專利名稱：一種應(yīng)用于氮－15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于反應(yīng)設(shè)備領(lǐng)域，具體地說是一種應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔。
背景技術(shù)：
在目前的氮-15生產(chǎn)過程中，由于單套生產(chǎn)能力較小，因而回流塔塔徑大多在120mm以內(nèi)，塔內(nèi)冷卻彈簧形盤管為單一盤管就可以滿足工藝要求。若將塔徑放大到150mm，甚至250mm時(shí)，則因單位時(shí)間要求帶走的熱量驟增，單一盤管結(jié)構(gòu)的冷卻裝置就不能滿足工藝要求，因此冷卻彈簧形盤管結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行改進(jìn)。原有硝酸加料量較小在100ml/min之內(nèi)，故其硝酸加入反應(yīng)回流塔內(nèi)，只在中央一處加入即可；若將硝酸加料量增加到400ml/min甚至更多，則其加料方式也應(yīng)進(jìn)行創(chuàng)新。此外，原有反應(yīng)回流塔底部稀硫酸出料原由1000ml平底燒瓶改制而成，與塔底之連接由標(biāo)準(zhǔn)磨口來完成；因燒瓶壁太薄，強(qiáng)度低，故不能承受來自整個(gè)塔體及內(nèi)部填料所形成的重壓，加之磨口連接結(jié)構(gòu)總會有少許的泄漏，因而也需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種硝酸液體分布均勻、反應(yīng)所生成的熱量能迅速移出的應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔，包括塔體，以及設(shè)在該塔體內(nèi)的硝酸液體加料部分、彈簧形冷卻盤管部分、稀硫酸出料部分、測溫部分；其特征在于，所述的硝酸液體加料部分包括硝酸入口管和硝酸液體分布器，它設(shè)在塔體頂部；所述的彈簧形冷卻盤管部分包括至少有一組彈簧形冷卻盤管，它設(shè)在塔體中部；所述的稀硫酸出料部分包括稀硫酸出口管、支撐篩板，該部分設(shè)在塔體底部；所述的塔體頂部還設(shè)有NOX氣體出口管；所述的塔體下方設(shè)有SO2氣體入口管；所述的塔體外壁設(shè)有淋降冷卻水裝置。
所述的測溫部分包括測溫管，該測溫管由塔頂往下插入塔體中部或者由塔側(cè)壁插入塔體中部。
所述的硝酸液體分布器為管式分布器，其結(jié)構(gòu)為在豎直的硝酸入口管底部設(shè)置水平狀且端部封閉的一字形或十字式或米字形的液體分布管，該液體分布管中央設(shè)有一大孔，接近末端設(shè)有小孔。當(dāng)塔徑較小時(shí)，其分布器也可以是中央一直管。
所述的至少有一組彈簧形冷卻盤管，其冷卻水進(jìn)、出口管分別為單一總管。
所述的彈簧形冷卻盤管包括冷卻水入口、盤管或內(nèi)、外層盤管、冷卻水出口。
所述的淋降冷卻水裝置包括下面開有小孔的水淋頭和冷卻水收集漏斗。
所述的塔體采用玻璃材料。
所述的回流塔塔徑為80～300mm，塔高為1.8～3.0m，硝酸處理量為80～600ml/min。
所述的回流塔內(nèi)的彈簧形冷卻盤管總的傳熱面積為0.2～4m2，它依據(jù)化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的總熱量和冷卻水進(jìn)出口能承受的溫度差來確定。
通過上述技術(shù)措施，在直徑250mm的反應(yīng)回流塔內(nèi)，硝酸加料量在400～500mL/min時(shí)，其反應(yīng)區(qū)(反應(yīng)回流塔內(nèi)有棕黃色的地方)能穩(wěn)定在塔中部300mm范圍內(nèi)，維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，說明符合工藝要求。


圖1是本發(fā)明應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將通過具體實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，一種應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔，包括塔體15，以及設(shè)在該塔體15內(nèi)的硝酸液體加料部分、彈簧形冷卻盤管部分、稀硫酸出料部分、測溫部分。所述的硝酸液體加料部分包括硝酸入口管2和硝酸液體分布器4，該硝酸液體分布器為管式分布器，其結(jié)構(gòu)為在豎直的硝酸入口管底部設(shè)置水平狀且端部封閉的十字式液體分布管，該液體分布管中央設(shè)有一大孔，接近末端設(shè)有小孔，該部分設(shè)在塔體頂部。所述的彈簧形冷卻盤管部分包括兩組(雙層)兩個(gè)不同直徑的玻璃管彎制成不同圈徑的兩個(gè)彈簧形冷卻盤管，然后組合成雙層彈簧形盤管冷卻器，該雙層彈簧形冷卻盤管包括上冷卻水入口5、上冷卻水內(nèi)層盤管6、上冷卻水外層盤管8、上冷卻水出口7、下冷卻水入口11、下冷卻水內(nèi)層盤管9、下冷卻水外層盤管10、下冷卻水出口12，其中上冷卻水入口5與下冷卻水入口11共用一總管，上冷卻水出口7與下冷卻水出口12共用一總管，該部分設(shè)在塔體中部。所述的稀硫酸出料部分包括稀硫酸出口管17，硫酸氣相平衡管16、圓弧形篩板14，該部分設(shè)在塔體底部，它與塔體中部加工成一體，其壁厚增至5mm以上，以承受來自全塔及內(nèi)部填料所產(chǎn)生的重壓。所述的測溫部分包括測溫管1，該測溫管1由塔頂往下插入塔體中部。此外，所述的塔體頂部還設(shè)有NOX氣體出口管3；所述的塔體中部下方設(shè)有SO2氣體入口管13；所述的塔體中部外壁上下方各設(shè)有淋降冷卻水分布器19、淋降冷卻水收集漏斗18，其中淋降冷卻水分布器19為下面開有小孔的半圓形水淋頭。
