硝酸生产用吸收塔的制作方法

xiaoxiao2020-7-18  21

专利名称:硝酸生产用吸收塔的制作方法
技术领域
本实用新型属于硝酸制备技术领域,特别是涉及一种硝酸生产用吸收塔。
背景技术
目前,稀硝酸生产主要采用双加压法工艺和全高压法工艺。在这两种工艺当中都有“硝酸吸收塔”。现有的硝酸吸收塔存在如下几大问题1、吸收塔闭路循环水的分配和利用方式不合理。双加压法硝酸装置的吸收塔都有一个闭路循环水系统“外供脱盐水一吸收塔上部冷却水上水总管一经吸收塔上部冷却水 η层盘管一吸收塔上部冷却水回水总管一循环水升压泵一液氨蒸发器一再到吸收塔上部冷却水上水总管”,此外供脱盐水作为闭路系统的补充水,以维持闭路循环系统的压力。该闭路循环系统的脱盐水作用有三一是带走吸收塔中部分吸收反应的热量;二是将此反应热用于液氨蒸发器的蒸发,同时带走液氨的冷量;三是将此冷量用于吸收塔的冷却。由此可见,该闭路系统的循环水出液氨蒸发器全部到吸收塔上部冷却水η层盘管(详见附图4),循环水流量大,循环水升压泵的能耗高,不是一种最合理的设计。2、每层塔板的冷却盘管的布置方式设计不合理。目前国内双加压法硝酸装置的吸收塔的塔板上冷却盘管的设计布置都是这样的每层塔板冷却盘管的设计层数自下而上是依次减少。这样设计带来生产过程中吸收率不佳,导致吸收尾气排放浓度仍然较高。3、吸收塔底部塔板和出酸部位设计不佳,导致吸收尾气排放浓度仍然较高,成品稀酸浓度仍然不高。4、吸收塔各层塔板间距设计布置方式不合理,塔板间距设计自下而上依次增加, 这样设计并不完全符合吸收塔实际运行状况。5、吸收塔各层降液管设计布置方式需改进。间隙变大会造成降液管气阻现象,间隙变小同样会使降液管降液不通畅,造成上层塔板液面高度不断增加,吸收塔压降不断上升直至装置无法运行而被迫停车。
发明内容本实用新型为解决现有技术存在的问题,提供了一种硝酸生产用吸收塔。本实用新型目的是提供一种具有结构简单,设计紧凑,充分利用闭路水的冷量,节省闭路系统脱盐水的循环量,降低了能耗,提高了 NO氧化率、NO2的吸收率和吸收塔底部硝酸浓度,满足降液管最大降液量要求,保证生产正常进行等特点的硝酸生产用吸收塔。本实用新型硝酸生产用吸收塔采用如下技术方案硝酸生产用吸收塔,塔内设有塔板和循环冷却水管路,其特点是塔板上循环冷却水的分配方式为闭路循环水系统分成上下两段进入吸收塔,上下两段水串联结构,吸收塔底部三层塔板上每块塔板上循环冷却水盘管层数为5 7层,塔下部有两个出酸口,一是在第一层塔板,二是在第二层塔或第三层塔板,两个出酸口的酸汇集塔底出口。本实用新型硝酸生产用吸收塔还可以采用如下技术措施[0013]所述的硝酸生产用吸收塔,其特点是塔内设有塔板自下而上依次编号为1#至 40#,每层塔板上循环冷却水盘管的布置方式为1# 3#塔板有5 7层冷却盘管,4# 10# 塔板有2 3层冷却盘管,11# 13#塔板有3 4层冷却盘管,14# 19#塔板有4 5 层冷却盘管,20# 27#塔板有2 3层冷却盘管,28# 40#塔板有1层冷却盘管。所述的硝酸生产用吸收塔,其特点是塔板间距结构是1# 4#塔板间距为 2400-2500mm ;4# 11# 塔板间距为 900-1100mm ;11# 14# 塔板间距为 1000-1100mm; 14# 15# 塔板间距为 1000-1150mm ;15# 20# 塔板间距为 1200_i;350mm ;20# 26# 塔板间距为1150-1300mm ;26# 28#塔板间距为1400_1550mm ;28# 40#塔板间距为 1400-1550mm。所述的硝酸生产用吸收塔,其特点是塔板上有降液管,每层降液管底部有降液节流圈。所述的硝酸生产用吸收塔,其特点是降液管节流圈的底部设有定距管或定距块。本实用新型具有的优点和积极效果硝酸生产用吸收塔由于采用了本实用新型全新的技术方案,与现有技术相比,本实用新型具有以下明显优点1.塔板上冷却水的分配方式是闭路循环水(使用脱盐水)系统分为两段进入吸收塔,上下两段水串联使用。