專利名稱：碳化塔用塔板的制作方法
技術領域：
本發明是對制堿工業的關鍵設備碳化塔內使用的塔板材料的更新。
在制堿工業生產中，碳化塔是關鍵設備之一，碳化塔內使用的塔板是碳化塔的核心部件。自從本世紀二十年代菌帽塔板式碳化塔定型以來，國內外制堿工作者對塔板的結構構造的改革進行了種種嘗試，《碳化塔結構改進及傳質系數的研究》(詳見《純堿工業》1982年第3期，第1～10頁)一文中介紹了用溢流菌帽等八種不同結構的塔板進行的實驗，但目前制做塔板的材料均為鑄鐵、鋼材等金屬材料制成，《碳化塔采用溢流菌帽結構的探討》(詳見《純堿工業》1985年第4期，第2～5頁及22頁)一文中介紹“溢流菌帽塔由于增加溢流管，鋼材用量稍多于傳流菌帽塔，”另外，據《四川省科技項目查新咨詢報告書》(編號A901010)查新結論證明“未見有用塑料來制作制堿塔中的菌帽塔板的文獻報道。”“經咨詢化工部第八設計院的有關專家，得知現有的菌帽塔板是由金屬材料制成，即是鑄鐵的”。在長期的制堿生產過程中，我們發現鑄鐵塔板存在如下不足(1)鑄造成型工藝復雜，更新換代采用新設計結構困難;(2)金屬受制堿生產中多種化學物質的腐蝕特別是氯離子的腐蝕影響嚴重，防腐費用高;(3)鑄鐵等受腐蝕后易生產出色堿，影響產品質量;(4)摩擦系數大，易產生結疤堵塞;(5)鑄鐵菌帽塔板笨重，每個重240公斤，每個碳化塔內裝有30～40個菌帽塔板，因此安裝維修困難;(6)鑄鐵塔板制造費用高昂，防腐處理后，每個需花費1200元。對于金屬塔板存在的上述問題長期未能得以解決的原因是多方面的，主要因素可能是設計人員認為碳化塔內工作環境惡劣，化學反應復雜，塔板的設計受塔內溫度、壓力、氣體、液體、固體、化學反應等眾多條件的制約，制造塔板的材料只有鑄鐵、鋼板等金屬材料才能勝任。特別是現有碳化塔多設計為壓力容器，塔內壓力高達數公斤。如果選用塑料材料來替換鑄鐵或鋼板制造塔板，這種塔板必定會因不能承受塔內的壓力而導致損壞，因此，現有設計人員基本不考慮用塑料來制造塔板，而只考慮對塔板的結構構造進行改革。
本發明的目的是克服上述技術偏見，采用適當的塑料材料來替換鑄鐵或鋼板制造塔板，以解決金屬塔板長期存在的上述各種問題。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。
本發明所述碳化塔用塔板是采用耐酸堿腐蝕、有較好的物理機械性能、軟化溫度大于70℃的塑料材料制成。
本發明較好的技術方案是選用硬聚氯乙烯(PVC)塑料、氟塑料或工程塑料材料來制做塔板。
本發明進一步的技術方案是采用焊接塑料的方法來制做塔板。
本發明更好的技術方案是選用硬聚氯乙烯塑料板材經加工成型后焊接成菌帽塔板，菌帽蓋的周邊為鋸齒狀，底板中心孔的周邊也是鋸齒狀。
下面參照附圖對本發明的設計思想和具體實施例做進一步詳細說明。
圖1 硬聚氯乙烯菌帽塔板剖視示意2 硬聚氯乙烯菌帽塔板俯視示意3 裝有菌帽塔板的碳化塔上段示意圖鑒于鑄鐵類金屬塔板存在的主要缺陷，本發明的主體設計思想是選用適當的塑料材料來替換鑄鐵或鋼板制造塔板，這一設計思想是向傳統的設計方案大膽的挑戰，在論證本技術方案的可行性時，受到較多專家的質疑，認為不能應用于工業化生產過程。發明人根據長期的制堿生產經驗和充分的理論依據解答了專家的質疑，并經正式生產實踐證明本發明的設計思想是完全可行的，采用耐酸堿腐蝕、有較好的物理機械性能、軟化溫度大于70℃的塑料材料，如硬聚氯乙烯、聚四氟乙烯、尻龍等類塑料材料來制做碳化塔用塔板可獲得較好的效果。在實際應用時，碳化塔內雖有幾公斤的壓力，但這是指碳化塔內部與外面大氣壓的壓力差，塑料塔板位于碳化塔內，可認為是處于一閉合的勻壓系統內，塑料塔板承受的壓力差較小，使用時只需注意不要快速加壓或減壓，就可保證塑料塔板不會被損壞。
