到湿分解塔。完成预热后的尾汽温度进一步降低，最终排出。由于尾汽中含有一定的水汽，完成预热后，会形成一定的液体，积蓄在预热器的底部，需定期排出。减少预热用蒸汽，降低生产成本。

进入到塔底的成品母液，一部分经出液口排出，从塔底加热器底部的进液口进入到列管内，向加热器内加入高温蒸汽，使列管内的成品母液沸腾，形成水蒸汽，同时进一步完成在湿分解塔内未完成的NaHCO3的分解反应，形成含有CO2的高湿蒸汽，温度可高达103℃的蒸汽进入湿分解塔内，提供湿分解用热源。水蒸汽完成加热后形成的冷凝水可定期排出或随时排出。湿分解完成以后的成品母液在塔底加热器中被饱和蒸汽加热为湿分解系统提供热量，由于塔底加热器为列管式换热器，属于间壁换热器，既加热介质饱和水蒸汽与被加热工艺母液间只有热量交换没有物质交换，从而避免水蒸汽冷凝液进入到母液系统中造成母液膨胀，同时母液在加热过程中一部分水汽化从塔顶带出，因此在整个湿分解工艺过程中，母液收缩的。

在塔底设置有塔釜，完成湿分解反应形成的成品母液经溢流进入到塔釜内，再经湿分解泵经管路输送至各岗位。

需要注意的是，加热器的进汽管路、出汽管路，湿分解塔的尾汽排放管路、母液进液管路(预热器至湿分解塔部分)均为保温管，减少能量散失。其他管路根据需要，设置保温。湿分解塔本身设置保湿。

在本实用新型提供的湿分解工艺流程中，母液经湿分解塔与高湿蒸汽接触传热，形成的成品母液的温度同样较高，高温的成品母液进入到塔底加热器内，经蒸汽加热，形成含有CO2的高温蒸汽，为湿分解塔提供热源，而非直接向塔内注入高温蒸汽，从而避免向塔内注入大量的水蒸汽，降低成品母液的浓度。同时注入到塔底加热器母液经高温加热，进一步提高成品母液中的Na2CO3的含量，提高成品母液的浓度，减少成品母液中的水含量；塔底的成品母液经溢流进入到塔釜内，避免成品母液中含有的固体直接进入到塔釜内，在塔底的侧壁上开有人孔，可对塔底的固定进行定期清理。

在湿分解塔上设置有多个温度计，随时关注湿分解塔内的反应温度，及时调整加热用蒸汽用量和进入的母液量。

综上所述，本实用新型提供的一种湿分解塔，与现有技术相比，具有如下特点：

1.母液在湿分解塔中被加热分解，降低母液中的NaHCO₃浓度，从而延长设备运行周期，减少碳化塔化塔煮塔频次，有利了于降低蒸汽消耗，降低产生成本；

2.湿分解过程中产生的尾气用于给母液预热，降低蒸汽用量，降低生产成本；

3.部分湿分解后的母液进入塔底加热器，进一步被蒸汽加热，形成蒸汽，提高成品母液的浓度的同时，进一步降低蒸汽用量，降低生产成本；

4.采用列管式塔底加热器为成品母液提供间壁加热，避免向湿分解塔内外加水蒸气进入到母液系统中造成母液膨胀，同时母液在加热过程中一部分水汽化从塔顶带出，因此在整个湿分解工艺过程中，母液收缩的；

5.湿分解塔采用具有大孔径漏液孔的筛板，塔内阻力小，可以使用低压蒸汽加热，降低能源消耗；

6.取消降液管，液体直接通过筛板上的漏液孔降到下一层筛板，可与上升的气相逆流，充分接触，达到最佳的传质、传热效果。

如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种湿分解塔，通过裙座与地面固定，其特征在于：包括顺序连接的塔釜、锥体部分、塔身主体，所述塔釜底部通过下封头密封，顶部通过上封头密封并与所述锥体部分分隔，所述锥体部分与所述塔身主体内部贯通，所述塔身主体内部均衡设置有多层筛板，顶部通过塔身封头密封，所述塔釜与所述锥体部分通过塔外设置的连接管路连通。

2.如权利要求1所述的一种湿分解塔，其特征在于：所述筛板上虚拟设置有多道间距相等的纵向线，以及多道相同间距的倾斜线，所述纵向线与所述倾斜线的交点处为漏液孔位置。

3.如权利要求2所述的一种湿分解塔，其特征在于：相邻两条所述纵向线与相邻两条所述倾斜线相互相交形成一个菱形，所述漏液孔位于所述菱形的顶角处。

4.如权利要求3所述的一种湿分解塔，其特征在于：所述菱形的一个夹角为60°。

5.如权利要求1至4任一项所述的一种湿分解塔，其特征在于：所述湿分解塔还包括塔底加热器，所述锥体部分的侧壁底部设有与所述加热器底部管路连接的出液口，顶部设有与所述加热器顶部管路连接的进汽口，所述锥体部分内的母流经出液口进入所述加热器内部被加热形成蒸汽，蒸汽再经进汽口回到所述锥体部分内部。

6.如权利要求5所述的一种湿分解塔，其特征在于：所述锥体部分的侧壁水平位置高于所述出液口位置处设有与所述塔釜侧壁通过所述连接管连通的溢流口。

7.如权利要求5所述的一种湿分解塔，其特征在于：所述塔釜侧壁的底部开设有成品母液出液口。

8.如权利要求7所述的一种湿分解塔，其特征在于：所述母液出液口与所述塔釜内部的虹吸管连通，所述虹吸管的管口位置低于所述下封头与的述塔釜侧壁的连接位置。

9.如权利要求1至4任一项所述的一种湿分解塔，其特征在于：所述湿分解塔还包括母液预热器，母液经所述母液预热器预热后从塔身顶部的进液口进入到所述塔身主体内部。

10.如权利要求9所述的一种湿分解塔，其特征在于：所述塔身封头上设置有与所述母液预热器和连接为并提供预热热量的出汽口。