专利名称：一种应用于氮－15生产的反应回流塔的制作方法
技术领域：
本发明属于反应设备领域，具体地说是一种应用于氮-15生产的反应回流塔。
背景技术：
在目前的氮-15生产过程中，由于单套生产能力较小，因而回流塔塔径大多在120mm以内，塔内冷却弹簧形盘管为单一盘管就可以满足工艺要求。若将塔径放大到150mm，甚至250mm时，则因单位时间要求带走的热量骤增，单一盘管结构的冷却装置就不能满足工艺要求，因此冷却弹簧形盘管结构必须进行改进。原有硝酸加料量较小在100ml/min之内，故其硝酸加入反应回流塔内，只在中央一处加入即可；若将硝酸加料量增加到400ml/min甚至更多，则其加料方式也应进行创新。此外，原有反应回流塔底部稀硫酸出料原由1000ml平底烧瓶改制而成，与塔底之连接由标准磨口来完成；因烧瓶壁太薄，强度低，故不能承受来自整个塔体及内部填料所形成的重压，加之磨口连接结构总会有少许的泄漏，因而也需要改进。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种硝酸液体分布均匀、反应所生成的热量能迅速移出的应用于氮-15生产的反应回流塔。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种应用于氮-15生产的反应回流塔，包括塔体，以及设在该塔体内的硝酸液体加料部分、弹簧形冷却盘管部分、稀硫酸出料部分、测温部分；其特征在于，所述的硝酸液体加料部分包括硝酸入口管和硝酸液体分布器，它设在塔体顶部；所述的弹簧形冷却盘管部分包括至少有一组弹簧形冷却盘管，它设在塔体中部；所述的稀硫酸出料部分包括稀硫酸出口管、支撑筛板，该部分设在塔体底部；所述的塔体顶部还设有NOX气体出口管；所述的塔体下方设有SO2气体入口管；所述的塔体外壁设有淋降冷却水装置。
所述的测温部分包括测温管，该测温管由塔顶往下插入塔体中部或者由塔侧壁插入塔体中部。
所述的硝酸液体分布器为管式分布器，其结构为在竖直的硝酸入口管底部设置水平状且端部封闭的一字形或十字式或米字形的液体分布管，该液体分布管中央设有一大孔，接近末端设有小孔。当塔径较小时，其分布器也可以是中央一直管。
所述的至少有一组弹簧形冷却盘管，其冷却水进、出口管分别为单一总管。
所述的弹簧形冷却盘管包括冷却水入口、盘管或内、外层盘管、冷却水出口。
所述的淋降冷却水装置包括下面开有小孔的水淋头和冷却水收集漏斗。
所述的塔体采用玻璃材料。
所述的回流塔塔径为80～300mm，塔高为1.8～3.0m，硝酸处理量为80～600ml/min。
所述的回流塔内的弹簧形冷却盘管总的传热面积为0.2～4m2，它依据化学反应所产生的总热量和冷却水进出口能承受的温度差来确定。
通过上述技术措施，在直径250mm的反应回流塔内，硝酸加料量在400～500mL/min时，其反应区(反应回流塔内有棕黄色的地方)能稳定在塔中部300mm范围内，维持正常运转，说明符合工艺要求。
图1是本发明应用于氮-15生产的反应回流塔的结构示意图。
具体实施例方式
下面将通过具体实施例，对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种应用于氮-15生产的反应回流塔，包括塔体15，以及设在该塔体15内的硝酸液体加料部分、弹簧形冷却盘管部分、稀硫酸出料部分、测温部分。所述的硝酸液体加料部分包括硝酸入口管2和硝酸液体分布器4，该硝酸液体分布器为管式分布器，其结构为在竖直的硝酸入口管底部设置水平状且端部封闭的十字式液体分布管，该液体分布管中央设有一大孔，接近末端设有小孔，该部分设在塔体顶部。所述的弹簧形冷却盘管部分包括两组(双层)两个不同直径的玻璃管弯制成不同圈径的两个弹簧形冷却盘管，然后组合成双层弹簧形盘管冷却器，该双层弹簧形冷却盘管包括上冷却水入口5、上冷却水内层盘管6、上冷却水外层盘管8、上冷却水出口7、下冷却水入口11、下冷却水内层盘管9、下冷却水外层盘管10、下冷却水出口12，其中上冷却水入口5与下冷却水入口11共用一总管，上冷却水出口7与下冷却水出口12共用一总管，该部分设在塔体中部。所述的稀硫酸出料部分包括稀硫酸出口管17，硫酸气相平衡管16、圆弧形筛板14，该部分设在塔体底部，它与塔体中部加工成一体，其壁厚增至5mm以上，以承受来自全塔及内部填料所产生的重压。所述的测温部分包括测温管1，该测温管1由塔顶往下插入塔体中部。此外，所述的塔体顶部还设有NOX气体出口管3；所述的塔体中部下方设有SO2气体入口管13；所述的塔体中部外壁上下方各设有淋降冷却水分布器19、淋降冷却水收集漏斗18，其中淋降冷却水分布器19为下面开有小孔的半圆形水淋头。
