CN205965056U - 避免管道堵塞的尿素蒸发系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种避免管道堵塞的尿素蒸发系统，所述尿素溶液贮槽通过尿液管道与尿液泵相连，所述尿液泵出口通过管道与一段蒸发分离器的加热器相连，所述一段蒸发分离器的尿液出口通过管道与二段蒸发分离器的加热器相连，所述二段蒸发分离器通过熔融泵进口管道与熔融泵相连，所述尿液管道上设置有两个尿液阀门，两个尿液阀门之间的尿液管道与第一蒸汽冷凝液冲洗管相连，所述熔融泵进口管道上也设置有两个尿液阀门，两个尿液阀门之间的熔融泵进口管道与第二蒸汽冷凝液冲洗管相连，所述二段蒸发分离器的壳体的外侧设置有振动器。使得蒸发系统的生产平稳运行得到保证，尿素产品水分含量得到降低，提高了产品的质量，达到了节能降耗的目的。

Description

避免管道堵塞的尿素蒸发系统

技术领域

本实用新型涉及一种尿素蒸发系统，特别涉及一种避免管道堵塞的尿素蒸发系统。

背景技术

尿素装置主要工艺流程为：来自合成氨脱碳系统放空出来的CO2气体经过压缩机压缩至15MPa后进入脱氢反应系统，脱氢后的CO2气体进入合成与汽提工序。合成氨装置合成系统输送来的液氨经过高压氨泵加压到16MPa后进入合成与汽提工序与CO2气体反应生成尿素溶液，此时尿素溶液中尿素的浓度为55.6％(wt)，从合成与汽提工序出来的尿素溶液再进入循环工序，通过对尿素溶液的加热分解，回收其中分解出来的NH3和CO2后，尿素溶液中尿素的浓度被浓缩至73.57％(wt)，最后尿素溶液进入蒸发和造粒工序生产出合格的尿素产品。

蒸发工序的工艺流程：尿素贮槽中的尿素溶液(尿素含量：73.57％(wt))通过尿液泵被输送到一段蒸发加热器，通过0.4MPa的低压蒸汽进行加热后进入一段蒸发分离器，低压蒸汽加热后变成冷凝液回贮槽，尿素溶液在一段蒸发分离器中被浓缩到95％(wt)；从一段蒸发分离器出来的尿素溶液自流进入二段蒸发加热器，通过0.8MPa的低压蒸汽进行加热后进入二段蒸发分离器，低压蒸汽加热后变成冷凝液回贮槽，尿素溶液在二段蒸发分离器中被浓缩到99.7％(wt)，然后通过熔融泵把尿素溶液输送到造粒塔进行造粒变成尿素产品。

从一段蒸发分离器顶部出来气体管线与一段蒸发冷凝器相连，通过循环水对进入一段蒸发冷凝器的气体进行冷却，气体成分主要为尿素溶液经过加热器加热后分离出来的NH3、H2O、CO2等，气体在冷凝器中绝大部分冷凝后变成氨水回到氨水贮槽，未冷凝的部分气体通过一段蒸发喷射器后进入常压吸收塔，喷射器的动力来自于低压蒸汽。通过一段蒸发冷凝器、一段蒸发喷射器的共同作用来确保一段蒸发分离器的真空度能控制在-65～-70KPa(表压)。

从二段蒸发分离器顶部出来的气体管线与升压器相连，升压器的动力来源于低压蒸汽，气体通过升压器进行升压后进入二段蒸发冷凝器，通过循环水对进入二段蒸发冷凝器的气体进行冷却，气体成分主要为尿素溶液经过加热器加热后进一步进行深度分解分离出来的NH3、H2O、CO2等，气体在冷凝器中绝大部分冷凝后变成氨水回到氨水贮槽，未冷凝的部分气体通过二段蒸发喷射器后进入二段蒸发后冷凝器，经过循环水进一步冷却后再进入二段蒸发第二喷射器，最后进入常压吸收塔，二段蒸发喷射器和二段蒸发第二喷射器的动力也来自于低压蒸汽。通过升压器、二段蒸发冷凝器、二段蒸发喷射器、二段蒸发后冷凝器和二段蒸发第二喷射器的共同作用，能把二段蒸发分离器的真空度控制在-90～-95KPa(表压)，从而确保尿素产品的水分含量控制在正常指标范围内。

一段蒸发喷射器、二段蒸发第二喷射器出来的气体和洗涤吸收系统的不凝气体一起进入常压吸收塔，与来自7巴吸收塔的稀氨水在塔内继续进行洗涤吸收，氨水从塔底回到氨水贮槽，不凝气体从常压吸收塔的顶部出口管线进入烟囱系统进行放空。

