[实用新型]具有塔内件的填充规整填料高压铜洗塔

说明书

本实用新型属化工分离设备。

近十几年来，板波纹填料用于精馏、吸收过程日趋广泛，如瑞士苏尔寿公司（Sulzer）的麦勒派克（Mellapak）填料、美国格里奇公司（Glitsch）的吉姆派克（Gempak）填料、德国蒙茨公司（Montz）的蒙茨填料等，这类填料多用于常压及真空操作的塔中，即或是加压塔压力也小于1Mpa，使用到压力为12～13Mpa的铜洗塔中，尚未见报导。

以煤为原料的中小型氮肥厂，从煤制气开始，先制得半水煤气，其组成是：H₂38～39％、CO30～31％、N₂21～22％、CO₂8～9％、O₂0.3％及少量H₂S。半水煤气经过脱硫、变换、脱CO₂后所得N₂－H₂原料气中仍残存CO1.5～4.0％，CO₂0.2～0.4％、O₂0.1～0.3％、为进一步去除CO、CO₂、O₂需进行最后一步净化处理即在铜洗塔中进行。在此塔中用铜氨络合溶液洗去CO、CO₂、O₂、H₂S等残存成份，出铜洗塔的气体称精炼气，精炼气中CO＋CO₂≤20ppm方为合格，才允许进入氨合成系统。故铜洗塔是合成氨生产过程中的关键设备，它的优质、稳定、连续运行是保证氨合成系统稳定生产的前提条件。

目前国内中小型氮肥厂中有φ500、φ700、φ1000的铜洗塔数量超过1000个，这些塔目前均使用乱堆填料，存在着效率低，操作弹性小，比表面积小等缺点。国内设计的铜洗塔大部采用喷头式装置，致使初始分布不良，中部用截锥式再分布器，分布效果仍不佳等缺点。

在喷头式分布器、截圆锥式再分布器及乱堆填料的铜洗塔中，当进塔气体减少时，或是进塔气量虽未变，但所含CO百分数减少时，从吸收角度考虑，入铜洗塔液量也应相应减少，以减少动力消耗，降低合成氨生产成本。但是此种塔内件要求的进塔铜液量可调范围比较窄，往往不允许降低铜液量，否则就会出现精炼气中CO＋CO₂超过20ppm而不合格。

本实用新型的目的是根据目前工业上使用的铜洗塔的缺陷提供了一种可以提高铜洗质量，节省能源，以规整填料取代乱堆填料，并采用网格式喷淋初分布器及溢流式与筛板式相结合的再分布器组成的塔内件，应用在铜洗塔中，取得了满意的结果。

本实用新型考虑了在铜洗系统中喷淋密度很大（一般40～60m³／m²·h）所以液体一定要分布均匀，否则部分填料因挂料量过大而失效，从而降低了传质效率。为此本实用新型采取了以下措施。

1.本实用新型考虑到铜洗塔中喷淋密度大，且可调范围较宽的特点采用了网格式初分布器，降液布点在200／m²以上，致使所有填料液膜厚度十分均匀。

2.本实用新型为提高传质效率，每隔一段距离加一块再分布板，采用溢流式和筛板式相结合的方式，由三块拼接而成，有较好的再分布效果。

3.用规整填料比散装填料增大了一倍左右的传质面积，所以使铜洗质量显著提高。

本实用新型提出的塔内件及全塔的示意图如图一、图二、图三、图四所示，其中：

图一为铜洗塔结构示意图

图二为再分布器示意图

图三为初分布器示意图

图四为板波纹规整填料

在图一至图三中：1为铜液入口；2为填料压板；3为塔体；4为气体进口；5为铜液出口；6为再分布器；7为支撑板；8为填料段；9为初分布器；10为除雾板；11为精炼气出口；12为气体上升管；13为液体下降管；14为铜氨液管；15为主分布管；16为支分布管；17为网格管。

在再分布器上气体上升管直径为φ50～150mm，液体下降管为φ16～φ50mm；液体下降管布点密度为150～200点／m²；在初分布器上的主分布管为φ50～100mm，支分布管为φ30～50mm，网格管上均布有φ2～φ15mm的喷洒孔。

该塔填充高度为13米，分四层填装，顶层为4米，其它各为3米，每层之间装有再分布器，所用规整填料规格为天津大学化学工程系北方化工新技术开发公司生产的不锈钢TH1000型板波纹填料。