CN104888478B - 二段蒸发分离器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及蒸发系统，公开了二段蒸发分离器，包括蜗壳(1)，蜗壳(1)内侧壁设有雾沫分离区(2)，雾沫分离区(2)两端与蜗壳(1)圆心的夹角为40‑180°，雾沫分离区(2)包括翅片，翅片上侧设有第一固定板(24)，翅片下侧设有第二固定板(25)，翅片包括第一翅片(21)和第二翅片(22)，第一翅片(21)和第二翅片(22)之间的夹角相同，蜗壳(1)下侧设有液相导流区(3)，液相导流区(3)与雾沫分离区(2)相连，液相导流区(3)个数为6个。本发明主要分为雾沫分离区和液相导流区。设有翅片的雾沫分离区不但能有效降低气相中尿素雾沫的夹带量，而且能彻底解决副反应的产生。液相导流区主要用于分布尿液，使尿液在蜗壳内分布均匀；液相导流区防止尿液在蜗壳内滞留，进而产生大量缩合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸发系统，尤其涉及了二段蒸发分离器。
背景技术
尿素生产系统中的二段蒸发分离器担负的任务是将从一段蒸发分离器来的95％左右的尿液，经过加热将其内部5％左右的水份蒸发分离出去，使其浓度达到99.5％以上，然后送造粒塔造粒。现在的二段蒸发分离器存在以下问题：一是其内部雾沫分离器上方易产生缩合物，导致蒸发效果不好，导致成品水份偏高，影响产品质量；二是二段蒸发分离器气相夹带尿素高。现在的分离器气相带尿素量在6％左右(重量比)，这6％的尿素又返回系统进行分解合成又重新进入蒸发系统，这样即浪费分解蒸汽，又占用合成、分解、蒸发系统能力，形成恶性循环，降低生产效率。
发明内容
本发明针对现有技术的缺点，提供了一种二段蒸发分离器。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
二段蒸发分离器，包括蜗壳，蜗壳内侧壁设有雾沫分离区，雾沫分离区两端与蜗壳圆心的夹角为40-180°，雾沫分离区包括翅片，翅片上侧设有第一固定板，翅片下侧设有第二固定板，翅片包括第一翅片和第二翅片，第一翅片和第二翅片之间的夹角相同，蜗壳下侧设有液相导流区，液相导流区与雾沫分离区相连，液相导流区个数为6个。
本发明主要分为雾沫分离区和液相导流区。雾沫分离区为翅片式，液相导流区为矩形方孔。雾沫分离区不但能有效降低气相中尿素雾沫的夹带量，而且能彻底解决副反应的产生(缩合物的生成)，有利于系统优化运行。翅片的作用主要是分离气相中夹带的尿素雾沫。本发明设有的液相导流区具有以下作用：(1)液相导流区主要用于分布尿液，使尿液在蜗壳内分布均匀；(2)液相导流区防止尿液在蜗壳内滞留，进而产生大量缩合物(如产生大量的缩二脲)。
雾沫分离区安装在蜗壳内，液相导流区与雾沫分离区相连，经过加热器后的尿素溶液形成的气液混合物，由于重力的作用，水蒸气从雾沫分离区出，尿液从液相导流区出。如果不设液相导流区的话，由于雾沫分离区内的翅片有阻力，影响尿液的流动，会导致蜗壳内滞留一部分尿液，这样会导致副产物的产生(如成品缩二脲指标的上涨)进而影响到产品品质；同时由于阻力的增加，会引起设备的冲蚀。综上所述，必须设气液两相通道，既能保证尿液不会有滞留，也能保证气相通过翅片的流速在最佳范围之内。
翅片式雾沫分离器靠惯性作用达到雾沫分离目的，因此要求通过其减压后的气体流速应控制在20米/秒以上，除沫效率能达到80％以上，流速慢了气相中夹带的尿素分离不下来；流速过快，翅片分离下来的尿素会接着被气流带走，也起不到除沫效果。
作为优选，第一翅片和第二翅片个数相同。
作为优选，第一翅片和第二翅片个数相同，第一翅片和第二翅片个数均为45-100个。第一翅片和第二翅片个数均为45-100个，不但能有效降低气相中尿素雾沫的夹带量，而且能彻底解决副反应的产生。
作为优选，第一翅片和第二翅片个数均为66个。第一翅片和第二翅片个数均为66个，有效降低气相中尿素雾沫的夹带量效果更佳，而且能彻底解决副反应的产生。
作为优选，液相导流区横截面为带孔的矩形，液相导流区轴向中间的孔方孔。液相导流区横截面为带方孔的矩形，使尿液在蜗壳内分布均匀效果明显；防止尿液在蜗壳内滞留效果明显，防止产生缩合物。
作为优选，雾沫分离区两端与蜗壳圆心的夹角为45°。雾沫分离区两端与蜗壳圆心的夹角为45°便于安装。
作为优选，翅片由钛制成。二段蒸发分离器内件安装的位置比较特殊，此处温度高，尿液冲击力大，因此冲蚀严重。钛制成的翅片耐尿液冲蚀效果明显，耐高温效果明显，使用寿命不低于10年。如果用316L的不锈钢来制作，寿命在半年左右，如果用25-22-2材质的不锈钢制作，成本高。
作为优选，翅片与雾沫分离区所在圆的切线成45°。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)设有翅片的雾沫分离区降低气相夹带尿素量，改造前气相中尿素含量在6％左右，改造后能降低75％以上。
(2)本发明包括设有翅片的雾沫分离区和液相导流区，能解决产生缩合物的问题。原二段蒸发分离器内件附近集聚着很多缩合物，每隔一段时间停车清理一次，否则缩合物堵塞气相通道，影响水分蒸发，影响产品质量。新型二段蒸发分离器内件彻底解决了缩合物生成的问题。
