专利名称：生产优质重碱的碳化塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及合成法生产纯碱的氨母液II的碳酸化及氨碱法中的氨盐水碳酸化的碳化塔，属于合成法制碱的主要设备领域。
合成法生产重碱的碳化塔有索尔维铸铁碳化塔及外冷式碳化塔，中国纯碱工业协会主编，《纯碱工学》P482—483，1990.7化工出版社和王楚主编，《纯碱生产工艺与设备计算》P302表4—8，报导联合制碱的索尔维铸铁碳化塔
2.5mxH26.5m，采用0.4MPa进气压力，85％CO2气进制碱塔，在生产能力为110t/d时，获得82μm平均粒径的重碱，纯碱密度426kg/m3，重碱的滤饼水分≥20％，三塔一组的
2.5×H26.5m碳化塔，倒塔时，碱疤厚达15—16mm，制碱塔及清洗塔尾气CO2损失共计48Nm3/t碱，可见索尔维铸铁碳化塔生产的重碱平均粒径偏小，密度低，要求高浓度CO2气制碱，重碱滤饼水份含量高，碱疤厚，制碱塔及清洗塔尾气CO2损失大，污染大气。
本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供一种生产优质重碱的碳化塔。这种碳化塔为异径塔，该碳化塔分为上、下两段，上段塔直径＝下段塔直径＋(0.2～0.6)m，冷却段高有为塔总高的三分之一，上段有效容积与下段有效容积之比为2～3.3∶1。并在冷却箱和笠帽结构设计上作了很大改进。利用制碱塔碱液预热清洗氨II和/或氨盐水，相应提高碳化塔中部温度，生成“园柱箱形晶体”重碱。采用“部分碱浆循环法”也是提高重碱粒径和纯碱密度的有效措施。
本实用新型的目的由以下技术方案来实现。
生产优质重碱的碳化塔分为上、下两段，上段含有生成段(9)，吸收段(11)和分离段(14)，下段为冷却段，上段塔直径＝下段塔直径＋(0.2～0.6)m，冷却段高为塔总高的三分之一，上段有效容积与冷却段有效容积之比为2～3.3∶1。冷却段内设有8个冷却箱(5)和9个冷却段笠帽(6)，冷却箱和冷却段笠帽上支撑固定在冷却段的塔壁上，冷却箱为多层列管式，并设有冷却水进口(3)和循环水进口(4)，排水口设在第6#冷却箱上。塔底座(19)设有CO2气进口(2)，气体分布器(18)和重碱出口(20)。生成段(9)和吸水段(11)内设有若干笠帽(8)(10)(13)，也分别固定在相应的塔壁上，分离段(14)上端设有尾气出口(15)，碳化塔由底座(19)支承固定。塔外设有清洗氨II泵(1)和晶浆泵(16)，通过导管和上、下段的连接组成碳化塔整体。
冷却箱(5)为多层列管式，冷却箱的箱体用三根弧形钢板(21)补强，冷却箱能承受2.5MPa的压力，碳化塔工作压力为0.8—1.9MPa，冷却水的进口(3)，出水口汇入循环水进口(4)，并由6#冷却箱上端的出水口排出，清洗氨II和/或氨盐水由7#冷却箱径8#冷却箱后进入管口(12)。
吸收段(11)，生成段(9)和冷却段内各笠帽(13)(10)(8)(6)的顶盖和底盘均为大倾角扇形钢板制成，目的是增加重碱浆料与CO2气的接触面和均匀分布，有利于重碱的生成和缓慢冷却，用导管(17)和晶浆泵(16)抽出一部分晶浆送至生成段上端25#笠帽(10)的顶盖中心处均匀流下。冷却段笠帽高hc＝18—24％Dc，生成段笠帽高ha＝18—20％Dc，Dc为冷却段塔内径。笠帽通道面积f1为上笠帽f2与下笠帽顶盖间的间隙通道面积f1＝20～25％Fc，f2为底盘中心孔截面积f2＝20—25％Fc，f3为顶盖与底盘之间形成通道面积f3＝20％Fc，f4为顶盖与塔壁之间形成通道面积f4＝30—33％Fc，Fc为冷却段塔体截面积Fc=(πDc4)2]]>按上述要求设计的笠帽，其顶盖及底盘均不存碱，同时笠帽的通道又有“低气速”及“低液速”的特性，在低浓度16—65％CO2气的缓慢反应下，促使重碱晶粒增大。
