一种氧化塔的运行系统
技术领域
本实用新型涉及塔体进气控制技术领域，具体涉及一种氧化塔的运行系统。
背景技术
现有的双氧水装置采用的是钯触媒固定床蒽醌法双氧水生产技术，双氧水装置中的氧化塔采用了三段式结构，由从上至下的上塔、中塔和下塔构成，现在是以并联的方式向上塔、中塔和下塔中通入空气，通过空气中的氧气对经过氢化塔反应后的氢化液进行氧化。
在生产过程中，对一些试验数据进行分析发现，氢化液进氧化系统后，虽然氧化效率及氧化收率均达到了预期目标，但上塔、中塔和下塔的空气利用率具有很大的差别，且尾气氧含量也具有明显的差异，60％～70％的氧化发生在氧化塔上塔，尾气中氧含量也达到了底限，中塔氧化作用也达到了20％左右，尾气氧含量在10％左右，但下塔氧化作用较小，其尾气中氧含量高达约16％，从而导致氧化尾气总管中氧含量最高达到了8％。
因下塔中的氧化作用较小，因此对下塔中的空气通入量减少来达到减少其尾气中的氧含量，但是通过实验数据分析发现:随着下塔中的空气通气量逐渐降低，尾气中氧含量下降并不明显，反而导致下塔中的氧化效果下降，氧化收率不足90％，因此，从改变下塔中的空气通气量来控制其尾气中的含氧量是不合理的。
研究人员通过分析认为，出现上述情况，主要是因为氢化液经上塔和中塔氧化后，进入下塔的工作液中氢蒽醌含量已经很低，若在此阶段还减少进气量，下塔内氧分压降低，氢蒽醌的氧化反应速率将变得更低，导致反应不完全，氧效降低。因此，下塔的气量不能盲目的减少。
实用新型内容
针对现有技术中所存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种氧化塔的运行系统，以解决现有技术中，氢化液进氧化系统后，在氧化塔内进行氧化的过程中，氧化塔中的上塔、中塔和下塔中排放的尾气中含氧量较高，导致空气中的氧气利用率较低，其成本相对较高的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：一种氧化塔的运行系统，包括由下塔、中塔和上塔构成的氧化塔，所述下塔、中塔和上塔之间设置有以串联式为主、并联式为辅的进空气单元，进空气单元包括主线进气单元和辅线进气单元；
其中，主线进气单元包括与下塔底部连通的第一进空气管、将下塔顶部与中塔底部连通的第一通气管以及将中塔顶部与上塔底部连通的第二通气管；
辅线进气单元包括第二进空气管，第二进空气管与第一进空气管、第一通气管和第二通气管均通过导通管连通。
相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
本系统以第一进空气管作为主要的进空气管线，通过第一通气管和第二通气管的位置和连接方式使从第一进空气管中通入的空气依次进入下塔、中塔和上塔中进行氧化反应，采用串联的进气方式；同时以第二进空气管作为辅助的进空气管线，通过导通管与第一进空气管、第一通气管和第二通气管的连接方式使从第二进空气管通入的空气同时进入下塔、中塔和上塔中进行氧化反应，采用并联的进气方式；通过串联与并联的结合方式，提高了下塔、中塔和上塔中的氧化效率，减少了上塔、中塔和下塔中排放的尾气中的含氧量，降低了成本。
附图说明
图1为本实用新型的工艺流程图；
图2为本实用新型中的空气分布器的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：下塔1、中塔2、上塔3、第一进空气管4、第一通气管5、第二通气管6、第二进空气管7、导通管8、进气主管9、布气管10、支撑环11、过滤器12、分离器13、氢化液管14。
实施例
