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大型碳化塔设计方案推介
2015年第 1期 周光耀 :大型碳化塔设计方案推介 3
大型碳化塔设计方案推介
周光耀
(中国成达工程有限公司,四川 成都 610041)
摘要:作者在对纯碱生产碳酸化过程的研究及丰富实践的基础上,提出新设计单塔能力 450t纯碱
的大型碳化塔。介绍用于氨碱法生产的大型碳化塔设计方案,包括塔体的结构材料、塔直径和塔
高、塔板形式、冷却结构等方面 ,并对大型碳化塔的优点、可靠性进行分析 。
关键词 :纯碱 ;碳化塔 ;大型;结构I夕冷塔 ;菌帽塔
中图分类号:TQ114.15 文献标识码 :B 文章编号:1005—8370【2015)01—03—03
目前我国纯碱行业产能约为 30000kt/a,国家 大型碳化塔设计方案 ,这样当采用 5塔一组 、4塔制
对新建纯碱厂的产能门槛越来越高 ,目前要求新建 碱时,一组碳化塔 即可达到 日产 1800t,即年产 60
联碱厂产能 600kt/a以上 ,新建氨碱厂产能 l000 万 t装置只需一组碳化塔 。
kt/a以上。建设大型产能装置必须开发大型生产 下面介绍单塔能力 日产 450t的用于氨碱法生
设备才能与之适应 。对于大型纯碱装置如果还是用 产的大型碳化塔设计方案 (联碱塔也可设计 ,只是工
以往产能较小 的设备配置,必然出现塔成林 、机成群 艺条件不同,略有差别)。
的不合理现象,其结果是设备数量多,占地面积大,
建设费用高 ,运行费用高,日常维修工作量大 ,这就 1 设计条件
失去了生产装置大型化 的优越性 。近三十年来我对
纯碱生产的碳酸化过程有一定的研究,并设计 了各 生产方法:氨碱法
种不同工艺条件、不同结构型式的碳化塔 。如进气 生产能力 :450t/d
CO 浓度达 98 的全浓气制碱碳化塔 、进炉气和窑 进液 :氨盐水
气 (包括 CO:浓度 38 ~40 的烧煤焦 的窑气和 进气 :炉气 CO2809,5~9O%;窑气 CO238 ~
cO 浓度 只有 28 的气烧窑气)的碳化塔、以及 4O
CO。浓度为 17%~28 的变换气制碱碳化塔、小苏 冷却水 :温度22~28℃,当夏季水温高时,可在
打碳化塔。塔的工作压力从 0.3~2MPa,塔 的冷却 下面 1~2个冷却水箱中进冷冻水 ,否则降低转化率
方式有 内冷和外冷两种 。塔体的结构材料有铸铁 也可运行
塔、钢塔和复合板塔 。塔 内件有铸铁、钢板 、316L、
钛等多种组合。单塔 的能力从 日产 100t到 360t。 2 塔体的结构材料
这些碳化塔都是新开发设计的,目前都在正常运行。
碳化塔是纯碱生产的关键设备 ,要实现纯碱生 要实现碳化塔的大型化,首先必须突破传统 的
产装置大型化 ,必须 以碳化塔大型化为先行。我在 铸铁作为塔结构材料。铸铁结构难 以大型化 ,而且
以往对纯碱生产碳酸化过程的研究及丰富实践的基 制作周期长,加工量大,耐腐蚀性能也不太理想。如
础上 ,提 出新设计单塔能力达到 日产 450t纯碱的 直径 3/3.4m 的铸铁塔运行十年左右 ,塔内件已严
4 纯 碱 工 业
重腐蚀 ,影响工艺指标 ,需要更换 。因存在腐蚀还影 持一定的坡度 ,菌帽高度也有所增加 ,初步估计塔总
响纯碱白度。我在设计变换气制碱碳化塔时 由于工 高约 32m,塔顶不控制压力 ,估计塔底压力约 0.
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