一体式换热吸收塔的制作方法与工艺

本发明涉及石油化工行业中的进行热传递和传质设备，具体涉及一体式换热吸收塔。

背景技术：
石油炼制、石化、煤制油等许多工业领域都会使用塔器来进行混合物的分离提纯。蒸馏或吸收是分离混合物最常用、最早实现工业化的典型单元操作。蒸馏是通过加热液体混合物造成气、液两相体系，利用液体混合物中各组分相对挥发度的差异来实现分离和提纯的操作过程。吸收是从气体混合物中分离其中的一种或几种组分的单元操作，利用混合气体中各组分在某种液体溶剂中的溶解度不同而将气体混合物进行分离。在石油炼制、石化、煤制油等许多工业领域中或处于且研究阶且投产的的工况中，运行参数有时会波动很大，有的会有很多不确定因素，如：煤制油中裂解气的分离和热能回收等方面，工艺介质随温度的变化粘度会发生很大的变化，要合理利用热能，不确定因素和操作参数的波动可能会导致设备不能正常运行。对塔和换热设备的联用一般是从塔中引出一流股，经换热后流体的一部分或全部返回塔内。为解决热能的合理利用和避免操作波动带来的问题，本发明将塔和换热器合二为一——在塔内设置换热器。在塔内部设置换热器可能存在的问题：顶部喷淋的液体与从塔底部通过换热器的气体进行洗涤吸收，下降的喷淋液会淹没并阻碍换热器内的一些或全部的气体流动，从而导致塔内流体分布不均、压降增大和/或塔运行不稳。通常，对塔提供热量或将塔内的热量移除，一般是从塔中引出一流股，使其通过塔壳体外面的换热器进行热交换，并使被加热或冷却流股的一部分或全部返回塔内。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一体式换热吸收塔，这种一体式换热吸收塔用于解决现有技术中换热吸收塔进料气流股中含有的颗粒或流股随温度的变化粘度变化较大而带来的难题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种一体式换热吸收塔包括塔体、一级气体分布器、二级气体分布器、液体分布器、环形换热器、中心集液管、环形梯式保护罩，液体分布器设置在二级气体分布器上方，一级气体分布器设置在液体分布器上方，环形换热器设置在液体分布器上方，环形换热器的冷流入口和冷流出口伸出塔体，环形换热器环绕在中心集液管外，中心集液管上端连接环形梯式保护罩，中心集液管下端连接液体分布器，中心集液管下端设有静液管；静液管伸出塔体并通过旁路管线与塔体相连通，静液管旁路管线入口设置在与环形换热器相对应的塔体处。上述方案中环形换热器为立式的，为管壳式换热器或螺旋板式换热器。上述方案中环形梯式保护罩由多个不等直径的圆台形环体沿纵向依次连接构成，圆台形环体均为倒置的，最上端的圆台形环体焊接在在塔体内壁上，最下端的圆台形环体与环形换热器固定连接，中间的圆台形环体通过斜撑支撑，斜撑沿圆周均匀布置在塔体与中间的圆台形环体之间。上述方案中相邻两个圆台形环体通过定距杆焊接或定距管管加拉杆用螺栓连接。上述方案中圆台形环体的下端均设置有倒角。上述方案中环形换热器与中心集液管为一体的，环形换热器上、下两端通过支撑结构固定在塔体内，换热器的下端向外伸出一圈连接檐，连接檐与塔体固定且采用密封圈密封，防止气体漏流。本发明具有以下有益效果：1、本发明能够解决换热吸收塔进料气流股中含有的颗粒或流股随温度的变化粘度变化较大而带来的难题；解决塔内换热器出口不与洗涤液接触和塔内换热器出口气均匀分布与塔内洗涤液均匀接触。。2、本发明为塔内含有换热器设备的塔器，气体与液体接触换热后进入换气器进行间壁式换热，通过上方的环形保护罩再与塔上部的下来的液体进行接触换热洗涤，换热后的气体从塔顶离开。