一种洗涤除尘冷却塔的制作方法

本实用新型涉及乙炔生产装置领域，尤其涉及一种洗涤除尘冷却塔。

背景技术：

目前国内聚氯乙烯等行业采用电石通过湿法和干法两种方法生产乙炔。电石是生石灰和碳素材料在电石炉内高温下发生化学反应生成的，主要成分是碳化钙，其中还有少量的cao、cas、ca2n2、ca3p2、ca2si、ca3as2等杂质。

湿法工艺制取乙炔会产生大量的废水渣浆，废水渣浆在处理后扔残留部分的乙炔被排出，排出的乙炔造成了资源浪费，同时也产生安全隐患和造成环境污染。因此干法工艺生产乙炔代替了湿法工艺生产乙炔，干法制取乙炔工艺的发生器节能、节水效果显著、占地面积小，投资少，能有有效的解决湿法乙炔生产过程中产生的电石渣浆污染问题。

干法乙炔制取工艺，是通过将水以雾化或者喷淋的方式喷洒到电石上的。干法制取的粗乙炔气温度较高且携带有大量的粉尘，将粗乙炔气通入除尘冷却塔（即，水洗塔换热器）中进行除尘和降温处理。

电石水解反应的原理：cac2+2h2o=ca（oh）2+c2h2，反应中还产生约130kj/mol能量。电石中含有其他杂质，如cao、cas、ca2n2、ca3p2、ca2si、ca3as2，其上杂质均可以与水发生水解反应，反应式如下：

cao+h2o=ca（oh）2+h2s，反应中还产生约63.6kj/mol能量。

cas+2h2o=ca（oh）2+2nh3；

ca2n2+6h2o=3ca（oh）2+2ph3；

ca3p2+6h2o=3ca（oh）2+nh3；

ca2si+4h2o=2ca（oh）2+sih4；

ca3as2+6h2o=3ca（oh）2+2ash3；

电石中含有其他杂质一些不能与水发生反映的杂质。这些杂质均可混入产生的乙炔气中形成粗乙炔气。

现有的除尘冷却塔（如图1所示）内部由塔盘分割成三层，三层塔内共有两层填料及一个换热器，其中，换热器的列管的管径一般为25mm。在实际生产中除尘冷却塔仍会出现很多问题，迫使停产进行检修。经过对工艺设备及生产工艺的研究，发现造成停产检修设备的原因主要有以下几点：一是，塔内换热器在设备运转时，换热器列管常发生严重堵塞的情况，使得系统的阻力增高，需要频繁对换热器列管进行拆卸清理疏通；二是，换热器列管的清理疏通需要停产，使乙炔的生产周期增加；三是，频繁的对换热器列管拆卸清理，使列管的疏通难度增大也容易造成列管的损坏，使得生产成本也大幅度增加；四是，排出的粗乙炔器仍含有部分粉尘未除净。停产进行设备的检修，使得设备成本的增大、维修难度增大、乙炔生产的周期延长、设备的使用寿命降低。

有鉴于此，有必要对现有技术中的除尘冷却塔予以改进，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于一种洗涤除尘冷却塔，该洗涤除尘冷却塔通过增加除尘填充层，通过除尘填充层将粗乙炔气内的粉尘在进入换热器之前清除干净，避免冷却塔中换热器列管堵塞，具有延长设备的使用周期、提高设备的使用寿命、减低乙炔发生系统的阻力降低、缩短乙炔生产的周期的优点。

实现本实用新型目的的技术方案如下：一种洗涤除尘冷却塔，包括塔体，位于塔体上下两端的出气口及排渣口，位于塔体下部侧面的进气口。在塔体内且沿塔体高度方向固定有n块塔盘，n块塔盘用于将塔体分割成n+1层，且在塔盘上开设有粗乙炔气穿过及喷淋水流下的孔道。其中，n=3，3块塔盘将塔体由下至上分割成4层。

塔体第一层用于粗乙炔气进气及排渣。塔体第二层及塔体第三层用于粗乙炔气的除尘，且塔体第二层及塔体第三层内分别设有除尘填料层，除尘填料层上设有喷淋装置。塔体第四层用于粗乙炔气的辅助除尘、降温、粗乙炔气的排出至下一工序，且塔体第四层设有除尘填料层，除尘填料层上部还设有换热器，除尘填料层及换热器上部还分别设有喷淋装置。