①充分利用闭路水的冷量以带走吸收反应热;②节省闭路系统脱盐水的循环量;③节省闭路循环水升压泵的能耗。2.每层塔板上的冷却水盘管布置方式。①使循环冷却水更加合理的带走吸收反应热;②使吸收塔中NO的氧化率得到进一步的提高;③使吸收塔中NO2的吸收率得到进一步的提高;④使吸收塔底部硝酸浓度得到进一步提高;⑤使吸收塔顶部尾气排放浓度得到进一步降低。3.吸收塔底部三层塔板及出酸部位。①增加塔板间距以提高NO的氧化空间,第三层塔板以下作为NO的氧化段;②设计更多的冷却盘管层数以确保进塔NOx气体的充分降温,使其中的NO进一步块速氧化,达到充分提高NO氧化率之目的;③第一层塔板出酸为 NOx气体的冷凝酸,量小但浓度较高,第二层塔板出酸量大浓度更高。4.吸收塔各层塔板间距布置方式。使在NO2的吸收过程中产生的NO得到充分氧化,确保氧化氮气体进入吸收塔后达到一个最高的吸收率。5.吸收塔各层降液管底部与塔板有一定的间隙。此间隙既要保证满足降液管最大降液量的要求,同时考虑到即使塔板变形也不会引起该间隙的变化。

图1是硝酸生产用最新吸收塔结构示意图;图2是硝酸生产用最新吸收塔闭路循环水的分配和利用结构示意图;图3是硝酸生产用最新吸收塔各层降液管设计布置结构示意图;图4是传统硝酸生产用吸收塔闭路循环水的分配和利用结构示意图。图中,1-尾气排放口 ;2-外置降液管;3-NOx气体进口 ;4_硝酸出口 ;5_1# 3#塔板;6-4# 10#塔板;7-11# 13#塔板;8-14# 19#塔板;9~20# 27#塔板;10-27# 40#塔板;11-外供循环冷却水回水总管接口 ;12-外供循环冷却水上水总管接口 ;13-闭路循环水回水总管接口 ;14-闭路循环水上水总管接口 ;15-降液管;16-塔板;17-定距管或定距块;18-节流圈;19-闭路循环水回水总管接口 ;20-外供循环冷却水回水总管接口 ; 21-闭路循环水上水总管接口 ;22-外供循环冷却水上水总管接口。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的技术内容、特点及功效,兹列举以下实例,并配合附图详细说明如下实施例1参照附图1至图3。双加压法硝酸工艺中的硝酸吸收塔,塔内设有塔板和循环冷却水盘管。塔板上循环冷却水的分配方式为闭路循环水系统分成上下两段进入吸收塔,上下两段水为串联结构,吸收塔底部三层塔板上每块塔板上循环冷却水盘管层数为6层,塔下部有两个出酸口, 一是在第一层塔板上,二是在第二层塔板或第三层塔板上,两个出酸口的酸汇集塔底出口。本实施例各部分的具体结构1、吸收塔闭路循环水的分配和利用。如附图2所示,闭路循环水(使用脱盐水) 系统分为两段进入吸收塔,上下两段水串联使用,即外供脱盐水一吸收塔闭路系统上段冷却水上水总管一经吸收塔闭路系统上段冷却水Ii1层盘管一吸收塔闭路系统上段冷却水回水总管一吸收塔闭路系统下段冷却水上水总管一经吸收塔闭路系统下段冷却水n2层盘管 —吸收塔闭路系统下段冷却水回水总管一循环水升压泵一液氨蒸发器一再到吸收塔闭路系统上段冷却水上水总管”,此外供脱盐水作为闭路系统的补充水,以维持闭路循环系统的压力。2、每层塔板的冷却盘管的设计布置。如附图1所示,1# 3#塔板设计6层冷却盘管;4# 10#塔板设计2层冷却盘管;11# 13#塔板设计3层冷却盘管;14# 19#塔板设计4层冷却盘管;20# 27#塔板设计2层冷却盘管;28# 40#塔板设计1层冷却盘管。目的是在实际生产过程中使NO2的吸收率得到最大提高,吸收尾气排放浓度得到最大限度降低,成品稀酸浓度得到最大限度提高。3、吸收塔底部塔板和出酸部位。如附图1所示,吸收塔底部三层塔板间距设计较大,而且每块塔板上循环水盘管设计层数也多(每块塔板上设计6层冷却盘管);塔下部出酸部位设计为两个出酸口,一是从第一层塔板出酸,二是从第二层塔板或第三层塔板出酸, 两层塔板的酸汇集塔底出去。