CN204588716U - 一种利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液的加压管式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液的加压管式反应器，制造材料采用耐高温、耐腐蚀和冲刷的材质，包括加压管式反应室，至少有两条硝酸输送管线和两条三聚氰胺尾气输送管线，固定在加压管式反应室上游的硝酸输送管线在管线轴心方向上设有扩径器，文丘里管固定连通在加压管式反应室的下游。本实用新型提供的一种利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液的加压管式反应器，能够经济高效地利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液，尤其适用于压力大于0.3MPa，温度在130～250℃的三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液。

Description

一种利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液的加压管式反应器

技术领域

本实用新型涉及一种管式反应器，具体涉及一种利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液的加压管式反应器，属于化工设备领域。

背景技术

目前三聚氰胺尾气综合利用的各种工艺路线中，联产尿素方式可增产尿素，但可消化的二铵液有限(14万吨尿素装置只能消化6000吨三聚氰胺尾气二铵液)且每套三胺装置均需设置尾气吸收装置（每套尾气吸收装置投资约需200万元），投资及水解消耗较大；配套尿素、硫铵和碳铵装置投资较大、能耗高且还需大量提供硫酸及二氧化碳原料；碳化氨水、甲胺、低氮复合肥尽管投资小但产品质量低，污染大，市场有限且季节影响大；联产纯碱和氯化铵氨碳可同时利用，但需有资源条件且投资也较大；氨碳分离生产液氨及液体二氧化碳技术引领了先进的尾气处理方式，大规模尾气还原氨碳分离工艺先进、操作简单，技术成熟、可靠，产品结构合理、处理灵活，无废液排放、属于环保绿色高新工艺，但蒸汽、电能消耗大，能耗高和吨氨分离成本高达上千元：高压下氨碳分离平衡吸收的专利技术对三聚氰胺尾气回收工艺仅3.3Mpa蒸汽消耗（吨液氨计）就高达6424kg，同时还需71kw.h电及430m³的冷却水；氨碳分离装置完全利用三聚氰胺装置尾气和副产低品位蒸汽生产液氨和二氧化碳的氨碳分离新技术实现工业化，该氨碳分离新技术具有投资省、能耗低、品质高、质量稳定等优点，其尾气处理在全球率先采用了具有完全自主知识产权的节能型氨碳分离专利新工艺，氨碳分离所需蒸汽全部取自于三聚氰胺生产过程中的工艺废热，吨液氨综合能耗为现有其他尾气氨碳分离工艺的35%-40%，所产液氨不仅无油而且铁离子含量低于1ppm，可直接满足各种高端需求，同样存在着能耗较高的问题。而利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液，则原料利用率较高，不仅不需要消耗大量热能，而且还可以利用中和反应热及尾气显热，进行蒸发浓缩硝铵溶液，可谓一举两得，是目前三聚氰胺尾气开展综合利用最节能的工艺路线之一。常压中和反应器法工艺的热能利用率不高，循环釜式中和反应器法工艺提高了反应热的利用率，但投资及能耗较高，热能利用率有待进一步提高。在现有的管式反应器制造铵盐的文献中，CN1182636A和ZL200820240906.0都是以纯氨气和稀硝酸反应的中和反应器，由于三聚氰胺尾气中含有大量的二氧化碳、氮气等惰性气体和异氰酸等腐蚀介质会导致反应率下降和腐蚀增加，均不适用于三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液。

发明内容

为了克服上述不足，本实用新型提供一种利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液的新型加压管式反应器，解决三聚氰胺尾气中含有大量二氧化碳和惰性气体影响中和效率的问题，能够经济高效地利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液，尤其适用于压力大于0.3MPa，温度在130～250℃的三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液。

本实用新型采用如下技术方案：

一种利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液的加压管式反应器，包括依次连接的第一反应室、第二反应室、补充反应室，其特征在于：第一反应室设有第一三聚氰胺尾气输送管，第一三聚氰胺尾气输送管垂直于反应器中心线方向，第一反应室的入口端沿轴向设有第一硝酸输送管，在第一硝酸输送管中设有扩径器；第一反应室与第二反应室内部连接处为楔形，第二反应室由内筒和外筒套接而成，外筒的外径与第一反应室外径相同，内筒和外筒形成环形腔室，外筒上设置的第二三聚氰胺尾气输送管通入环形腔室，外筒上与第二三聚氰胺尾气输送管平行设有第二硝酸输送管，环形腔室的尾部与内筒相通，二者通过斜孔连接；第二反应室连接文丘里管，文丘里管内为补充反应室，文丘里管与第二反应室连接段内径相同。

