CN213416297U - 一种碳化塔 - Google Patents

Abstract

本申请涉及纯碱生产加工设备技术领域，尤其是涉及一种碳化塔，其包括内部均中空的底座、塔底和塔顶，底座设有连通其内部空间的进气管和出料管，塔底设在底座的顶端，且塔底设有冷却装置，塔顶设在塔底的顶端，塔顶的顶部设有进料管，且塔顶和塔底的内部空间均设有菌帽组件，塔顶的顶端设有塔盖，塔盖设有排气管，塔底和塔顶均包括多个塔圈，塔圈的顶端均设有上法兰盘，且塔圈的底端均设有下法兰盘，相邻两个塔圈的上法兰盘和下法兰盘相互抵接且通过螺接组件相连，上法兰盘和下法兰盘之间设有金属包覆垫片。本申请具有塔圈之间密封效果好，避免了物料泄漏造成环境污染，降低了安全隐患的效果。

Description

一种碳化塔

技术领域

本申请涉及纯碱生产加工设备技术领域，尤其是涉及一种碳化塔。

背景技术

碳化塔是纯碱生产的核心设备，纯碱生产的主要化学反应在该塔内进行，其内部兼有传质、吸收、化学反应、结晶、传热等多种过程，又含气、液、固等多相体系。化学工程中一般典型的吸收塔、反应器、结晶器、换热器等单元操作设备都不适用于纯碱生产中的碳酸化作业，因此碳化塔是一种特殊的纯碱生产专用设备。

授权公告号为CN206985735U的中国实用新型专利公开了一种纯碱筛板式碳化塔改进结构，包括底座、气体分布器、筛板、冷却水箱、降液管、塔圈、塔盖；碳化塔体为立式结构，底座处于整体设备的最低端，上部依次有气体分布器、筛板、冷却水箱、降液管、塔圈、塔盖。内件由传统的菌帽形改为筛板形，并配套降液管，形成“之”字形液体流动路线；筛板孔总面积依据塔内气、液交换及碳酸氢钠结晶工艺条件从下到上依次递增。

针对上述中的相关技术，发明人认为：碳化塔的塔体结构由多段塔圈组合而成，若塔圈之间密封不严，易造成塔体内物料泄漏，致使环境被污染，并造成严重的安全隐患。

实用新型内容

为了提高塔圈之间的密封效果，以减小物料泄漏造成的环境污染和安全隐患，本申请提供一种碳化塔。

本申请提供的一种碳化塔采用如下的技术方案：

一种碳化塔，包括内部均中空的底座、塔底和塔顶，所述底座设有连通其内部空间的进气管和出料管，所述塔底设在底座的顶端，且塔底设有冷却装置，所述塔顶设在塔底的顶端，所述塔顶的顶部设有进料管，且塔顶和塔底的内部空间均设有菌帽组件，塔顶的顶端设有塔盖，所述塔盖设有排气管，所述塔底和塔顶均包括多个塔圈，所述塔圈的顶端均设有上法兰盘，且塔圈的底端均设有下法兰盘，所述相邻两个塔圈的上法兰盘和下法兰盘相互抵接且通过螺接组件相连，所述上法兰盘和下法兰盘之间设有金属包覆垫片。

通过采用上述技术方案，金属包覆垫片具有耐腐蚀、耐高温的优点，能够满足塔圈之间的密封要求，增强了相邻两个塔圈之间的密封性，避免物料从塔内泄露造成环境污染和安全隐患。

可选的，所述上法兰盘远离塔圈的一端设有榫头，所述下法兰盘远离塔圈的一端设有凸起，所述凸起远离塔圈的一端设有与榫头相适配的榫槽。

通过采用上述技术方案，相邻两个塔圈在安装时榫槽相连，进一步增强了塔圈之间的密封效果，并且螺栓和螺母将上法兰盘和下法兰盘锁紧固定使所需的应力更小，有利于延长螺栓和螺母的使用寿命。

可选的，所述菌帽组件包括锥状且锥状小端朝向塔盖的菌帽顶、位于菌帽顶靠近底座一端的支撑部以及连接支撑部和塔圈的菌帽底，所述菌帽组件位于相邻两个塔圈之间，所述菌帽底通过上法兰盘和下法兰盘夹持固定。

