CN220836905U - 一种生产聚氯乙烯汽提塔塔内壁和塔盘冲洗装置 - Google Patents
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Abstract
一种生产聚氯乙烯汽提塔塔内壁和塔盘冲洗装置，属于聚氯乙烯生产技术领域。由汽提热水罐、冲洗水热水泵、冲洗水总管、塔盘冲洗水支管、塔盘冲洗水支管自动阀、塔盘冲洗水半圆管、带有塔盘冲洗水孔的塔盘冲洗水分布管道、塔内壁冲洗喷头、冲洗水泵出口回流阀组成；塔盘冲洗水支管、塔盘冲洗水支管自动阀、塔盘冲洗水半圆管的数量与汽提塔塔盘数量相同，在塔盘冲洗水支管自动阀控制下，冲洗喷头和塔盘冲洗水孔同时工作，从而完成对塔内壁及塔盘底部各筛孔的全覆盖冲洗。应用本实用新型装置后，汽提塔稳定运行90天，塔内壁无任何挂壁、树脂变色情况，塔盘无堵塞情况，彻底消除了产生变色树脂的一大原因，产品优等品率大大提高，检修周期延长。
Description
技术领域
本实用新型属于聚氯乙烯生产技术领域，具体涉及一种生产聚氯乙烯汽提塔塔内壁和塔盘冲洗装置，主要针对生产聚氯乙烯使用的塔盘上带溢流堰的负压筛板汽提塔。
背景技术
聚氯乙烯(以下简称PVC)目前最常用的生产方法为水相悬浮法，基本生产原理为在聚合釜内逐步加入无离子水和氯乙烯单体，在引发剂、分散剂等作用下，使氯乙烯(以下简称VCM)悬浮在水相内，在聚合釜内特定的温度及压力下，氯乙烯发生聚合反应生成聚氯乙烯树脂，生成的PVC树脂为水相悬浮状浆料；而PVC颗粒的空隙中会含有氯乙烯单体，因VCM单体具有很大的毒性，所以行业内要求PVC颗粒中VCM的含量要小于5μg/g，而汽提塔就是除去浆料状态下PVC颗粒中VCM的关键设备。
目前，本公司采用的汽提塔为负压筛板汽提塔(中国专利CN219423762U)，共7层塔盘，塔盘直径为3.2m，间距为1.7m，每层塔盘上有多个1.3～1.5mm的筛孔(供蒸汽通过)，并且带有500mm高的溢流堰板，根据不同生产型号需求，含VCM较高的PVC浆料从汽提塔第七层或者第五层进入(自下而上数)，由于溢流堰板不是完全封死，所以浆料可以实现在塔盘内的折流，增加停留时间，从进料口的另一端通过降液管进入下层塔盘；蒸汽从汽提塔底部进入，自下而上从塔盘的筛孔上升，在每层塔盘上与折流的浆料完成传热传质，将残留在PVC树脂颗粒表面及内部的VCM脱析出来，蒸汽与脱析出来的VCM从汽提塔顶部排出；排出的蒸汽与VCM经塔顶冷凝器后进入回收系统，脱除VCM的浆料从汽提塔底部输送至PVC干燥单元。
由于PVC为白色粉末，且加工制品多为透明或白色塑料制品，所以产品质量中对PVC中的杂质粒子数量有一定的要求，而汽提塔内运行稳定在100度左右，并且浆料在流动过程中可能存在喷溅、在塔盘上与蒸汽进行热交换的过程中蒸汽很容易夹带一定量的PVC树脂沾在汽提塔的塔盘下方、或自塔盘与塔内壁的交接死角处开始沾附高温受热后形成变色树脂，如果不及时清除，PVC颗粒会继续在变色树脂上堆积，在塔内壁上形成大面积的变色树脂，到一定程度后脱落进入浆料中形成变色杂质粒子，造成成品树脂杂质粒子数大幅超标，只能停车检修，打开汽提塔人孔进行物理冲洗清洗。
目前行业中使用上述汽提塔的企业，有的会在塔盘下方设置有不同形式的、自下而上冲洗筛板上塔孔，防止塔盘内被PVC颗粒堵塞，但是没有直接冲洗塔内壁的设计，造成塔内壁上一旦有PVC树脂挂壁，长时间受热就会变色、产生杂质粒子。
