尿素合成塔高效球帽塔盘.doc

技术特点:塔板的物理作用可概括为一个原理三个效应,其中分室原理是最基本的作用。(1)分室原理理论上对于强返混的反应器分成若干个小反应器串联连接,可避免各个反应器之间的物料返混,但对一个整体反应器来说,通过塔板分隔有助于减少物料返混,所谓分室原理就是借助塔板开孔与空塔之间的速度差避免或减少塔板前后物料的返混。球帽型尿素合成塔板分室作用还有以下几个好处:使流体再分布,不是简单地分隔;最佳的分布方案无疑是要尽可能减少“塔壁效应”。建立塔板间的浓度梯度,减少了无效反应空间。改变气、液体流动方向,优化吸收机理。(2)球帽尿素合成塔板的平衡效应在分室的作用下,避免了因塔上部的比重逐渐加大浓度逐渐增多的尿素生成溶液向下的返混,而带来的返混区平衡效应。换句话说,由于纵向返混得到抑制,消除了平衡效应,使有效反应容积得以增加,有效反应停留时间得到延长。——重在提高平衡转化率,可提高到66%以上。(3)球帽—Ⅲ型尿素合成塔板的饱和效应分室混合理论是将尿素生成区建立在消除饱和效应的基础上的,使停留时间缩短了近一倍,是积极合成法。——重在提高生产强度(4)球帽型尿素合成塔板的塔壁效应尽管原塔内空塔流速很少,,但由于“超临界状态”吸收及CO2在高尿素含量溶液中的难溶特性,使尿素合成物系中存在着较多的游离气体,这部分气体在上升过程中容易产生“塔壁效应”。随着尿塔直径加大,径向速度梯度加大,当达到一定程度就会产生明显的轴向环流现象。增加塔板后虽可抑制游离气体的纵向返混,但塔截面的速度梯度仍然存在,容易产生中心偏流现象——对这种中心偏流现象很难用单色着色实验用肉眼观察得到。从均匀混合的角度出发,采用速度梯度补偿型的新型塔板更为有利。——消除塔壁效应,有利于进一步减少平衡效应和饱和效应。我公司的球帽型尿素合成塔板与衬里的间隙尺寸也是经过计算了的。较好解决了大尿素合成塔的塔壁效应问题。二、新型合成塔板的设计思想采用新型塔板的目的主要有两个:一个消除纵向返混,二是加强分室混合程度。对于第一个目的很简单,控制塔板开孔率,通过速度差达到分隔的目的。对于第二目的,各种塔板考虑的角度不尽相同,但多采用了气室原理,即先建立一定程度的气液分离条件,再设法改变气体或液体流动方向、运行路径,混合方式等,以期均匀混合。三、新型球帽型尿素合成塔板简介(1)适应于小直径塔型的球帽型尿素合成塔板(ф1200~ф1400)远东公司的球帽型塔板,在塔板上布置球帽以形成局部气液分离,气体流动阻力小从球帽上的小孔喷出,并且其开孔率和开孔角是根据不同的操作工况计算出来的;提高了气体流动速度,以加强对液体的混合;改变了气体流动的方向,增加了气液接触机会;球帽上的孔较小增加了气体的分散度,加大了气液接触表面积;更重要的是在塔板的开孔分布上,采用速度梯度补偿的原理,越往阻力大的地方即越靠近塔壁处开孔率越大,以消除“塔壁效应”。(2)适合于大直径塔型的球帽—Ⅲ型尿素合成塔(ф1600~ф2800)远东公司根据厂家近年来塔径越来越大的趋势,研究开发了适用于ф1600~ф2800尿素合成塔球帽—Ⅲ型高效塔板,根据厂家的生产强度,计算出球帽—Ⅲ型尿素合成塔板的开孔率和开孔角,优化了气流与液流的流动方式,改变了流体路径返混趋势,有利于混合均匀,提高二氧化碳的转化率。塔板结构简述远东公司实用新型尿素合