本发明应用于氮-15生产的反应回流塔在圆弧形支撑筛板14以上装填有玻璃弹簧颗粒填料，直至塔上部的硝酸液体分布器4之下，硝酸是从硝酸入口管2通过硝酸液体分布器4的5～9个φ1.5～φ2之小孔加入塔内，然后沿填料玻璃缓慢下流。而SO2气体则是通过SO2气体入口管由塔下部沿填料表面向上运动，当与硝酸相遇时，就发生化学反应，生成稀硫酸、NO和NO2气体，且放出热量。其反应方式如下A式B式这时，在塔中段某处，可以清楚地看出填料层出现棕黄色之反应区域，即反应颜色区。我们可以从测温管1的热电阻所对应的温度指示仪中观察出其相应的温度值，而且可以改变SO2量的大小或者硝酸流量的多少来调节反应区的部位。一般以反应区的位置控制在塔的中部为宜，即在测温管末端附近为好。
反应热的带出由如下两种途径达到，第一是通过上冷却和下冷却内层盘管6和9以及上冷却和下冷却外层盘管8和10中的冷却水带出，其冷却水分别由上冷水出口7和下冷水出口12返回凉水塔。第二是通过淋降冷却水水淋头19将冷却水自上而下淋降于塔外壁而带走热量，其冷却水由淋降冷却水收集漏斗18集中起来，返回凉水塔系统。发生化学反应后所生成的稀硫酸，沿玻璃填料表面顺流而下，通过圆弧形筛板中的小孔流入塔底，经硫酸出口管17排出塔外。而反应后生成的NO和NO2混合气体经填料表面，向上运动，最后经由NOX气体出口管3，仍旧返回至硝酸传质交换塔中。
权利要求
1.一种应用于氮-15生产的反应回流塔，包括塔体，以及设在该塔体内的硝酸液体加料部分、弹簧形冷却盘管部分、稀硫酸出料部分、测温部分；其特征在于，所述的硝酸液体加料部分包括硝酸入口管和硝酸液体分布器，它设在塔体顶部；所述的弹簧形冷却盘管部分包括至少有一组弹簧形冷却盘管，它设在塔体中部；所述的稀硫酸出料部分包括稀硫酸出口管、支撑筛板，该部分设在塔体底部；所述的塔体顶部还设有NOx气体出口管；所述的塔体下方设有SO2气体入口管；所述的塔体外壁设有淋降冷却水装置。
2.根据权利要求1所述的一种应用于氮-15生产的反应回流塔，其特征在于，所述的测温部分包括测温管，该测温管由塔顶往下插入塔体中部或者从塔侧壁中部插入。
3.根据权利要求1所述的一种应用于氮-15生产的反应回流塔，其特征在于，所述的硝酸液体分布器为管式分布器，其结构为在竖直的硝酸入口管底部设置水平状且端部封闭的一字形或十字式或米字形的液体分布管，该液体分布管中央设有一大孔，接近末端设有小孔。
4.根据权利要求1所述的一种应用于氮-15生产的反应回流塔，其特征在于，所述的至少有一组弹簧形冷却盘管，其冷却水进、出口管分别为单一总管。
5.根据权利要求1所述的一种应用于氮-15生产的反应回流塔，其特征在于，所述的弹簧形冷却盘管包括冷却水入口、盘管或内、外层盘管、冷却水出口。
6.根据权利要求1所述的一种应用于氮-15生产的反应回流塔，其特征在于，所述的淋降冷却水装置包括下面开有小孔的水淋头和冷却水收集漏斗。
7.根据权利要求1所述的一种应用于氮-15生产的反应回流塔，其特征在于，所述的塔体采用玻璃材料。
8.根据权利要求1所述的一种应用于氮-15生产的反应回流塔，其特征在于，所述的回流塔塔径为80～300mm，塔高为1.8～3.0m，硝酸处理量为80～600ml/min。
9.根据权利要求1所述的一种应用于氮-15生产的反应回流塔，其特征在于，所述的回流塔内的弹簧形冷却盘管总的传热面积为0.2～4m2，它依据化学反应所产生的总热量和冷却水进出口能承受的温度差来确定。
全文摘要
本发明涉及一种应用于氮－15生产的反应回流塔，包括塔体，以及设在该塔体内的硝酸液体加料部分、弹簧形冷却盘管部分、稀硫酸出料部分、测温部分；所述的硝酸液体加料部分包括硝酸入口管和硝酸液体分布器，它设在塔体顶部；所述的弹簧形冷却盘管部分包括至少有一组弹簧形冷却盘管，它设在塔体中部；所述的稀硫酸出料部分包括稀硫酸出口管、支撑筛板，该部分设在塔体底部；所述的塔体顶部还设有NO
文档编号B01B1/00GK1600680SQ0315123
公开日2005年3月30日 申请日期2003年9月26日 优先权日2003年9月26日
发明者袁维新 申请人:上海化工研究院