CN208732631U - 用于小苏打生产的无冷却段碳化塔 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于小苏打生产的无冷却段碳化塔,包括塔体,其内部沿轴向等距设有至少两个塔板,其由塔盘及降液板组成,进气口通过套管式法兰连接安装在塔体下部,塔体高度增加,塔容积及塔板数量可随之增加,设备材质改变。本实用新型抗腐蚀性能好,设备结构简单,重量轻,塔板结构简单、效率高,气液之间的传质充分和均匀,冷却效率提高,塔壁结疤现象减轻,碳化尾气CO2含量降低,节能减排,降低损耗,减少投资成本,设备运行周期大幅提高,保证产品品质。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工设备技术领域,尤其涉及一种用于小苏打生产的无冷却段碳化塔。
背景技术
工业上通常采用碳酸钠溶液碳酸化制小苏打,将制备的碳酸钠溶液先进入澄清桶澄清,去除不溶杂质,澄清后的碱液送入过滤器,去除更细微的杂质颗粒后送入碳化塔上部,与塔下部通入的二氧化碳气体进行碳酸化反应。作为小苏打生产中的核心设备,目前碳化塔主要的缺点是由于进塔窑气CO2浓度为 40%左右,塔容量不足,致使碳化尾气CO2含量居高不下(一般15%,甚至更高)、有效利用率很低,仅60%左右,增加了气体损耗;采用夹套或水箱冷却效果较差,效率低,塔内流体主体温度与塔壁处流体温差大,造成塔壁易结疤,影响设备作业周期。目前设备的材质为碳钢或铸铁,含碳量较高,耐腐蚀性能不佳,铁锈对小苏打的品质有较大影响,且设备笨重。塔板采用菌帽结构形式,该结构存在液体轴向返混,传质效率低,气体消耗高,作业周期短,影响产品品质等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足之处,提供一种结构更合理、轻便、高效及作业周期更长的用于小苏打生产的无冷却段碳化塔。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是:一种用于小苏打生产的无冷却段碳化塔包括塔体,其上部设有进液口、洗水口及排气口,中部设有蒸汽口,下部设有进气口及出料口,塔体内沿轴向等距设有至少两个塔板,其由塔盘及降液板组成,进气口通过套管式法兰连接安装在塔体下部,塔体可以按工艺需要增加高度,塔容积及塔板数量可以随之增加。
塔盘上菱形布置一组等间距圆形通孔,塔盘开孔率不同且开孔率较低,开孔率为1.5%~3.8%,孔径为φ10mm~φ30mm。
塔盘一端与塔体内壁垂直相连,另一端垂直焊有降液板。
降液板上对称开有至少两个矩形通孔,通孔的下边缘等于或稍低于塔盘的上表面,降液板的上边缘高于塔盘的上表面,相邻塔板的降液板沿塔体轴线左右对称布置。
塔盘与塔体连接部分的下方固定有筋板。
进气口中的进气管伸入到塔体内部,端部开设向下的坡口。
碳化塔的材质全部为不锈钢。
本实用新型的有益效果如下:
1.本实用新型通过材质的改变,含碳量降低,耐腐蚀型性能更佳,减少铁锈对小苏打产品质量的影响,保证了小苏打的品质,且设备更轻便。
2.本实用新型通过塔体自然冷却,取消了塔体下部夹套或水箱冷却,不仅使塔壁结疤现象减轻,而且保证了整个反应过程温度梯度不发生突变,防止二次结晶的析出,保证小苏打的结晶质量。
3.本实用新型通过塔板结构的改变,生产能力远大于相同直径的菌帽式塔,这是由于塔盘上菱形布置一组等间距圆形通孔,虽然开孔率不同且开孔率较低,但开孔数量较多,从而保证了所需的气液接触面积,并使进塔的CO2气体经塔盘通孔后呈喷射状,形成极细的分散性极好的气泡与制碱液进行充分传质反应,塔板效率大大提高。降液板使气液分道,并使碳化液在塔内呈“S”形自上而下流动,气体在塔盘通孔处喷射分散与碳化液逆向吸收传质,避免了液体的轴向返混,使碳化液的反应梯度保持相对稳定。
4.本实用新型通过增加碳化塔塔体高度,并相应增加塔板数量及塔容积,提高处理能力,使碳化尾气CO2含量降低至10%~12%,气体损耗减少,气体利用率大幅提高,并增加碳化液在塔内的停留时间,有利于碳化转化率和小苏打结晶质量的提高。
附图说明
图1为用于小苏打生产的无冷却段碳化塔结构示意图
图2为用于小苏打生产的无冷却段碳化塔塔板示意图
图3为进气口示意图
图4为图2的A方向视图
图5为图2的B-B剖面图
其中:1-塔体 2-出料口 3-塔板 4-蒸汽口 5-洗水口 6-排气口 7- 进液口 8-进气口 9-降液板 10-塔盘 11-筋板 12-进气管
具体实施方式
如图1所示,一种用于小苏打生产的无冷却段碳化塔,塔体1上部设有进液口7、洗水口5及排气口6,中部设有蒸汽口4,下部设有进气口8及出料口2,塔体1内沿轴向等距设有至少两个塔板3,如图2所示,塔板3由塔盘 10及降液板9组成,塔盘10一端与塔体1内壁垂直相连,另一端垂直焊接有降液板9,降液板9的上边缘高于塔盘10的上表面,下边缘高于下层塔盘10 的上表面100mm~150mm,使碳化液的流动更顺畅、气液接触更充分,相邻塔板3的降液板9沿塔体1轴线左右对称布置。塔体1直径φ900mm~φ2000mm。
本实用新型通过塔体自然冷却,取消塔体下部夹套或水箱冷却,不仅使塔壁结疤现象减轻,而且保证了整个反应过程温度梯度不发生突变,防止二次结晶的析出,保证小苏打的结晶质量,相邻塔板3的降液板9沿塔体1采用轴线左右对称布置方式,使碳化液在塔内呈“S”形自上而下流动,增大了气液接触的面积,提高了塔的吸收效率从而提高小苏打产品品质。