将清洗氨II和/或氨盐水由泵(1)泵入7#冷却箱经8#冷却箱作冷剂，利用制碱塔的碱液热量预热清洗氨II和/或氨盐水，再送至吸收段上端进入管口(12)，使氨II和/或氨盐水温度提高8—10℃，相应提高碳化塔中部温度，生成“园柱箱形晶体”重碱，抑制结晶段细晶的产生，增加重碱平均粒度。
采用“部分碱浆循环法”，也是提高重碱粒径的补充措施，将8#冷却箱上的9#笠帽顶上的碱浆，用导管(17)及晶浆泵(16)抽出一部分晶浆送至生成段的上端25#笠帽(10)的顶盖中心处均匀下流，令返回的重碱晶粒再继续成长，获得更大的结晶，平均晶粒将达270μm，纯碱密度850kg/m3，重碱的滤饼水份10.5％。
本实用新型的另一核心技术是采用低浓度16-65％CO2气替代高浓度85％CO2气制碱，如46—65％CO2混合气；≤40％CO2石灰窑气或者26—27％CO2变换气；以及天然气为原料的低浓度16—17％CO2变换气，均可用作制碱的CO2气源，生产优质重碱。
在进制碱塔的CO2气的分压相同条件下，低浓度CO2气更有利于提高重碱的粒径，故将制碱压力由0.4MPa升到0.8MPa，就能令制碱塔尾气串入清洗塔，作为清洗气的气源，清洗塔尾气中CO2，气含量可降至0.2％以下。
重碱从冷却塔底出料，经过滤，煅烧等工序后获得纯碱。
本实用新型具有如下优点1.本碳化塔适用于各种低浓度16—65％CO2气制碱，可以节约电能。如用联碱厂的1.2MPa变换气制碱，可节电71.7kw·h/t碱；以天然气为原料生产合成氨的联碱厂采用两组塔生产，一组塔为0.8MPa混合气制碱；另一组塔为1.9MPa变换气制碱，估计每吨碱节约电60kw·h，2.由于制碱塔的CO2气损失由48Nm3/t降至2Nm3/t碱，减少对大气的污染。
3.重碱粒径增大至270μm，纯碱密度850kg/m3，同时也降低重碱的滤饼水份至10.5％，节约了蒸汽。
下面通过附图和实施倒对本实用新型进行具体描述
图1为碳化塔结构示意图(1)清洗氨II泵，(2)CO2气进塔管，(3)≤20℃冷却水进口，(4)循环水进口，(5)冷却箱，(6)冷却段笠帽，(7)9#笠帽，(8)生成段笠帽，(9)生成段，(10)25#笠帽，(11)吸收段，(12)清洗氨II进塔管口(13)吸收段笠帽，(14)分离段，(15)尾气出口管，(16)晶浆泵，(17)导管，(18)气体分布器，(19)底座。(20)重碱出口管。
图2为冷却段笠帽结构示意图图3为吸收段笠帽结构示意图图4为冷却箱结构示意图(21)弧形钢板。
图5为冷却箱花板示意图图6为索尔维塔旧笠帽结疤示意图实施例下面通过实施例对本实用新型进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述内容对本实用新型作出一些非本质的改进和调整。
本实用新型提供的生产优质重碱的碳化塔如
图1～5所示；碳化塔分为上、下两段，上段含有生成段(9)吸收段(11)和分离段(14)，下段为冷却段。碳化塔上段塔直径＝下段塔直径＋(0.2～0.6)m，冷却段高为塔总高的三分之一，上段有效容积与下段有效容积之比为2～3.3∶1，冷却段内设有8个冷却箱(5)和9个冷却段笠帽(6)，冷却箱和冷却段笠帽上支撑分别固定在冷却段的塔壁上，冷却箱为多层列管式，并设有冷却水进口(3)和循环水进口(4)，排水口设在5#冷却箱上，塔底座(19)设有CO2气进口(2)，气体分布器(18)和重碱出口(20)，生成段(9)和吸收段(11)内皆设有若干笠帽(8)(10)(13)，也分别固定在相应的塔壁上，分离段(14)的上端设有尾气出口(15)，碳化塔由塔底的底座(19)支承固定，塔外设有清洗氨II泵(1)和晶浆泵(16)，通过导管和上下段的连接组成碳化塔整体。