在塔体上设有与塔体第二层至塔体第四层相通的喷淋水进水口及喷淋水出水口，且喷淋水出水口与塔盘上表面向平。塔体第三层及塔体第四层的喷淋水进水口及喷淋水出水口之间设有循环泵。

其中，原有的换热器的列管的管径为25mm，冷却塔运行时，换热器的列管经常因粉尘的沉积造成堵塞，导致停机维修。为防止换热器列管被堵塞，经不断的设计和试验，使换热器的列管的管径为30~45mm。

其中，为了使从塔体第三层及塔体第四层流下的喷淋水进行在循环泵的作用下循环使用，塔体第三层及塔体第四层的塔盘上的孔道的开口高于塔盘的盘面0.5~3cm，当塔盘上的喷淋水水位接近或者高于孔道的高度时，可开启循环泵使塔体第三层及塔体第四层上的喷淋水进行循环使用，多余的喷淋水则顺着孔道的孔边缘流至下一层。

其中，塔体第二层的塔盘向下5°~20°倾斜设置，且进气口一侧的塔盘盘面高于喷淋水出水口一侧的塔盘盘面。塔体第二层上的喷淋水含有大量的粉尘杂质，不适宜进行循环使用。倾斜设置的塔盘，使含有粉尘的喷淋水能够顺利的沿着塔盘流下，进而从喷淋水出水口排出，防止喷淋水内的粉尘沉积在塔盘上。

优选的，为使粗乙炔气经进气口进入塔内，再顺利进入塔体第二层，减少粗乙炔气内粉尘在塔体第一层内沉积，将进气口斜向上设置，且进气口的倾斜角度为10~30°。同时，为便于塔体第二层的塔盘上的喷淋水能够沿着孔道流下且冲洗塔体第二层的塔盘下盘面上附着的粉尘，将孔道位于进气口的上端，孔道的开口与塔盘的盘面相平。

优选的，靠近进气口处的塔盘上盘面及下盘面上设有导流槽，导流槽沿进气口至喷淋水出水口方向设置，导流槽对喷淋水具有很好的引流作用使含有粉尘的喷淋水迅速的流下，减少在粉尘因重力作用在塔盘上的沉积。

其中，除尘填料层为鲍尔环层填料。

优选的，含有粉尘的喷淋水为溶解有ca（oh）2的弱碱性水液，为避免填料被含有粉尘的喷淋水腐蚀，鲍尔环层填料的材质为不锈钢或者pvc塑料填充成型，且鲍尔环层填料形状为米字形或扇形，米形或者扇形的鲍尔环层填料使得除尘填料层除尘的效果达到最优。

其中，喷淋装置包括喷淋管，喷淋管上设有若干个通过喷淋接头连接的喷头。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.通过增加一层除尘填料层，使得冷却塔的除尘效果加强，进入换热器内的粗乙炔气中粉尘量几乎没有，避免了换热器内换热列管被堵塞，从而迫使停机进行清理，提高了设备的运行周期。

2.在保证换热器的换热效果的前提下，通过将换热器的换热列管管径增加，进一步避免换热器内换热列管被堵塞的问题，降低了设备的维护检修成本，提高了换热器的使用寿命。

3.第二层及第三层的除尘填料层能够处理粗乙炔气中约60~80%的粉尘，且第二层中处理的粉尘几乎占其处理总量的60%以上，因此喷淋水中含有大量的粉尘，不能再将此喷淋水进行循环使用。通过将塔体的第二层的塔盘倾斜设置，能够保证含有粉尘的喷淋水能够快速且顺利的流下，避免了粉尘因重力作用在塔盘上沉积。

附图说明

图1为现有技术中洗涤除尘冷却塔的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型洗涤除尘冷却塔中塔体的结构示意图；

图4为本实用新型实施例2的冷却塔的结构示意图；

图5为本实用新型实施例3的冷却塔的结构示意图；

图6为本实用新型实施例3的冷却塔的塔体结构示意图；

其中，1.塔体；2.出气口；3.排渣口；4.进气口；5.塔盘；6.孔道；7.塔体第一层；8.塔体第二层；9.塔体第三层；10.塔体第四层；11.除尘填料层；12.喷淋装置；13.换热器；14.喷淋水进水口；15.喷淋水出水口；16.循环泵。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1：