圖1～3是本發明的具體實施例，制造塔板〔1〕所用的塑料材料是硬聚氯乙烯塑料，它價格低廉，具備耐酸、堿、鹽類，碳氯化合物，有機溶劑等介質腐蝕的優點。還具有較好的物理機械性能，彈性模數為15000～3000kg/cm2、抗拉強度為450～500kg/cm2，靜摩擦系數0.4～0.45，動摩擦系數0.23，拉伸強度5000～9000Psi，拉伸模數3.5～6.0×105Psi，壓縮強度8000×13000Psi，抗沖強度0.4～20ftlb/in，脆化溫度-50～-60℃，在75～80℃時變軟等特性，因此，用它制造的塑料塔板〔1〕，適宜安裝在碳化塔〔2〕內工作。本實施例所述塑料塔板〔1〕是采用硬聚氯乙烯塑料板材經加工成型后再焊接制成菌帽塔板〔1〕，菌帽蓋〔3〕的周邊〔4〕為鋸齒狀，使氣體和液體接觸良好，底板〔5〕中心孔的周邊〔6〕也是鋸齒狀，使氣體分布均勻，提高吸收CO2的效率，菌帽蓋〔3〕與底板〔5〕之間焊接有筋板〔7〕。
采用本發明所述塑料材料來替換鑄鐵制造塔板具有以下顯著的優點(1)成型、焊接制做塔板工藝簡單，便于塔板結構構造的更新換代;(2)不需進行防腐處理，減少防腐設備和防腐費用;(3)提高了產品質量，不出色堿;(4)摩擦系數小，不易出現結疤堵塞問題，與鋸齒狀結構配合，強化了生產中的傳質過程，使氣液分布均勻，吸收CO2效率高而穩定;(5)PVC塑料塔板每個僅重33～34公斤，因此，安裝維修塔板方便;(6)以塔的直徑為1.4米的碳化塔為例對PVC塔板與鑄鐵塔板進行比較，鑄鐵塔板的費用為1400元/個，而PVC塔板的費用為225元/個，每個塔板節約費用1175元，每個碳化塔可節省數萬元的投資，有較大的經濟價值。
權利要求
1.碳化塔用塔板，其特征是采用耐酸堿腐蝕、有較好的物理機械性能、軟化溫度大于70℃的塑料材料制成。
2.根據權利要求1所述的碳化塔用塔板，其特征是選用硬聚氯乙烯(PVC)塑料，氟塑料或工程塑料材料來制做塔板。
3.根據權利要求1或2所述的碳化塔用塔板，其特征是采用焊接塑料的方法來制做塔板。
4.根據權利要求1或3所述的碳化塔用塔板，其特征是選用碳聚氯乙烯塑料板材經加工成型后焊接成菌帽塔板〔1〕，菌帽蓋〔3〕周邊〔4〕為鋸齒狀，底板〔5〕中心孔的周邊〔6〕也是鋸齒狀。
全文摘要
本發明是對制堿工業的關鍵設備碳化塔內使用的塔板材料的更新，其特點是采用耐酸堿腐蝕有較好的物理機械性能、軟化溫度大于70℃的塑料材料來制造塔板。例如用硬聚氯乙烯塑料來替換鑄鐵制造菌帽塔板，菌帽蓋的周邊和底板中心孔的周邊設計為鋸齒狀。這種塑料塔板生產工藝簡單，安裝維修方便，不需防腐處理，摩擦系數小，不易結疤堵塞，吸收CO
文檔編號B01J10/00GK1062675SQ91100169
公開日1992年7月15日 申請日期1990年12月28日 優先權日1990年12月28日
發明者幸代興 申請人:簡陽縣紅塔氮肥廠