实用新型内容
针对塔盘上带溢流堰板的负压筛板汽提塔存在塔内壁容易挂料的问题，本实用新型的目的在于提供一种生产聚氯乙烯汽提塔塔内壁和塔盘冲洗装置，可以彻底消除汽提塔盘堵塞和塔内壁挂料情况，提高PVC树脂产品质量。
本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型所述的一种生产聚氯乙烯汽提塔塔内壁和塔盘冲洗装置，由汽提热水罐1、冲洗水热水泵2、冲洗水总管3、塔盘冲洗水支管4、塔盘冲洗水支管自动阀5、塔盘冲洗水半圆管6、带有塔盘冲洗水孔8的塔盘冲洗水分布管道7、塔内壁冲洗喷头9、冲洗水泵出口回流阀10组成；塔盘冲洗水支管4、塔盘冲洗水支管自动阀5、塔盘冲洗水半圆管6的数量与汽提塔的塔盘数量相同，冲洗水热水泵2、冲洗水泵出口回流阀10和汽提热水罐1间由管道连接，组成冲洗水循环回路；
冲洗水总管3竖向安装在汽提塔外部，每个塔盘冲洗水支管4的一端横向焊接安装在冲洗水总管3上且与之连通，在每个塔盘冲洗水支管4的另一端焊接安装有塔盘冲洗水半圆管6且与之连通；每个塔盘冲洗水半圆管6焊接安装在塔盘下方的汽提塔内壁上，覆盖塔内壁圆周120～140°的范围，其围成的平面与塔盘平面平行；在塔盘冲洗水半圆管6围成的平面内以等间隔距离平行安装6根塔盘冲洗水分布管道7；每根塔盘冲洗水分布管道7的一端焊接安装在塔盘冲洗水半圆管6上且与之连通，另一端焊接安装在汽提塔内壁上且端口封死；6根塔盘冲洗水分布管道7具有三组不同长度(图2中7-1、7-2和7-3)，每根塔盘冲洗水分布管道7朝向塔盘的方向开有多个直径2.5～3.5mm的塔盘冲洗水孔8，多个塔盘冲洗水孔8根据需要冲洗覆盖部位的不同，设置有不同的角度和间距，覆盖角度达到140～160°，实现对塔盘底部各筛孔的完全覆盖；在塔盘冲洗水支管4上安装有塔盘冲洗水支管自动阀5，塔盘冲洗水支管自动阀5由外部计算机程序进行控制，控制的原则为自下而上从第一层塔盘至第七层塔盘，每间隔一定时间关闭冲洗水泵出口回流阀10，打开冲洗支管自动阀5，来自汽提热水罐1的冲洗水经冲洗水热水泵2、冲洗水总管3、塔盘冲洗水支管4、塔盘冲洗水支管自动阀5、塔盘冲洗水半圆管6、塔盘冲洗水分布管道7、塔盘冲洗水孔8后实现对每个塔盘底部各筛孔的逐一冲洗，进而完成各层塔盘的循环冲洗。
在每层塔盘冲洗水分布管道7的底面上安装有6个等间隔角度的冲洗喷头9，喷头9带有喷射角为120°的实心圆锥型广角喷嘴，冲洗喷头9通过带有直角弯头的塔内壁冲洗水管道11焊接安装在塔盘冲洗水分布管道7的底面，冲洗喷头9与塔盘冲洗水分布管道7间连通，喷嘴方向水平朝向汽提塔内壁，实现对塔内壁的全覆盖冲洗；当塔内壁粘有PVC浆料后，可以在30min内在PVC树脂变色之前，将塔内壁上附着的PVC物料冲洗干净，以解决塔内壁挂料产生变色杂质的难题。在塔盘冲洗水支管自动阀5的控制下，冲洗喷头9和塔盘冲洗水孔8同时工作，从而完成对塔内壁及塔盘底部各筛孔的冲洗。
进一步的，本实用新型选择的喷嘴为实心圆锥型广角喷嘴，喷射角120°，由于喷射出的流体为实心锥形，可以有效将PVC树脂冲洗干净，并且可以在喷嘴和塔内壁冲洗水管道11间设置有万向旋转节，在管道焊接完毕后，进一步优化调整喷嘴的角度，或者更加有针对性的对容易挂料的塔盘冲洗水半圆管6与塔内壁焊接处的狭缝区域进行冲洗。
本实用新型的技术效果是：