请参图2、3所示，一种洗涤除尘冷却塔，包括塔体1，塔体上端设有出气口2（即除尘冷却后粗乙炔气排出口），塔体下端设有排渣口3，塔体下部侧面设有进气口4。在塔体1内且沿塔体1高度方向固定有3块塔盘5，3块塔盘5将塔体1分割成4层，且在塔盘5上开设有粗乙炔气穿过及喷淋水流下的孔道6。

塔体第一层7用于粗乙炔气进气及排渣。塔体第二层8及塔体第三层9用于粗乙炔气的除尘，且塔体第二层8及塔体第三层9内分别设有除尘填料层11，除尘填料层11上设有喷淋装置12。塔体第四层10用于粗乙炔气的辅助除尘、降温、粗乙炔气的排出至下一工序，且塔体第四层10设有除尘填料层11，除尘填料层11上部还设有换热器13，除尘填料层11及换热器13上部还分别设有喷淋装置12。

在塔体1上设有与塔体第二层8至塔体第四层10相通的喷淋水进水口14及喷淋水出水口15，且喷淋水出水口15与塔盘5上表面向平。塔体第三层9及塔体第四层10的喷淋水进水口14及喷淋水出水口15之间设有循环泵16。

其中，换热器13中列管的管径为38mm。

其中，塔体第三层9及塔体第四层10的塔盘5上的孔道6的开口高于塔盘5的盘面1.5cm。当塔盘5上的喷淋水接近或者水位高于孔道6的高度时，可开启循环泵16使塔体第三层9及塔体第四层10的塔盘5上的水循环，多余的喷淋水则顺着孔道6的孔边缘流至下一层。

其中，除尘填料层11为不锈钢的鲍尔环层填料，鲍尔环层填料为米字形结构。

其中，喷淋装置12包括喷淋管，喷淋管上设有5个通过喷淋接头连接的喷头，喷头为雾化喷头或者花洒式喷头。

本实施例的冷却塔的除尘冷却过程是：通过电石干法制取的粗乙炔器中含有大量的粉尘等杂质，且粗乙炔粉尘气需要降温后输送到下一清净工序中，粗乙炔器中的粉尘进入塔体第一层7后，体积及重量较大的粉尘因重力作用沉降到塔底进行了初步除尘；粗乙炔器经塔盘5上的孔道6进入塔体第二层8经除尘填料层11进行一级除尘；再经塔体第三层9进行二级除尘；再经塔体第四层10进行三级除尘及经换热器13进行降温处理；被除尘及降温后的粗乙炔器经出气口2排出，附集在除尘填料层11及换热器13上的粉尘经喷淋装置12进行喷淋冲洗，其中，塔体第三层9及塔体第四层10上的喷淋液分别通过循环泵16进行循环使用，多余的喷淋液通过孔道6的孔边缘流至下一层，塔体第二层8的喷淋液通过喷淋水出水口15及孔道6排出塔体1外部进入沉降池内。

本实施例的冷却塔对粗乙炔器的除尘及降温效果是：粗乙炔气内的粉尘经除尘填料层11除尘，其中塔体第一层7内进行初步除尘可达到5.0%左右，在塔体第二层8内进行一级除尘可除去约40%的粉尘，在塔体第三层9内进行二级除尘后可除去约30%的粉尘，在塔体第四层10内进行三级除尘口可除去约20%的粉尘，剩余的约5%的粉尘被换热器13附集去除；粗乙炔气经喷淋水喷淋降温及换热器13降温后温度可由90℃降温至25~35℃。

实施例2：

请参图3、4所示，一种洗涤除尘冷却塔，包括塔体1，塔体上端设有出气口2（即除尘冷却后粗乙炔气排出口），塔体下端设有排渣口3，塔体下部侧面设有进气口4。在塔体1内且沿塔体1高度方向固定有3块塔盘5，3块塔盘5将塔体1分割成4层，且在塔盘5上开设有粗乙炔气穿过及喷淋水流下的孔道6。

塔体第一层7用于粗乙炔气进气及排渣。塔体第二层8及塔体第三层9用于粗乙炔气的除尘，且塔体第二层8及塔体第三层9内分别设有除尘填料层11，除尘填料层11上设有喷淋装置12。塔体第四层10用于粗乙炔气的辅助除尘、降温、粗乙炔气的排出至下一工序，且塔体第四层10设有除尘填料层11，除尘填料层11上部还设有换热器13，除尘填料层11及换热器13上部还分别设有喷淋装置12。