冷却箱(5)为多层列管式，冷却箱的箱体用三根弧形钢板(21)补强，冷却箱能承受2.5MPa的压力。碳化塔的工作压力为0.8—1.9MPa。冷却水进口(3)，出水口汇入循环水进口(4)，并由6#冷却箱上端的出水口排出，清洗氨II和/或氨盐水由7#冷却箱经8#冷却箱后进入管口(12)。
吸收段(11)，生成段(9)和冷却段各笠帽顶盖和底盘均为大倾角扇形钢板制成，用导管(17)和晶浆泵(16)抽出部分晶浆送至生成段上端25#笠帽(10)的顶盖中心处均匀流下。冷却段笠帽高hc＝18—24％Dc，生成段笠帽高ha＝18—20Dc，Dc为冷却段塔内径。笠帽通过面积f1为上笠帽f2与下笠帽顶盖间的间隙通道面积f1＝20～25％Fc，f2为底盘中心孔截面积f2＝20～25％Fc，f3为顶盖与底盘之间形成通道面积f3＝20％Fc，f4为顶盖与塔壁之间形成通道面积f4＝30～33％Fc，Fc为冷却段塔体截面积Fc=(πDc4)2]]>。按上述要求设计的笠帽，其顶盖和底盘均不存碱。同时笠帽的通道又有“低气速”及“低液速”的特性，在低浓度16～65％CO2气的缓慢反应下，促使重碱晶粒增大。
权利要求1.一种生产优质重碱的碳化塔，碳化塔分为上、下两段，上段含有生成段(9)吸收段(11)和分离段(14)，下段为冷却段，其特征在于该碳化塔上段塔直径＝下段塔直径＋(0.2～0.6)m，冷却段高为塔总高的三分之一，上段有效容积与冷却段有效容积之比为2～3.3∶1。冷却段内设有8个冷却箱(5)和9个冷却段笠帽(6)，冷却箱和冷却段笠帽上支撑分别固定在冷却段的塔壁上，冷却箱为多层列管式，并设有冷却水进口(3)和循环水进口(4)，排水口设在6#冷却箱上，塔底座(19)下设有CO2气进口(2)，气体分布器(18)和重碱处口(20)，生成段(9)和吸收段(11)由设有若干笠帽(8)(10)(13)，也分别固定在相应的塔壁上，分离段(14)的上端设有尾气出口(15)，碳化塔由底座(19)支承固定，塔外设有清洗氨II泵(I)晶浆泵(16)，通过导管和上下段的连接组成碳化塔整体。
2.按照权利要求1所述生产优质重碱的碳化塔，其特征在于该碳化塔的冷却箱为多层列管式，冷却箱的箱体用三根弧形钢板(21)补强，冷却箱能承受2.5MPa的压力，碳化塔的工作压力为0.8～1.9MPa，冷却水的进口(3)，出水口汇入循环水进口(4)，并由6#冷却箱上端的出水口排出，清洗氨II和/或氨盐水由7#冷却箱经8#冷却箱后进入管口(12)。
3.按照权利要求1或2所述生产优质重碱的碳化塔，其特征在于该碳化塔的吸收段(11)、生成段(9)和冷却段各笠帽顶盖和底盘均为大倾角扇形钢板制成，用导管(17)和晶浆泵(16)抽出一部分晶浆送至生成段上端25#笠帽(10)的顶盖中心处均匀流下，冷却段笠帽高hc＝18—24％Dc，生成段笠帽高ha＝18—20％Dc，Dc为冷却段塔内径，笠帽通道面积f1为上笠帽f2与下笠帽顶盖间的间隙通道面积f1＝20—25％Fc，f2为底盘中心孔截面积f2＝202—5％Fc，，f3为顶盖与底盘之间形成通道面积f3＝20％Fc，f4为顶盖与塔壁之间形成通道面积f4＝30—33％Fc，Fc为冷却段塔体截面积Fc=(πDc4)2]]>。
专利摘要一种生产优质重碱的碳化塔，该碳化塔分为上、下两段，上段塔直径＝下段塔直径+(0.2～0.6)m，冷却段高为塔总高的三分之一，上段有效容积与下段有效容积之比为2～3.3∶1。并在冷却箱和笠帽结构设计上作了很大改进。利用制碱塔的碱液预热清洗氨Ⅱ和/或氨盐水，相应提高碳化塔中部温度，生成“圆柱箱形晶体”重碱，采用“部分碱浆循环法”也是提高重碱粒径和纯碱密度的有效措施。它还具有降低重碱滤饼水份，达到节能、省气和减少环境污染的效果。
文档编号C01D7/18GK2353731SQ9822820
公开日1999年12月15日 申请日期1998年1月26日 优先权日1998年1月26日
发明者刘季芳 申请人:刘季芳