本發(fā)明應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔在圓弧形支撐篩板14以上裝填有玻璃彈簧顆粒填料，直至塔上部的硝酸液體分布器4之下，硝酸是從硝酸入口管2通過硝酸液體分布器4的5～9個(gè)φ1.5～φ2之小孔加入塔內(nèi)，然后沿填料玻璃緩慢下流。而SO2氣體則是通過SO2氣體入口管由塔下部沿填料表面向上運(yùn)動，當(dāng)與硝酸相遇時(shí)，就發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成稀硫酸、NO和NO2氣體，且放出熱量。其反應(yīng)方式如下A式B式這時(shí)，在塔中段某處，可以清楚地看出填料層出現(xiàn)棕黃色之反應(yīng)區(qū)域，即反應(yīng)顏色區(qū)。我們可以從測溫管1的熱電阻所對應(yīng)的溫度指示儀中觀察出其相應(yīng)的溫度值，而且可以改變SO2量的大小或者硝酸流量的多少來調(diào)節(jié)反應(yīng)區(qū)的部位。一般以反應(yīng)區(qū)的位置控制在塔的中部為宜，即在測溫管末端附近為好。
反應(yīng)熱的帶出由如下兩種途徑達(dá)到，第一是通過上冷卻和下冷卻內(nèi)層盤管6和9以及上冷卻和下冷卻外層盤管8和10中的冷卻水帶出，其冷卻水分別由上冷水出口7和下冷水出口12返回涼水塔。第二是通過淋降冷卻水水淋頭19將冷卻水自上而下淋降于塔外壁而帶走熱量，其冷卻水由淋降冷卻水收集漏斗18集中起來，返回涼水塔系統(tǒng)。發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后所生成的稀硫酸，沿玻璃填料表面順流而下，通過圓弧形篩板中的小孔流入塔底，經(jīng)硫酸出口管17排出塔外。而反應(yīng)后生成的NO和NO2混合氣體經(jīng)填料表面，向上運(yùn)動，最后經(jīng)由NOX氣體出口管3，仍舊返回至硝酸傳質(zhì)交換塔中。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔，包括塔體，以及設(shè)在該塔體內(nèi)的硝酸液體加料部分、彈簧形冷卻盤管部分、稀硫酸出料部分、測溫部分；其特征在于，所述的硝酸液體加料部分包括硝酸入口管和硝酸液體分布器，它設(shè)在塔體頂部；所述的彈簧形冷卻盤管部分包括至少有一組彈簧形冷卻盤管，它設(shè)在塔體中部；所述的稀硫酸出料部分包括稀硫酸出口管、支撐篩板，該部分設(shè)在塔體底部；所述的塔體頂部還設(shè)有NOx氣體出口管；所述的塔體下方設(shè)有SO2氣體入口管；所述的塔體外壁設(shè)有淋降冷卻水裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔，其特征在于，所述的測溫部分包括測溫管，該測溫管由塔頂往下插入塔體中部或者從塔側(cè)壁中部插入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔，其特征在于，所述的硝酸液體分布器為管式分布器，其結(jié)構(gòu)為在豎直的硝酸入口管底部設(shè)置水平狀且端部封閉的一字形或十字式或米字形的液體分布管，該液體分布管中央設(shè)有一大孔，接近末端設(shè)有小孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔，其特征在于，所述的至少有一組彈簧形冷卻盤管，其冷卻水進(jìn)、出口管分別為單一總管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔，其特征在于，所述的彈簧形冷卻盤管包括冷卻水入口、盤管或內(nèi)、外層盤管、冷卻水出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔，其特征在于，所述的淋降冷卻水裝置包括下面開有小孔的水淋頭和冷卻水收集漏斗。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔，其特征在于，所述的塔體采用玻璃材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔，其特征在于，所述的回流塔塔徑為80～300mm，塔高為1.8～3.0m，硝酸處理量為80～600ml/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于氮-15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔，其特征在于，所述的回流塔內(nèi)的彈簧形冷卻盤管總的傳熱面積為0.2～4m2，它依據(jù)化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的總熱量和冷卻水進(jìn)出口能承受的溫度差來確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于氮－15生產(chǎn)的反應(yīng)回流塔，包括塔體，以及設(shè)在該塔體內(nèi)的硝酸液體加料部分、彈簧形冷卻盤管部分、稀硫酸出料部分、測溫部分；所述的硝酸液體加料部分包括硝酸入口管和硝酸液體分布器，它設(shè)在塔體頂部；所述的彈簧形冷卻盤管部分包括至少有一組彈簧形冷卻盤管，它設(shè)在塔體中部；所述的稀硫酸出料部分包括稀硫酸出口管、支撐篩板，該部分設(shè)在塔體底部；所述的塔體頂部還設(shè)有NO
文檔編號B01B1/00GK1600680SQ0315123
公開日2005年3月30日 申請日期2003年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月26日
發(fā)明者袁維新 申請人:上海化工研究院