在塔体1上设有与塔体第二层8至塔体第四层10相通的喷淋水进水口14及喷淋水出水口15，且喷淋水出水口15与塔盘5上表面向平。塔体第三层9及塔体第四层10的喷淋水进水口14及喷淋水出水口15之间设有循环泵16。

其中，换热器13中列管的管径为40mm。

其中，塔体第三层9及塔体第四层10的塔盘5上的孔道6的开口高于塔盘5的盘面1.5cm。当塔盘5上的喷淋水接近或者水位高于孔道6的高度时，可开启循环泵16使塔体第三层9及塔体第四层10的塔盘5上的水循环，多余的喷淋水则顺着孔道6的孔边缘流至下一层。塔体第二层8的塔盘5向下10°倾斜设置，且进气口4一侧的塔盘5盘面高于喷淋水出水口15一侧的塔盘5盘面。塔体第二层8上的喷淋水含有大量的粉尘杂质，不适宜进行循环使用。倾斜设置的塔盘，使含有粉尘的喷淋水能够顺利的沿着塔盘5流下，进而从喷淋水出水口15排出，防止喷淋水内的粉尘沉积在塔盘5上。其中进气口4的为向上20°倾斜，是粗乙炔气进入塔体第一层7内后尽快的进入塔体第二层8中，避免粗乙炔气在塔体第一层7停留和粉尘沉积。同时，将孔道6位于进气口4的上端，孔道6的开口与塔盘5的盘面相平，使塔体第二层8的塔盘5上的喷淋水能够沿着孔道6流下且冲洗塔体第二层8的塔盘5下盘面上附着的粉尘。且在靠近进气口4处的塔盘5上盘面及下盘面上均匀设有深度约为2mm，宽度为5mm的导流槽，导流槽沿进气口4至喷淋水出水口15方向设置。

其中，除尘填料层11为pvc或者不锈钢的鲍尔环层填料，鲍尔环层填料为米字形、扇形、“十”字形、“#”字形、环形等结构。

其中，喷淋装置12包括喷淋管，喷淋管上设有7个通过喷淋接头连接的喷头，喷头为雾化喷头或者花洒式喷头。

本实施例的冷却塔的除尘冷却过程是：通过电石干法制取的粗乙炔器中含有大量的粉尘等杂质，且粗乙炔粉尘气需要降温后输送到下一清净工序中，粗乙炔器中的粉尘进入塔体第一层7后，体积及重量较大的粉尘因重力作用沉降到塔底进行了初步除尘；粗乙炔器经塔盘5上的孔道6进入塔体第二层8经除尘填料层11进行一级除尘；再经塔体第三层9进行二级除尘；再经塔体第四层10进行三级除尘及经换热器13进行降温处理；被除尘及降温后的粗乙炔器经出气口2排出，附集在除尘填料层11及换热器13上的粉尘经喷淋装置12进行喷淋冲洗，其中，塔体第三层9及塔体第四层10上的喷淋液分别通过循环泵16进行循环使用，多余的喷淋液通过孔道6的孔边缘流至下一层，塔体第二层8的喷淋液通过喷淋水出水口15及孔道6排出塔体1外部进入沉降池内。

本实施例的冷却塔对粗乙炔器的除尘及降温效果是：粗乙炔气内的粉尘经除尘填料层11除尘，其中塔体第一层7内进行初步除尘可达到2.0%左右，在塔体第二层8内进行一级除尘可除去约43%的粉尘，在塔体第三层9内进行二级除尘后可除去约30%的粉尘，在塔体第四层10内进行三级除尘口可除去约20%的粉尘，剩余的约5%的粉尘被换热器13附集去除；粗乙炔气经喷淋水喷淋降温及换热器13降温后温度可由90℃降温至25~35℃。

实施例3：

请参图5、6所示，一种洗涤除尘冷却塔，包括塔体1，塔体上端设有出气口2（即除尘冷却后粗乙炔气排出口），塔体下端设有排渣口3，塔体下部侧面设有进气口4。在塔体1内且沿塔体1高度方向固定有2块塔盘5，2块塔盘5将塔体1分割成3层，且在塔盘5上开设有粗乙炔气穿过及喷淋水流下的孔道6。