参考图1和图2所示：一种氧化塔的运行系统，包括由下塔1、中塔2和上塔3构成的氧化塔，所述下塔1、中塔2和上塔3之间设置有以串联式为主、并联式为辅的进空气单元，进空气单元包括主线进气单元和辅线进气单元；其中，主线进气单元包括与下塔1底部连通的第一进空气管4、将下塔1顶部与中塔2底部连通的第一通气管5以及将中塔2顶部与上塔3底部连通的第二通气管6；辅线进气单元包括第二进空气管7，第二进空气管7与第一进空气管4、第一通气管5和第二通气管6均通过导通管8连通。
通过对下塔1、中塔2和上塔3中的进空气方式进行改变后，在下塔1、中塔2和上塔3内均增设空气分布器，使进入下塔1、中塔2和上塔3中的空气分布更均匀，提高氧化效率；空气分布器包括进气主管9和以进气主管9为对称轴对称设置的两列布气管，本实施例中两列布气管在同一个平面内，使空气分布器的空间占用率低；每列布气管包括与进气主管9连通的多个布气管10，多个布气管10沿进气主管9轴向方向上间隔布置，且多个布气管10的排气端的连线呈弧形布置；下塔1、中塔2和上塔3内安装的空气分布器均安装在其塔底中部，通过空气分布器中的进气主管9与下塔1、中塔2或上塔3底部的进空气口连通；空气分布器为了提高其结构强度，在布气管10外侧设置有与进气主管9相连的支撑环11，支撑环11的设计还便于将空气分布器安装在塔体内。
为了提高下塔1、中塔2和上塔3中的氧化效率，进一步减少尾气中的含氧量；下塔1的塔底和中塔2的塔顶之间以及中塔2的塔底和上塔3的塔顶之间均设置有循环过滤单元，循环过滤单元均包括过滤器12，过滤器12的进液口通过第一连管与中塔2或上塔3的顶部连通，过滤器12的出液口通过第二连管与下塔1或中塔2的底部连通；通过过滤器12将上塔3的尾气或中塔2的尾气净化之后导入对应的中塔2或下塔1中进行循环使用，降低了尾气中的氧含量，降低了成本；且将上塔3的尾气净化后导入中塔2和将中塔2的尾气净化后导入下塔1中循环使用是为了根据中塔2和下塔1中进行氧化反应的实际情况来设计的，能够获得更低的尾气氧含量。
因氢化液管14导入的氢化液是首先进入上塔3，然后再依次进入中塔2和下塔1，在上塔3、中塔2和下塔1中进行氧化反应，可见下塔1排放的尾气中杂质较多；因此在第一通气管5的排气口连通有分离器13，分离器13的顶部通过第三连管与中塔2的底部连通；通过分离器13对下塔1顶部排放的尾气进行分离，使分离净化后的空气通过第三连管导入中塔2中进行氧化反应。
本实用新型中，上塔3的顶部、第二通气管6和第三连管上均通过尾气排放管连通至同一尾气总管上，且第二通气管6、第三连管和每个尾气排放管上均设置有控制阀；通过尾气排放管上的控制阀来控制上塔3、中塔2和下塔1中的尾气外排情况，通过第二通气管6和第三连管上的控制阀来控制上塔3与中塔2以及中塔2与下塔1之间的进空气通道的连通情况；通过尾气总管将上塔3、中塔2和下塔1进行外排的尾气进行汇集，以便于进行后续的尾气净化处理。且为了对各个管线的连通状态进行控制，便于对各个设备进行检修和保压处理等情况，在各个管线上设置有电控阀和/或手动阀。
使用时，氢化液从氧化塔的上塔3顶部进入，空气从第一进空气管4中进入下塔1塔底，结合从第二进空气管7中同时通入下塔1塔底、中塔2塔底和下塔1塔底，通过逆流接触的方式进行氧化反应，其中第一进空气管4为主要的进空气量，第二进空气管7为辅助进空气；在反应过程中的尾气主要从上塔3顶部的尾气排放管排入尾气总管中，根据实际情况可以调节尾气排放管上的控制阀，使下塔1和中塔2顶部排放的尾气直接放入尾气总管中。
采用本系统之后，对一个月统计的数据进行分析，求取平均值后得出上塔3、中塔2和下塔1的尾气含氧量如下：
从上表中可以看出，采用本系统之后，上塔3、中塔2和下塔1的尾气含氧量得到了明显的降低，提高了空气的利用率，减少了氧化的成本。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