存在的问题

在生产过程中，我们经常会遇到如下问题，这给蒸发系统的稳定运行和产品质量带来了很大的影响。

1、在尿素装置出现故障需要蒸发系统停车时，经常由于蒸发系统退液和处理不及时导致尿素溶液结晶堵塞管道。

2、尿素溶液在蒸发系统的浓缩过程是通过加热和抽真空来实现的，在对尿素溶液浓缩的过程中，尿素溶液的温度和浓度都会逐级提高。尿素溶液的副产物缩二脲会随着尿液温度、浓度的提高及尿液在管道设备中的停留时间越长而生成越多，生成的缩二脲会粘附在二段蒸发分离器的壳体内侧及顶部出口气体管线上，当累积到一定量时会严重影响二段蒸发分离器的真空度，从而造成尿素产品中的水分不达标而影响质量。缩二脲粘附在壳体内侧上累积到一定体积后，随着重量的增加而掉落在分离器的底部，然后进入尿液出口管线，这就造成了熔融泵的进口管线堵塞，导致熔融泵进口抽空，尿素造粒失败，严重时还会造成泵的损坏。

3、设计要求正常生产时一段蒸发分离器的真空度控制在-65～-70KPa(表压)，二段蒸发分离器的真空度控制在-90～-95KPa(表压)。真空度的控制主要通过气体出口管线上设置的冷凝器、升压器和喷射器来进行调节控制。一段蒸发分离器和二段蒸发分离器的不凝气体最终进入常压吸收塔，当发生洗涤吸收工序生产不正常导致常压吸收塔压力较大的情况，这时一段蒸发分离器和二段蒸发分离器的真空度就会降低，从而导致生产出来的尿素产品中水分含量不合格。

4、正常生产时，要求一段蒸发分离器的真空度必须低于二段蒸发分离器的真空度，目的是确保尿素溶液能顺利从一段蒸发分离器自流进入二段蒸发分离器，如果出现一段蒸发分离器的真空度高于二段蒸发分离器的真空度，尿素溶液不能自流进入二段蒸发分离器，从而导致蒸发系统故障而停车。原设计未考虑出现以上情况时如何对真空度进行及时调节的问题。

当蒸发系统由于故障需要紧急停车时，由于一段蒸发分离器和二段蒸发分离器的真空不能及时破坏掉，导致浓缩的尿素溶液堵塞管道。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种避免管道堵塞的尿素蒸发系统。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种避免管道堵塞的尿素蒸发系统，包括一段蒸发分离器、二段蒸发分离器、尿素溶液贮槽、尿液泵和熔融泵，所述尿素溶液贮槽通过尿液管道与尿液泵相连，所述尿液泵出口通过管道与一段蒸发分离器的加热器相连，所述一段蒸发分离器的尿液出口通过管道与二段蒸发分离器的加热器相连，所述二段蒸发分离器尿液出口通过熔融泵进口管道与熔融泵相连，其特征在于：所述尿液管道上设置有两个尿液阀门，两个尿液阀门之间的尿液管道与第一蒸汽冷凝液冲洗管相连，所述熔融泵进口管道上也设置有两个尿液阀门，两个尿液阀门之间的熔融泵进口管道与第二蒸汽冷凝液冲洗管相连，在所述第一蒸发冷凝液管和第二蒸发冷凝液管上分别设置有阀门，所述二段蒸发分离器的壳体的外侧设置有振动器。

在上述方案中，所述一段蒸发分离器的顶端气体出口管线与一段蒸发冷凝器相连，一段蒸发冷凝器与一段蒸发喷射器相连，所述一段蒸发喷射器与烟囱系统相连，在所述一段蒸发冷凝器与一段蒸发喷射器相连的管道上连接空气管道，在该空气管道上设置第一空气压力调节阀；所述二段蒸发分离器的顶端气体出口管线与升压器相连，所述升压器与二段蒸发冷凝器相连，所述二段蒸发冷凝器与二段蒸发第一喷射器相连，所述二段蒸发第一喷射器与二段蒸发后冷凝器相连，所述二段蒸发后冷凝器与二段蒸发第二喷射器相连，所述二段蒸发第二喷射器与所述烟囱系统相连，在所述二段蒸发冷凝器与二段蒸发第一喷射器相连的管道上也设置空气管道，在该空气管道上设置第二空气压力调节阀。

在上述方案中，所述一段蒸发分离器的加热器和二段蒸发分离的加热器的冷凝液出口通过管道与冷凝液回收槽相连，所述第一蒸汽冷凝液冲洗管和第二蒸汽冷凝液冲洗管与冷凝液回收槽相连。

在尿液管道新增第一蒸汽冷凝液冲洗管及阀门，当蒸发系统因故障停车时，及时打开第一蒸汽冷凝液冲洗管向蒸发系统加入冷凝液，稀释并降低尿素溶液的浓度，从而确保尿素溶液不因结晶而堵塞管线。

在熔融泵进口的熔融泵进口管道上新增第二蒸汽冷凝液冲洗管及阀门，当熔融泵进口发生缩二脲堵塞情况时，及时打开第二蒸汽冷凝液冲洗管进行反向冲洗，疏通被缩二脲堵塞的熔融泵进口管道。