本实施例与实施例1及实施例2的区别在于：一是，本实施例具有两块塔盘5，两块塔盘5将塔体1分为3层；二是，本实施例具有两层除尘填料层11及两层换热层13，而实施例1及实施例2具有三层除尘填料层11及一层换热器13。

具体为：塔体第一层7用于粗乙炔气进气及排渣。塔体第二层8及塔体第三层9用于粗乙炔气的除尘及降温，且塔体第二层8及塔体第三层9内分别设有除尘填料层11，除尘填料层11上部还设有换热器13，除尘填料层11及换热器13上还分别设有喷淋装置12。

在塔体1上设有与塔体第二层8及塔体第三层9相通的喷淋水进水口14及喷淋水出水口15，且喷淋水出水口15与塔盘5上表面向平。在塔体第三层9的喷淋水进水口14及喷淋水出水口15之间设有循环泵16。

其中，塔体第二层8中的换热器13中列管的管径为38mm，塔体第三层9中的换热器13中列管的管径为25mm。

其中，塔体第三层9的塔盘5上的孔道6的开口高于塔盘5的盘面3.0cm。当塔盘5上的喷淋水接近或者水位高于孔道6的高度时，开启循环泵16使塔体第三层9中塔盘5上的水循环，多余的喷淋水则顺着孔道6的孔边缘流至下一层。塔体第二层8的塔盘5向下15°倾斜设置，且进气口4一侧的塔盘5盘面高于喷淋水出水口15一侧的塔盘5盘面。塔体第二层8上的喷淋水含有大量的粉尘杂质，不适宜进行循环使用。倾斜设置的塔盘，使含有粉尘的喷淋水能够顺利的沿着塔盘5流下，进而从喷淋水出水口15排出，防止喷淋水内的粉尘沉积在塔盘5上。其中进气口4的为向上15°倾斜设置，是粗乙炔气进入塔体第一层7内后尽快的进入塔体第二层8中，避免粗乙炔气在塔体第一层7停留和粉尘沉积。同时，将孔道6位于进气口4的上端，孔道6的开口与塔盘5的盘面相平，使塔体第二层8的塔盘5上的喷淋水能够沿着孔道6流下且冲洗塔体第二层8的塔盘5下盘面上附着的粉尘。且在靠近进气口4处的塔盘5上盘面及下盘面上均匀设有深度约为3mm，宽度为10mm的导流槽，导流槽沿进气口4至喷淋水出水口15方向设置。

其中，除尘填料层11为pvc或者不锈钢的鲍尔环层填料，鲍尔环层填料为米字形、扇形、“十”字形、“#”字形、环形等结构。

其中，喷淋装置12包括喷淋管，喷淋管上设有10个通过喷淋接头连接的喷头，喷头为雾化喷头或者花洒式喷头。

本实施例的冷却塔的除尘冷却过程是：通过电石干法制取的粗乙炔器中含有大量的粉尘等杂质，且粗乙炔粉尘气需要降温后输送到下一清净工序中，粗乙炔器中的粉尘进入塔体第一层7后，体积及重量较大的粉尘因重力作用沉降到塔底进行了初步除尘；粗乙炔器经塔盘5上的孔道6进入塔体第二层8经除尘填料层11进行一级除尘及降温处理；再经塔体第三层9进行二级除尘及降温处理；被除尘及降温后的粗乙炔器经出气口2排出，附集在除尘填料层11及换热器13上的粉尘经喷淋装置12进行喷淋冲洗，其中，塔体第三层9的喷淋液分别通过循环泵16进行循环使用，多余的喷淋液通过孔道6的孔边缘流至下一层，塔体第二层8的喷淋液通过喷淋水出水口15及孔道6排出塔体1外部进入沉降池内。

本实施例的冷却塔对粗乙炔器的除尘及降温效果是：粗乙炔气内的粉尘经除尘填料层11除尘，其中塔体第一层7内进行初步除尘可达到2.0%左右，在塔体第二层8内进行一级除尘可除去约65%的粉尘（其中除尘填料层11可除去约45%左右的粉尘，换热器13可除去约20%左右的粉尘），温度由90~95℃降低至50°左右；在塔体第三层9内进行二级除尘后及降温处理，二级除尘可除去剩余的约33%的粉尘（其中，除尘填料层11可除去约25%左右的粉尘，换热器13可除去约8%左右的粉尘），粗乙炔气经喷淋水喷淋降温及换热器13降温后温度可由90℃降温至15~25℃。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。