在改造前，在PVC浆料沸腾最剧烈的第一、二、三层塔内壁上，新塔开车后不到3天，塔内壁与塔盘交接处就开始逐步出现挂壁树脂，并且颜色逐步加深，挂壁面积也逐步加大；在运行15天左右，PVC成品中的杂质粒径就出现增多的趋势，显微镜观察与汽提塔内壁挂壁变色料形态和颜色一致，30～50天左右，就开始造成杂质粒子数经常大范围超标，被迫进行停车检修，塔内进人清洗。
在改造后，汽提塔稳定运行90天，塔内壁无任何挂壁、树脂变色情况，塔盘无堵塞情况，彻底消除了产生变色树脂的一大原因，汽提塔内不再是因质量波动被迫停车的原因，产品优等品率大大提高，检修周期延长。
附图说明
图1为本实用新型所述生产聚氯乙烯汽提塔塔内壁和塔盘冲洗装置示意图；
各部分名称为：汽提热水罐1、冲洗水热水泵2、冲洗水总管3、每层塔盘冲洗水支管4、塔盘冲洗水支管自动阀5、塔内壁上的塔盘冲洗水半圆管6、每层塔盘的塔盘冲洗水分布管道7、塔盘塔盘冲洗水孔8、塔内壁冲洗喷头9、冲洗水泵出口回流阀10；
图2为本实用新型冲洗水分布管道结构示意图；
各部分名称为：塔内壁上的塔盘冲洗水半圆管6、第一塔盘冲洗水分布管道7-1、第二冲洗分布管道7-2、第三塔盘冲洗水分布管道7-3、塔内壁冲洗喷头9；
图3为本实用新型单根冲洗水分布管道结构示意图；
各部分名称为：每层塔盘的塔盘冲洗水分布管道7、塔盘冲洗水孔8。
图4为本实用新型塔内壁冲洗喷头结构示意图；
各部分名称为：每层塔盘的塔盘冲洗水分布管道7-1、7-2和7-3，冲洗喷头9，用于连通冲洗水分布管道与冲洗喷头的塔内壁冲洗水管道11。
具体实施方式
实施例1：
本实用新型所述汽提塔共有七层塔盘，每层塔盘之间高度约为1.7m，有较大的气相空间，PVC浆料在每层塔盘上的高度约为0.5m，塔盘外部直径约为3.2m，每层塔盘上均匀分布着数千个直径约为1.3mm筛孔。
本实用新型所述的一种生产聚氯乙烯汽提塔塔内壁和塔盘冲洗装置，由汽提热水罐1、冲洗水热水泵2、冲洗水总管3、塔盘冲洗水支管4、塔盘冲洗水支管自动阀5、塔盘冲洗水半圆管6、带有塔盘冲洗水孔8的塔盘冲洗水分布管道7、塔内壁冲洗喷头9、冲洗水泵出口回流阀10组成；塔盘冲洗水支管4、塔盘冲洗水支管自动阀5、塔盘冲洗水半圆管6的数量与汽提塔的塔盘数量相同均为7个，冲洗水热水泵2、冲洗水泵出口回流阀10和汽提热水罐1间由管道连接，组成冲洗水循环回路。
本实用新型的工作流程是：
汽提热水罐1中的热冲洗水→冲洗水热水泵2→冲洗水总管3→每层塔盘冲洗水支管4→塔盘冲洗水支管自动阀5→塔内壁上的塔盘冲洗水半圆管6→每层塔盘的塔盘冲洗水分布管道7→塔盘塔盘冲洗水孔8和塔内壁冲洗喷头9，整体七层汽提塔塔盘的冲洗时间为25～35min左右。
本实用新型的关键创新点在于包含塔内壁上的塔盘冲洗水半圆管6、每层塔盘的塔盘冲洗水分布管道7、塔盘塔盘冲洗水孔8和塔内壁冲洗喷头9所组成的单层塔盘和塔内壁冲洗水系统；参见附图2。
汽提热水罐1内装有热去离子水，为避免对汽提塔温度产生影响，热去离子水温度控制在85摄氏度以上；热去离子水经过冲洗水热水泵2加压至0.5MPa，使冲洗水压力在到达汽提塔顶部的第7层塔盘时，压力仍至少为0.3MPa，最高流量仍至少为150m3/h，从而达到足够良好的冲洗效果。
由于塔盘筛孔直径只有1.3mm，而冲洗水效果直接和水压、冲洗距离有关，所以为了保证单层塔盘冲洗水分布管道7上方筛孔的冲洗效果，每层塔盘冲洗水分布管道7距离上一层塔盘之间的距离为100～150mm。