通过采用上述技术方案，菌帽组件延长了液相物料下落时的流动路线，液相物料在塔内的停留时间大大延长，从而达到使液相物料和气相物料充分反应的目的。

可选的，所述下法兰盘在凸起靠近塔圈轴心线的一侧设有定位销，所述菌帽底设有与定位销相适配的过孔。

通过采用上述技术方案，定位销与过孔相相配合，不仅有利于菌帽组件安装时的定位，还可以避免菌帽组件在夹持固定后发生周向的转动，以保证菌帽组件安装后的稳固效果。

可选的，所述冷却装置包括设在塔底底端的进水管、设在下塔底顶端的出水管以及设在塔底外侧且与进水管和出水管连通的冷却箱。

通过采用上述技术方案，通过进水管向冷却箱内通入冷却水，冷却水由塔底底端的冷却箱进入顶端的冷却箱，并从出水管排出，以达到对反应后物料进行冷却降温的目的。

可选的，所述出水管设有连通塔顶顶部的清洗管，所述清洗管与出水管连通，且清洗管设有通断阀门。

通过采用上述技术方案，塔体在生产加工完成后，可以将通断阀门打开，并通过进水管向塔体内通入高压清洗水流，对塔内残余的物料进行冲洗，以保证塔内的清洁。

可选的，所述底座的外侧壁设有加强筋斜板。

通过采用上述技术方案，加强筋斜板增强了底座的支撑强度和稳固性。

可选的，所述塔顶的顶端设有除沫段，所述除沫段位于进料管和塔盖之间。

通过采用上述技术方案，排气管的位置上移，延长了反应后尾气的排放路径，尾气中的液相物料能够充分利用自身重力从尾气中掉落而下，避免尾气将液相物料带出造成环境污染。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.塔圈之间通过上法兰盘和下法兰盘相连，并设置有金属包覆垫片，保证了相邻两个塔圈之间的密封性，避免物料从塔内泄露造成环境污染和安全隐患；

2.相邻两个塔圈在安装时榫槽相连，进一步增强了塔圈之间的密封效果，并且延长了用于锁紧上法兰盘和下法兰盘的螺接组件的使用寿命。

附图说明

图1是本申请实施例碳化塔整体的结构示意图；

图2是本申请实施例中底座和塔底的剖视图；

图3是本申请实施例中塔顶的结构示意图；

图4是图2中A部的放大图。

附图标记说明：1、底座；11、安装板；12、加强筋斜板；13、下进气管；14、出料管；15、气体分布器；2、塔底；21、塔圈；211、上法兰盘；2111、榫头；212、下法兰盘；2121、凸起；2122、定位销；213、螺接组件；2131、螺栓；2132、螺母；214、金属包覆垫片；3、塔顶；31、进料管；32、塔盖；321、排气管；33、除沫段；4、冷却装置；41、进水管；42、出水管；43、冷却箱；44、旁通管；45、清洗管；451、通断阀门；5、菌帽组件；51、菌帽顶；52、支撑部；53、菌帽底；531、过孔。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种碳化塔。参照图1，碳化塔包括内部均中空的底座1、塔底2和塔顶3。

底座1呈圆管状，其底端设有安装板11，并通过化学螺栓等高强度的连接件固定在设置于地面上的安装基座上。底座1的外壁面和安装板11之间等间距焊接固定有加强筋斜板12，加强筋斜板12呈三角形，加强筋斜板12增强了底座1的支撑强度和稳固性。

参照图2，底座1的侧壁上焊接固定有连通底座1内部空间的下进气管13和出料管14，下进气管13用于反应前气相物料的供入，出料管14用于反应后液相物料和结晶的排出。底座1在下进气管13的上方焊接固定有气体分布器15，气体分布器15呈锥形，且气体分布器15的大端为远离底座1的一端，小端为靠近底座1的一端，小端设有供物料通过的开口，气体分布器15用于使气相物料在塔内分布均匀。

参照图2和图3，塔底2和设在底座1的顶端，塔顶3设在塔底2的顶端；塔顶3侧壁的顶端焊接固定有进料管31，进料管31用于供入反应前的液相物料，液相物料进入塔内后由于重力作用向底座1掉落，并与沿底座1向上运动的气相物料接触并发生化学反应，以生成所需的反应后的液相物料和结晶，反应后的液相物料下落至底座1的出料管14处。

参照图2，塔底2设有冷却装置4，冷却装置4用于对反应后的物料进行冷却降温。冷却装置4包括进水管41、出水管42和冷却箱43。冷却箱43等间隔设置，相邻两个冷却箱43之间通过旁通管44相互连通，进水管41与塔底2最底端的冷却箱43连通，出水管42与塔底2最顶端的冷却箱43连通。生产加工时，通过进水管41向冷却箱43内通入冷却水，冷却水由塔底2底端的冷却箱43进入顶端的冷却箱43，并从出水管42排出，以达到对反应后物料进行冷却降温的目的。

