大型碳化塔设计方案推介.PDF

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．