6根塔盘冲洗水分布管道7具有三组不同长度，7-1管道长度约1850mm，7-2管道长度约2650mm，7-3管道长度约3000mm；塔盘冲洗水孔8开在管道7的上表面，同样根据不同的位置，设置有不同的角度和间距；
根据水压和喷嘴的实际参数，确定喷嘴与塔内壁的距离为450～550mm，以达到既有一定压力、又能够对PVC浆液上方气相空间塔内壁完全覆盖的目的。
冲洗水总管3、塔盘冲洗水支管4、塔盘冲洗水半圆管6、塔盘冲洗水分布管道7均选择DN150的不锈钢材质管道。
Claims (5)
1.一种生产聚氯乙烯汽提塔塔内壁和塔盘冲洗装置，其特征在于：由汽提热水罐(1)、冲洗水热水泵(2)、冲洗水总管(3)、塔盘冲洗水支管(4)、塔盘冲洗水支管自动阀(5)、塔盘冲洗水半圆管(6)、带有塔盘冲洗水孔(8)的塔盘冲洗水分布管道(7)、塔内壁冲洗喷头(9)、冲洗水泵出口回流阀(10)组成；塔盘冲洗水支管(4)、塔盘冲洗水支管自动阀(5)、塔盘冲洗水半圆管(6)的数量与汽提塔的塔盘数量相同，冲洗水热水泵(2)、冲洗水泵出口回流阀(10)和汽提热水罐(1)间由管道连接，组成冲洗水循环回路；冲洗水总管(3)竖向安装在汽提塔外部，每个塔盘冲洗水支管(4)的一端横向焊接安装在冲洗水总管(3)上且与之连通，在每个塔盘冲洗水支管(4)另一端焊接安装有塔盘冲洗水半圆管(6)且与之连通；每个塔盘冲洗水半圆管(6)焊接安装在塔盘下方的汽提塔内壁上，其围成的平面与塔盘平面平行；在塔盘冲洗水半圆管(6)围成的平面内以等间隔距离平行安装有6根塔盘冲洗水分布管道(7)；每根塔盘冲洗水分布管道(7)的一端焊接安装在塔盘冲洗水半圆管(6)上且与之连通，另一端焊接安装在汽提塔内壁上且端口封死；每根塔盘冲洗水分布管道(7)朝向塔盘的方向开有多个塔盘冲洗水孔(8)，多个塔盘冲洗水孔(8)具有不同的角度和间距，实现对塔盘底部各筛孔的完全覆盖；在塔盘冲洗水支管(4)上安装有塔盘冲洗水支管自动阀(5)，汽提热水罐(1)内的热冲洗水经冲洗水热水泵(2)、冲洗水总管(3)、塔盘冲洗水支管(4)、塔盘冲洗水支管自动阀(5)、塔盘冲洗水半圆管(6)、塔盘冲洗水分布管道(7)、塔盘冲洗水孔(8)后自下而上从第一层塔盘开始至最后一层塔盘结束，实现对每层塔盘底部各筛孔的逐一冲洗；在每层塔盘冲洗水分布管道(7)的底面上安装有6个等间隔角度的冲洗喷头(9)。
2.如权利要求1所述的一种生产聚氯乙烯汽提塔塔内壁和塔盘冲洗装置，其特征在于：每个塔盘冲洗水半圆管(6)覆盖塔内壁圆周120～140°的范围。
3.如权利要求1所述的一种生产聚氯乙烯汽提塔塔内壁和塔盘冲洗装置，其特征在于：冲洗喷头(9)通过带有直角弯头的塔内壁冲洗水管道(11)焊接安装在塔盘冲洗水分布管道(7)的底面且喷嘴方向水平朝向汽提塔内壁，冲洗喷头(9)与塔盘冲洗水分布管道(7)间连通，在喷嘴和塔内壁冲洗水管道(11)间设置有万向旋转节。
4.如权利要求1所述的一种生产聚氯乙烯汽提塔塔内壁和塔盘冲洗装置，其特征在于：冲洗水总管(3)、塔盘冲洗水支管(4)、塔盘冲洗水半圆管(6)、塔盘冲洗水分布管道(7)均选择DN150的不锈钢材质管道。
5.如权利要求1所述的一种生产聚氯乙烯汽提塔塔内壁和塔盘冲洗装置，其特征在于：冲洗喷头(9)带有喷射角为120°的实心圆锥型广角喷嘴。
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