如图4所示,塔盘10按照菱形布置开有一组等间距圆形通孔,塔盘10开孔率不同且开孔率较低,开孔率为1.5%~3.8%,孔径为φ10mm~φ30mm,如图5所示,降液板9上左右对称开有三个矩形通孔,通孔的下边缘等于或低于塔盘10的上表面,通过塔板3结构的改变,生产能力远大于相同直径的菌帽式塔,这是由于塔盘10上菱形布置一组等间距圆形通孔,虽然开孔率不同且开孔率较低,但开孔数量较多,从而保证了所需的气液接触面积,并使进塔的 CO2气体经塔盘10通孔后呈喷射状,形成极细的分散性极好的气泡与制碱液进行充分传质反应,塔板3效率大大提高。降液板9使气液分道,并使碳化液在塔内呈“S”形自上而下流动,气体在塔盘10通孔处喷射分散与碳化液逆向吸收传质,避免了液体的轴向返混,使碳化液的反应梯度保持相对稳定。降液板 9上左右对称的矩形通孔,还可以在设备检修时使得液体通过矩形通孔流入到下一层的塔盘10上,以此类推,达到使液体排净的目的。
如图3所示,进气口8通过套管式法兰连接在塔体1下部,方便安装、拆卸及更换,进气管12伸入到塔体1内部,端部开有斜面向下的坡口,有效缓解气体对塔壁的冲刷。
如图2所示,塔盘10与塔体1连接部分的下方固定有筋板11,防止变形,保证塔板3的稳定运行。
塔体1高度可以按工艺需要增加,塔板3数量可以随之增加,通过增加碳化塔塔体1高度,相应增加了塔板3数量,提高了碳化塔处理能力,降低了碳化尾气CO2含量,减少了气体损耗,气体利用率提高,使碳化液在塔内的停留时间延长,有利于碳化转化率和小苏打结晶质量的提高。
碳化塔的材质为不锈钢,使得碳化塔的含碳量降低,耐腐蚀型性能更佳,大幅度减少铁锈对小苏打品质的影响,且设备更轻便。
工业上通常采用碳酸钠溶液碳酸化制小苏打,将制备的碳酸钠溶液首先进入澄清桶澄清,去除不溶杂质,澄清后的碱液送入过滤器,去除更细微的杂质颗粒后送入碳化塔上部的进液口7,碳化液经轴向若干个等距塔板3自上而下“S”形流动,与塔体1下部进气口8通入的CO2气体进行碳酸化反应,得到的小苏打晶浆经出料口2送入分离机进行固液分离处理,未反应的气体经塔体 1上部的排气口6排出。塔体1上部的洗水口5及中部的蒸汽口4对运行一定时间的塔内部进行吹扫及清洗。
Claims (5)
1.一种用于小苏打生产的无冷却段碳化塔,包括塔体(1),所述的塔体(1)上部设有进液口(7)、洗水口(5)及排气口(6),中部设有蒸汽口(4),下部设有进气口(8)及出料口(2),其特征在于:所述的塔体(1)内沿轴向等距设有至少两个塔板(3),其由塔盘(10)及降液板(9)组成,所述的塔盘(10)上菱形布置一组等间距圆形通孔,塔盘(10)开孔率不同且开孔率较低,开孔率为1.5%~3.8%,孔径为φ10mm~φ30mm,所述的降液板(9)上对称开有至少两个矩形通孔,通孔的下边缘等于或稍低于塔盘(10)的上表面,降液板(9)的上边缘高于塔盘(10)的上表面,相邻塔板(3)的降液板(9)沿塔体(1)轴线左右对称布置,所述的进气口(8)通过套管式法兰连接安装在塔体(1)下部。
2.根据权利要求1所述的用于小苏打生产的无冷却段碳化塔,其特征在于:所述的塔盘(10)一端与塔体(1)内壁垂直相连,另一端垂直焊有降液板(9)。
3.根据权利要求1所述的用于小苏打生产的无冷却段碳化塔,其特征在于:所述塔盘(10)与塔体(1)连接部分的下方固定有筋板(11)。
4.根据权利要求1所述的用于小苏打生产的无冷却段碳化塔,其特征在于:所述的进气口(8)中的进气管(12)伸入到塔体(1)内部,端部开设斜面向下的坡口。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的用于小苏打生产的无冷却段碳化塔,其特征在于:所述的碳化塔的材质全部为不锈钢。
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CN201821062963.4U CN208732631U (zh) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | 用于小苏打生产的无冷却段碳化塔 |
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Cited By (1)
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CN112694105A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-04-23 | 河南中源化学股份有限公司 | 高效碳化反应系统 |
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2018
- 2018-07-05 CN CN201821062963.4U patent/CN208732631U/zh active Active
Cited By (2)
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CN112694105A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-04-23 | 河南中源化学股份有限公司 | 高效碳化反应系统 |
CN112694105B (zh) * | 2021-01-13 | 2023-11-17 | 河南中源化学股份有限公司 | 高效碳化反应系统 |
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