这样做其目的是①增加塔板间距以提高NO的氧化空间,第三层塔板以下作为NO的氧化段;②设计更多的冷却盘管层数以确保进塔NOx气体的充分降温,使其中的NO进一步块速氧化,达到充分提高NO氧化率之目的;③第一层塔板出酸为 NOx气体的冷凝酸,量小但浓度较高,第二层塔板出酸量大浓度更高。4、吸收塔各层塔板间距。如附图1所示,1# 4#塔板间距设计为M20mm ’4# 11#塔板间距设计为990mm ; 11# 14#塔板间距设计为1030mm ;14# 15#塔板间距设计为1060mm ;15# 20#塔板间距设计为1280mm ;20# 26#塔板间距设计为1210mm ;26# 28#塔板间距设计为1480mm ;28# 40#塔板间距设计为1440mm。其目的是依据在吸收塔中各层塔板上NO2的吸收反应热不同、各层塔板上及塔板之间的空间NO的氧化度不同等合理设计各层塔板间距,从而使在NO2的吸收过程中产生的NO得到充分氧化,确保氧化氮气
5体进入吸收塔后达到一个最高的吸收率。 5、吸收塔各层降液管设计布置。如附图3所示,每层降液管底部设计有降液节流圈,以确保降液管内液体正常生产时始终充满降液管,防止降液管正常生产时出现气塞现象。在降液管节流圈的底部设计定距管或定距块,以确保每个降液管与塔板间隙在正常生产时不会发生任何变化,从而起到吸收塔安全稳定运行效果。
权利要求1.硝酸生产用吸收塔,塔内设有塔板和循环冷却水管路,其特征是塔板上循环冷却水的分配方式为闭路循环水系统分成上下两段进入吸收塔,上下两段水串联结构,吸收塔底部三层塔板上每块塔板上循环冷却水盘管层数为5 7层,塔下部有两个出酸口,一是在第一层塔板,二是在第二层塔板或第三层塔板,两个出酸口的酸汇集塔底出口。
2.按照权利要求1所述的硝酸生产用吸收塔,其特征是塔内设有塔板自下而上依次编号为1#至40#,每层塔板上循环冷却水盘管的布置方式为1# 3#塔板有5 7层冷却盘管,4# 10#塔板有2 3层冷却盘管,11# 13#塔板有3 4层冷却盘管,14# 19# 塔板有4 5层冷却盘管,20# 27#塔板有2 3层冷却盘管,28# 40#塔板有1层冷却盘管。
3.按照权利要求1或2所述的硝酸生产用吸收塔,其特征是塔板间距结构是1# 4#塔板间距为2400-2500mm ;4# 11#塔板间距为900-1 IOOmm ;11# 14#塔板间距为 IOOO-IlOOmm ;14# 15# 塔板间距为 1000-1150mm ;15# 20# 塔板间距为 1200_1350mm ; 20# 26#塔板间距为1150-1300mm ;26# 28#塔板间距为1400_1550mm ;28# 40#塔板间距为 1400-1550mm。
4.按照权利要求1或2所述的硝酸生产用吸收塔,其特征是塔板上有降液管,每层降液管底部有降液节流圈。
5.按照权利要求4所述的硝酸生产用吸收塔,其特征是降液管节流圈的底部设有定距管或定距块。
专利摘要本实用新型涉及一种硝酸生产用吸收塔。本实用新型属于硝酸制备技术领域。硝酸生产用吸收塔,塔内设有塔板和循环冷却水管路,其特点是塔板上循环冷却水的分配方式为闭路循环水系统分成上下两段进入吸收塔,上下两段水串联结构,吸收塔底部三层塔板上每块塔板上循环冷却水盘管层数为5~7层,塔下部有两个出酸口,一是在第一层塔板,二是在第二层塔板或第三层塔板,两个出酸口的酸汇集塔底出口。本实用新型具有结构简单,设计紧凑,充分利用闭路水的冷量,节省闭路系统脱盐水的循环量,降低了能耗,提高了NO氧化率、NO2的吸收率和吸收塔底部硝酸浓度,满足降液管最大降液量要求,生产效率高等优点。
文档编号C01B21/40GK202322383SQ20112040574
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者景双伍, 李 瑞, 赵瑞生, 郭中华 申请人:天津华景化工新技术开发有限公司

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