上述装置中，所述内筒和外筒之间设有至少三个定位模块。

上述装置中，所述扩径器焊接在第一硝酸输送管中并与其保持同心。

本实用新型提供的利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液的加压管式反应器，制造材料采用耐高温、耐腐蚀和冲刷的材质，主要创新点在于：（1）考虑到三聚氰胺尾气中含有大量二氧化碳，影响反应效率，本实用新型通过设置第二硝酸输送管实施分步加酸，提高反应率；（2）通过设置第一加酸管线中的扩径器及调整出口位置，优化硝酸雾化效果，提高反应物料的混合度，使反应更充分；（3）外筒上与第二三聚氰胺尾气输送管平行设有第二硝酸输送管，在环形腔室内发生反应，环形腔室的尾部与内筒相通，二者通过斜孔连接；由外筒进入内筒后在第二反应室进行反应；（4）通过调整文丘里尺寸，适应三聚氰胺尾气压力低时对反应效率的影响，并使二次蒸汽压力提高0.25MPa以上，大大改善了工作的热效率；通过试验确定了反应器使用材料，更好地适应三聚氰胺尾气中异氰酸等腐蚀介质的影响。

本实用新型提供的利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液的加压管式反应器，实现了三聚氰胺尾气在加压管式反应器中生产硝酸铵溶液，提高了三聚氰胺尾气的反应效率和反应热的利用率，提高了利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液整个工艺的安全性和经济性，最终得到了浓度至少为78%的硝酸铵溶液。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1：第一反应室；2：第一硝酸输送管；3：第一三聚氰胺尾气输送管；4：第二硝酸输送管；5：第二三聚氰胺尾气输送管；6：文丘里管；7：内筒；8：外筒；9：扩径器；10：定位模块。

具体实施方式

实施例：

如图1所示，一种利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液的加压管式反应器，包括依次连接的第一反应室1、第二反应室、补充反应室，其特征在于：第一反应室1设有第一三聚氰胺尾气输送管3，第一三聚氰胺尾气输送管3垂直于反应器中心线方向，第一反应室1的入口端沿轴向设有第一硝酸输送管2，在第一硝酸输送管2中设有扩径器9；第一反应室1与第二反应室内部连接处为楔形，第二反应室由内筒7和外筒8套接而成，外筒8的外径与第一反应室1外径相同，内筒7和外筒8形成环形腔室，外筒8上设置的第二三聚氰胺尾气输送管5通入环形腔室，外筒8上平行设置第二硝酸输送管4，在环形腔室内发生反应，环形腔室的尾部与内筒7相通，二者通过斜孔连接；第二反应室连接文丘里管6，文丘里管6内为补充反应室，文丘里管6与第二反应室连接段内径相同。所述的文丘里管可根据需要设置成需要的尺寸。

上述装置中，所述内筒7和外筒8之间设有至少三个定位模块10。

上述装置中，所述扩径器9焊接在第一硝酸输送管2中并与其保持同心。

本实用新型利用三聚氰胺尾气加压生产硝酸铵溶液的管式反应器工艺说明：参见附图1，由第一硝酸输送管进来的硝酸溶液与第一三聚氰胺尾气输送管进来的三聚氰胺尾气在第一反应室发生反应，然后进入第二反应室发生进一步反应，第二硝酸输送管进来的硝酸溶液进来后在环形腔室与第二三聚氰胺尾气输送管进来的三聚氰胺尾气反应，通过控制第二三聚氰胺尾气输送管的三聚氰胺尾气输入量进行溶液pH值调节，产生的溶液然后经过文丘里管流出，最终得到浓度至少为78%的硝酸铵溶液。

Claims (3)

1. 一种利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液的加压管式反应器，包括依次连接的第一反应室、第二反应室、补充反应室，其特征在于：第一反应室设有第一三聚氰胺尾气输送管，第一三聚氰胺尾气输送管垂直于反应器中心线方向，第一反应室的入口端沿轴向设有第一硝酸输送管，在第一硝酸输送管中设有扩径器；第一反应室与第二反应室内部连接处为楔形，第二反应室由内筒和外筒套接而成，外筒的外径与第一反应室外径相同，内筒和外筒形成环形腔室，外筒上设置的第二三聚氰胺尾气输送管通入环形腔室，外筒上与第二三聚氰胺尾气输送管平行设有第二硝酸输送管，环形腔室的尾部与内筒相通，二者通过斜孔连接；第二反应室连接文丘里管，文丘里管内为补充反应室，文丘里管与第二反应室连接段内径相同。

2.根据权利要求1所述的利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液的加压管式反应器，其特征在于：所述内筒和外筒之间设有至少三个定位模块。

3.根据权利要求1所述的利用三聚氰胺尾气生产硝酸铵溶液的加压管式反应器，其特征在于：所述扩径器焊接在第一硝酸输送管中并与其保持同心。