本发明提供了一种新型、经济又有效的解决方法。本发明也可用于循环换热的化工场合，尤其适合热能回收的场合。3、本发明减少了换热器的支撑和土建结构；具有较低的压降；减少或省去换热器的清洗，操作简单；减少占地面积，节省空间，降低投资和操作费用。附图说明图1是本发明的局部结构示意图；图2是本发明图1中环形梯式保护罩的俯视图；图3是图1中A的放大图。图中：1保护罩、2塔体、3环形换热器、4一级气体分布器、5液体分布器、6二级气体分布器、7中心集液管、8静液管、9斜撑、10圆台形环体、11定距杆、12冷流入口、13冷流出口、14气体入口。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步的说明：如图1所示，这种一体式换热吸收塔包括塔体2、一级气体分布器4、二级气体分布器6、液体分布器5、环形换热器3、中心集液管7、环形梯式保护罩1，液体分布器5设置在二级气体分布器6上方，一级气体分布器4设置在液体分布器5上方，环形换热器3设置液体分布器5上方，环形换热器3为立式的，为管壳式换热器或螺旋板式换热器。环形换热器3的冷流入口12和冷流出口13伸出塔体2，环形换热器3环绕在中心集液管7外，环形换热器3与中心集液管7为一体的。中心集液管7上端连接环形梯式保护罩1，上部液体通过环形梯式保护罩1流入换热器的中心集液管7。中心集液管7下端连接液体分布器5，中心集液管7下端设有静液管8；静液管8伸出塔体2并通过旁路管线与塔体2相连通，静液管8入口设置在与环形换热器3相对应的塔体2处，本实施方式中，静液管8出口设置在二级气体分布器6下方塔体2上，旁路管线上设置有调节阀，用于调节中心集液管7持液量高度，调节和二级气体分布器6传质传热程度。静液管8出口液体如果返回到塔内，需要在密封圈上开有静液管8通过的孔，并将静液管8伸至二级气体分布器6下端；静液管8的上端出口如果连接至塔底管线，则不需要在密封圈上开有静液管8通过的孔。环形换热器由上、下汇管之间设置分支管构成，上汇管与各分支管均相通，各分支管均与下汇管相通。结合图2、图3所示，环形梯式保护罩1由多个不等直径的圆台形环体10沿纵向依次连接构成，相邻两个圆台形环体10通过定距杆11焊接或定距管管加拉杆用螺栓连接，形成阶梯状，环形梯式保护罩1圈数和梯式高度可根据操作参数条件进行调整。圆台形环体10均为倒置的，圆台形环体10的下端均设置有倒角，以便于下落液体顺利汇集于中心集液管7。最上端的圆台形环体10焊接在在塔体2内壁上，最下端的圆台形环体10与环形换热器3固定连接，中间的圆台形环体10通过斜撑9支撑，斜撑9沿圆周均匀布置在塔体2与中间的圆台形环体10之间。环形梯式保护罩1用于换热器出口气体的再分布，并对塔上部下来的液体进行接触式传质传热，并保证换热器气体出口不会被淹。换热器壳体2用于和塔器中的气体进行间壁式换热，中心集液管7不参与换热，中心集液管7的长度大于环形换热器3的高度，中心集液管7的下端高出环形换热器3一段距离用于和液体分布器5相连，环形换热器3上、下两端通过支撑结构固定在塔体2内，环形换热器3的下端向外伸出一圈连接檐，连接檐与塔体2固定且采用密封圈密封，防止气体漏流。本发明工艺流程为：气体通过塔的中下部气体入口14进入到一级气体分布器4和二级气体分布器6，一级气体分布器4分布的气体不与液体接触直接进入到环形换热器3，液体分布器5将中心集液管7中持有的液体与二级气体分布器6分布的气体接触换热，接触换热后气体进入到环形换热器3，经换热后的气体通过环形梯式保护罩1进行气体的再分布，分布后的气体与塔上部的液体进行接触式传质传热。