[实用新型]用于尿素合成的塔盘

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种尿素合成塔内部件，尤其指用于尿素合成的塔盘。

背景技术

尿素合成塔是尿素生产装置中最重要的反应单元设备，其物料化学反应的平衡程度及二氧化碳的转化率是衡量塔内件最重要的指标。现有专利号为99230464.4名称为《球帽型尿素合成塔盘》的中国实用新型专利公开了一种结构，由盘体、塔盘孔和球帽组成，其特征在于：盘体自中心向边缘按密度逐渐加大的规律开有若干个塔盘孔，塔盘孔上装有呈″Ω″形的球帽，球帽上开有球帽孔。该实用新型不仅可使尿素合成塔容积得以有效利用，以提高生产效率，而且设计新颖，结构简单，使用方便。但其存在的缺点是，球形帽上的球帽孔的开孔方向设计不尽合理，即以水平方向垂直于球形帽壁开孔，没有利用旋流的混合原理，气液接触速度及气体分散程度较低，使气相难以快速扩散至液相，从而降低了二氧化碳转化率；还有其凸起的球帽在塔盘分布的位置也不够合理，即有汽液相混合的死区，使塔盘上的汽液相难以均匀混合接触。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种设计合理、气液接触速度及气体分散程度高、气相能快速扩散至液相、从而提高二氧化碳转化率的用于尿素合成的塔盘。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案：该用于尿素合成的塔盘，包括有盘体，该盘体上分布有呈球帽形的凸部，凸部内腔与盘体下部的合成塔内腔相连通，在凸部的球帽形壁上开有通孔，其特征在于所述通孔以横向截面的圆周切线呈51°～53°的角度分布在球帽形凸部上。

作为改进，所述通孔以横向截面的圆周切线呈53°的角度分布在球帽形凸部上；所述盘体设计呈圆形，以水平搁置的方式固定于合成塔中，所述凸部以盘体的圆心为中心以圆圈形轨迹分布于盘体上；所述凸部以圆圈形轨迹分布的结构是：每层远离圆心一圈，凸部的数量就分别增多，且各个圆圈形轨迹至中心点距离构成抛物线二次函数关系。

与现有技术相比，本实用新型采用将塔盘通孔以横向截面的圆周切线呈51°～55°的角度分布在球帽的凸部上，对现有开孔方向进行了精确分布，使塔内物料流动状态更趋合理，有效消除物料返混；对球帽的分布状况也进行了设计，通过利用y＝px²(p为常数)的抛物线方程重新进行计算分布轨迹，对原球帽的分布密度及分布方式作了进一步调整，消除了汽液相混合的死区，降低了塔壁效应，减少了物料的返混；使盘体上的汽液相能更加均匀混合接触，同时对球帽水平开孔角度又进行了重新设计，利用旋流混合原理，把原来垂直开孔改进为沿切线53°开孔，优化了气流与液流的流动方式，增加气液接触速度及气体分散程度，使气相能快速扩散至液相，从而达到提高二氧化碳转化率的目的；所以综合上述，通过上述改进措施，球帽塔盘的各项性能有了较大幅度的提高，很好地解决了塔盘筛孔液相的速度补偿问题、球帽分布状态及混合角度问题，彻底改变气体及液体流动方向、运行路径和混合方式，最大限度地提高了尿素合成塔二氧化碳转化率。

附图说明

图1为本实用新型实施例合成塔的结构剖视图；

图2是图1中A向的平面图；

图3是图1中球帽形凸部横向的剖视图；

图4是图1中球帽形凸部纵向的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图4所示，本实施例的用于尿素合成塔盘，包括有盘体2，所述盘体2呈圆形，以水平搁置的方式固定于合成塔1的内腔10中。在盘体2上分布有呈球帽形的凸部3，该凸部3以盘体2的圆心为中心以圆圈形轨迹12分布于盘体2上，凸部内腔32与盘体2下部的合成塔内腔10相连通，在凸部3的球帽形壁上开有通孔31，该通孔31以横向截面的圆周切线呈53°的角度分布在球帽形凸部3上。当然通孔31的角度也可以是在51°～55°角度中的任何一个。所述凸部3以圆圈形轨迹12分布的结构是：每层远离圆心一圈，凸部3的数量就分别增多，且与各个圆圈形轨迹12至中心点距离构成抛物线的二次函数[y＝px²(p为常数)]关系。其中y是第个圆圈轨迹的凸部3个数，而x表示相对于y的每个圆半径。

以下对本发明的工作原理作进一步描述：

尿素合成塔是尿素生产装置中最重要的反应单元设备，其物料化学反应的平衡程度及二氧化碳的转化率是衡量塔内件最重要的指标。很大程度改变物料在尿塔内的流动状态，以期充分合理地利用尿素合成物系的物化特性，达到提高合成转化率及合成生产强度的目的，使尿素合成塔转化率能够从现有基础上再提高1-2％。而转化率每提高1％，尿素生产的后续工序，包括分解、吸收工序负荷可降低10％，不仅能节省大量蒸汽，在同等规模装置情况下，生产能力可提高10％。