参照图2和图3，塔底2和塔顶3均由多段塔圈21拼接组成。塔底2的塔圈21的高度大于塔顶3的塔圈21的高度，且二者直径均与底座1相等。冷却箱43的数量与塔底2的塔圈21的数量相等。

参照图4，塔圈21的顶端均设有上法兰盘211，塔圈21的底端均设有下法兰盘212，相邻两个塔圈21的上法兰盘211和下法兰盘212相互抵接且通过螺接组件213相连，螺接组件213为高强度耐腐蚀的螺栓2131和螺母2132，螺栓2131穿过上法兰盘211和下法兰盘212并与螺母2132螺纹连接，从而将相邻两个塔圈21锁紧固定。

为了保证相邻两个塔圈21之间的密封性，避免物料从塔内泄露造成环境污染和安全隐患，上法兰盘211和下法兰盘212之间设有金属包覆垫片214。金属包覆垫片214的外包金属材质采用不锈钢304，以达到密封垫耐腐蚀的要求；金属包覆垫片214内部的填充料则采用石墨，以达到密封垫耐高温的要求。金属包覆垫片214作为一种复合型垫片具有优异的性能，能够满足塔圈21之间的密封要求。

参照图4，上法兰盘211远离塔圈21的一端设有榫头2111，榫头2111呈圆环状，且榫头2111与上法兰盘211为一体结构；下法兰盘212远离塔圈21的一端设有凸起2121，凸起2121为宽度大于榫头2111的圆环，凸起2121与下法兰盘212为一体结构，并且凸起2121远离塔圈21的一端开设有与榫头2111向适配的榫槽。相邻两个塔圈21在安装时榫槽相连，进一步增强了塔圈21之间的密封效果，并且螺栓2131和螺母2132将上法兰盘211和下法兰盘212锁紧固定使所需的应力更小，有利于延长螺栓2131和螺母2132的使用寿命。

参照图2和图3，为保证气相物料和液相物料之间充分接触交换，提高液相对气相的吸收率，塔底2和塔顶3的内部空间均设有菌帽组件5。菌帽组件5包括菌帽顶51、支撑部52以及菌帽底53。菌帽顶51呈圆锥状，菌帽顶51的小端朝向塔盖32一端，以保证液相物料下落至菌帽顶51时能顺利往底座1流动；支撑部52焊接固定在菌帽顶51靠近底座1的一端，支撑部52呈圆杆状，支撑部52沿菌帽顶51的周面等间隔设有四个，菌帽底53用于连接支撑部52和中段塔体或者下段塔体的塔圈21，菌帽底53与支撑部52之间通过焊接固定，菌帽底53的中间开设有供物料通过的通孔。

参照图4，菌帽组件5位于相邻两个塔圈21之间，菌帽底53通过上法兰和下法兰盘212夹持固定，即菌帽底53边沿的厚度等于上法兰盘211和下法兰盘212榫卯连接后的间隙，且菌帽度边沿的外径小于凸起2121的内径。菌帽组件5延长了液相物料下落时的流动路线，液相物料在塔内的停留时间大大延长，从而达到使液相物料和气相物料充分反应的目的。

参照图4，下法兰盘212在凸起2121靠近塔圈21轴心线的一侧设有定位销2122，定位销2122与下法兰盘212为一体结构；菌帽底53设有与定位销2122相适配的过孔531，过孔531与定位销2122的竖梁一一对应。相邻两个塔圈21的上法兰盘211和下法兰盘212将菌帽组件5夹持固定时，使下法兰盘212的定位销2122穿过菌帽底53的过孔531，不仅有利于菌帽组件5安装时的定位，还可以避免菌帽组件5在夹持固定后发生周向的转动，以保证菌帽组件5安装后的稳固效果。

参照图3，塔顶3的顶端设有塔盖32，塔盖32呈弧形，塔盖32与塔顶3之间焊接固定；塔盖32的最高处焊接固定有排气管321，排气管321用于将反应后的尾气排出。为了减少“带液”现象的发生，塔顶3的顶端设有除沫段33，除沫段33同样由塔圈21拼接而成，除沫段33的塔圈21的高度大于塔顶3的塔圈21的高度；并且拼接时，除沫段33不设置菌帽组件5，以使得尾气流通顺畅。除沫段33使得排气管321的位置上移，以延长反应后尾气的排放路径，使得尾气中的液相物料能够充分利用自身重力从尾气中掉落而下，避免尾气将液相物料带出造成环境污染。