(3)本发明有利于产品质量的提高。设有翅片的雾沫分离区能起到降低水份作用，又能起到降低缩二脲的作用。蒸发系统中水份和缩二脲的控制是相互影响的，水份降低后蒸发温度可以适当降低，温度降低的条件下，成品中缩二脲也会降低。设有翅片的雾沫分离区能够避免分离器内缩合物的产生，尿素结晶而影响水份蒸发效果。
(4)本发明减轻尿素废水排污压力，有利于环保要求。本发明包括设有翅片的雾沫分离区和液相导流区，降低了尿素产生的氨水中尿素含量，减轻了水解系统负荷，使排水指标更好控制。
(5)本发明有利于排放空气氨含量的控制。由于氨水中尿素浓度得到了降低，因此低压吸收塔吸收液浓度也会降低，从而提高了其吸收能力，保证了低压吸收塔、常压吸收塔排放空气氨的吸收，保证了环保排放指标氨的达标排放，也有利于降低氨耗。
(6)本发明能降低尿素蒸汽耗。1吨尿素降低蒸汽耗3公斤以上。主要通过以下途径降低蒸汽耗：同样的生产负荷(按日产1400吨计算)二段蒸发分离器气相夹带尿素量能减少2.5吨/天左右，这有利于降低蒸汽耗；气相带尿素量降低以后，减少了二表冷冲洗次数，减少了系统水量，这有利于降低蒸汽耗；氨水中尿素含量降低，从而降低了水解系统负荷，也有利于降低蒸汽耗。
综上所述，本发明降低消耗，提高产品质量，提高装置生产能力，优化装置运行水平。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的使用状态图。
图3是本发明中雾沫分离区的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
二段蒸发分离器，如图1-3所示，包括蜗壳1，蜗壳1内侧壁设有雾沫分离区2，雾沫分离区2两端与蜗壳1圆心的夹角为40-180°，雾沫分离区2包括翅片，翅片由钛制成。翅片上侧设有第一固定板24，翅片下侧设有第二固定板25，翅片包括第一翅片21和第二翅片22，第一翅片21和第二翅片22之间的夹角相同，第一翅片21和第二翅片22个数均为45-100个。
蜗壳1下侧设有液相导流区3，液相导流区3与雾沫分离区2相连，液相导流区3个数为6个。液相导流区3横截面为带孔的矩形，液相导流区3轴向中间的孔方孔。
实施例2
二段蒸发分离器，如图1-3所示，包括蜗壳1，蜗壳1内侧壁设有雾沫分离区2，雾沫分离区2两端与蜗壳1圆心的夹角为40-180°，雾沫分离区2包括翅片，翅片与雾沫分离区所在圆23的切线成45°。翅片上侧设有第一固定板24，翅片下侧设有第二固定板25，翅片包括第一翅片21和第二翅片22，第一翅片21和第二翅片22之间的夹角相同，第一翅片21和第二翅片22个数相同。
蜗壳1下侧设有液相导流区3，液相导流区3与雾沫分离区2相连，液相导流区3个数为6个。
实施例3
二段蒸发分离器，如图1-3所示，包括蜗壳1，蜗壳1内侧壁设有雾沫分离区2，雾沫分离区2两端与蜗壳1圆心的夹角为40-180°，雾沫分离区2包括翅片，翅片与雾沫分离区所在圆23的切线成45°。翅片上侧设有第一固定板24，翅片下侧设有第二固定板25，翅片包括第一翅片21和第二翅片22，第一翅片21和第二翅片22之间的夹角相同，第一翅片21和第二翅片22个数均为66个。
蜗壳1下侧设有液相导流区3，液相导流区3与雾沫分离区2相连，液相导流区3个数为6个。液相导流区3横截面为带孔的矩形，液相导流区3轴向中间的孔方孔。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (8)
1.二段蒸发分离器，其特征在于：包括蜗壳(1)，蜗壳(1)内侧壁设有雾沫分离区(2)，雾沫分离区(2)两端与蜗壳(1)圆心的夹角为40-180°，雾沫分离区(2)包括翅片，翅片上侧设有第一固定板(24)，翅片下侧设有第二固定板(25)，翅片包括第一翅片(21)和第二翅片(22)，第一翅片(21)和第二翅片(22)之间的夹角相同，蜗壳(1)下侧设有液相导流区(3)，液相导流区(3)与雾沫分离区(2)相连，液相导流区(3)个数为6个。
2.根据权利要求1所述的二段蒸发分离器，其特征在于：第一翅片(21)和第二翅片(22)个数相同。
3.根据权利要求1所述的二段蒸发分离器，其特征在于：第一翅片(21)和第二翅片(22)个数相同，第一翅片(21)和第二翅片(22)个数均为45-100个。
4.根据权利要求1所述的二段蒸发分离器，其特征在于：第一翅片(21)和第二翅片(22)个数均为66个。
5.根据权利要求1所述的二段蒸发分离器，其特征在于：液相导流区(3)横截面为带孔的矩形，液相导流区(3)轴向中间的孔方孔。
6.根据权利要求1所述的二段蒸发分离器，其特征在于：雾沫分离区(2)两端与蜗壳(1)圆心的夹角为45°。
7.根据权利要求1所述的二段蒸发分离器，其特征在于：翅片由钛制成。
8.根据权利要求1所述的二段蒸发分离器，其特征在于：翅片与雾沫分离区所在圆(23)的切线成45°。
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