参照图3，出水管42设有连通于塔顶3顶部的清洗管45，清洗管45在靠近出水管42处设有通断阀门451，以避免冷却箱43降温时，冷却水从清洗管45流至塔内。塔体在生产加工完成后，可以将通断阀门451打开，并通过进水管41向塔体内通入高压清洗水流，对塔内残余的物料进行冲洗，以保证塔内的清洁。

本申请实施例一种碳化塔的实施原理为：生产加工时，通过进料管31向塔内供入液相物料，同时，通过下进气管13向塔内供入气相物料，并通过进水管41向冷却箱43内注入冷却水；气相物料通入后，通过气体分布帽在塔内均匀分布；液相物料由于自身重力作用向底座1的方向下落，气相物料向塔盖32的方向升起；液相物料下落至菌帽组件5时受阻，下落至底座1的路径变长，此时液相物料与气相物料发生交换，充分反应，生成所需的反应物。反应后的液相物料下落至底座1的出料口，经过下段塔体时，经由冷却箱43进行冷却降温，并从出料口排出，反应后的尾气继续向塔盖32运动，最终从排气管321排出。塔圈21之间的上法兰盘211和下法兰榫槽相连，然后通过螺接组件213锁紧固定，并设置有金属包覆垫片214，密封效果稳固可靠，可避免塔内物料泄露至塔外，降低了安全隐患，也避免了环境受到污染。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种碳化塔，包括内部均中空的底座（1）、塔底（2）和塔顶（3），所述底座（1）设有连通其内部空间的进气管和出料管（14），所述塔底（2）设在底座（1）的顶端，且塔底（2）设有冷却装置（4），所述塔顶（3）设在塔底（2）的顶端，所述塔顶（3）的顶部设有进料管（31），且塔顶（3）和塔底（2）的内部空间均设有菌帽组件（5），塔顶（3）的顶端设有塔盖（32），所述塔盖（32）设有排气管（321），其特征在于：所述塔底（2）和塔顶（3）均包括多个塔圈（21），所述塔圈（21）的顶端均设有上法兰盘（211），且塔圈（21）的底端均设有下法兰盘（212），所述相邻两个塔圈（21）的上法兰盘（211）和下法兰盘（212）相互抵接且通过螺接组件（213）相连，所述上法兰盘（211）和下法兰盘（212）之间设有金属包覆垫片（214）。

2.根据权利要求1所述的一种碳化塔，其特征在于：所述上法兰盘（211）远离塔圈（21）的一端设有榫头（2111），所述下法兰盘（212）远离塔圈（21）的一端设有凸起（2121），所述凸起（2121）远离塔圈（21）的一端设有与榫头（2111）相适配的榫槽。

3.根据权利要求2所述的一种碳化塔，其特征在于：所述菌帽组件（5）包括锥状且锥状小端朝向塔盖（32）的菌帽顶（51）、位于菌帽顶（51）靠近底座（1）一端的支撑部（52）以及连接支撑部（52）和塔圈（21）的菌帽底（53），所述菌帽组件（5）位于相邻两个塔圈（21）之间，所述菌帽底（53）通过上法兰盘（211）和下法兰盘（212）夹持固定。

4.根据权利要求3所述的一种碳化塔，其特征在于：所述下法兰盘（212）在凸起（2121）靠近塔圈（21）轴心线的一侧设有定位销（2122），所述菌帽底（53）设有与定位销（2122）相适配的过孔（531）。

5.根据权利要求1所述的一种碳化塔，其特征在于：所述冷却装置（4）包括设在塔底（2）底端的进水管（41）、设在下塔底（2）顶端的出水管（42）以及设在塔底（2）外侧且与进水管（41）和出水管（42）连通的冷却箱（43）。

6.根据权利要求5所述的一种碳化塔，其特征在于：所述出水管（42）设有连通塔顶（3）顶部的清洗管（45），所述清洗管（45）与出水管（42）连通，且清洗管（45）设有通断阀门（451）。

7.根据权利要求1所述的一种碳化塔，其特征在于：所述底座（1）的外侧壁设有加强筋斜板（12）。

8.根据权利要求1所述的一种碳化塔，其特征在于：所述塔顶（3）的顶端设有除沫段（33），所述除沫段（33）位于进料管（31）和塔盖（32）之间。

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