在二段蒸发分离器壳体新增一个振动器，通过振动器的不停振动，使生成的缩二脲不能很好的粘附在二段蒸发分离器的壳体内侧及顶端气体出口管线上，从而确保二段蒸发分离器的真空度不因缩二脲粘附在设备和管道上而受影响。

取消一段蒸发喷射器和二段蒸发第二喷射器出口进入常压吸收塔的管道流程，把这两条气体管线直接与烟囱系统相连接。目的是避免由于常压吸收塔压力太高影响一段分离器和二段分离器的真空度。同时，由于烟囱效应，烟囱系统本身有一定的抽真空的能力，这样就更能保证分离器的真空度。

设置第一和第二空气压力调节阀。当出现一段蒸发分离器的真空度较高而可能影响尿素溶液不能顺利自流进入二段蒸发加热器的情况时，可以通过打开第一空气压力调节阀来调节二段蒸发分离器的真空度。

当出现蒸发系统紧急停车，需要立即破坏掉一段蒸发分离器和二段蒸发分离器的真空度时，可以通过远程控制打开第一和第二空气压力调节阀，使仪表空气瞬时大量的进入蒸发管线而及时破坏掉真空度，确保蒸发系统不被浓缩的尿素溶液堵塞管道。

有益效果：本实用新型解决了蒸发系统停车时由于尿液浓度高而堵塞管道无法处理的问题、解决了缩二脲堵塞熔融泵进口管道无法处理的问题、解决了二段蒸发分离器内部壳体粘附缩二脲而影响分离器的真空度，从而增大尿素产品中水含量的问题。解决了一段蒸发分离器和二段蒸发分离器由于常压吸收塔压力高而影响分离器真空度，从而增大尿素产品中水含量的问题。解决了由于蒸发系统停车需要及时对一段蒸发分离器和二段蒸发分离器的真空度进行破坏掉，从而确保管道不被浓缩的尿液堵塞的问题。通过对尿液堵塞管道，真空度无法及时调节及提高等问题的解决，蒸发系统的生产平稳运行得到保证，尿素产品水分含量得到降低，提高了产品的质量，达到了节能降耗的目的。

附图说明

图1为本实用新型的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

实施例1，如图1所示：本实用新型的一种避免管道堵塞的尿素蒸发系统由一段蒸发分离器1、二段蒸发分离器2、尿素溶液贮槽3、尿液泵4、熔融泵5、尿液阀门6、第一蒸汽冷凝液冲洗管7、第二蒸汽冷凝液冲洗管8、阀门9、振动器10、一段蒸发冷凝器11、烟囱系统13、第一空气压力调节阀14、升压器15、二段蒸发冷凝器16、二段蒸发第一喷射器17、二段蒸发后冷凝器18、二段蒸发第二喷射器19、第二空气压力调节阀20、冷凝液回收槽21等部件组成。

尿素溶液贮槽3通过尿液管道与尿液泵4相连，尿液泵4出口通过管道与一段蒸发分离器1的加热器相连，一段蒸发分离器1的加热器的加热源来自0.4Mpa的低压蒸汽。一段蒸发分离器1的尿液出口通过管道与二段蒸发分离器2的加热器相连，二段蒸发分离器2的加热器通过0.8Mpa的低压蒸汽加热，二段蒸发分离器2的尿液出口通过熔融泵进口管道与熔融泵5相连，尿液管道上设置有两个尿液阀门6，两个尿液阀门6之间的尿液管道与第一蒸汽冷凝液冲洗管7相连，熔融泵进口管道上也设置有两个尿液阀门6，两个尿液阀门6之间的熔融泵进口管道与第二蒸汽冷凝液冲洗管8相连，在第一蒸发冷凝液管和第二蒸发冷凝液管上分别设置有阀门9，二段蒸发分离器的壳体的外侧设置有振动器10。

一段蒸发分离器1的顶端气体出口管线与一段蒸发冷凝器11相连，一段蒸发冷凝器11通过循环水冷却，一段蒸发冷凝器11与一段蒸发喷射器12相连，一段蒸发喷射器12的动力来自低压蒸汽，一段蒸发喷射器12与烟囱系统13相连，在一段蒸发冷凝器11与一段蒸发喷射器12相连的管道上连接空气管道，在该空气管道上设置第一空气压力调节阀14。

二段蒸发分离器2的顶端气体出口管线与升压器15相连，升压器15的动力来自低压蒸汽，升压器15与二段蒸发冷凝器16相连，二段蒸发冷凝器16与二段蒸发第一喷射器17相连，二段蒸发第一喷射器17与二段蒸发后冷凝器18相连，二段蒸发后冷凝器18与二段蒸发第二喷射器19相连，二段蒸发第二喷射器19与烟囱系统13相连，二段蒸发第一喷射器17和二段蒸发第二喷射器19的动力也来自低压蒸汽，在二段蒸发冷凝器16与二段蒸发第一喷射器17相连的管道上也设置空气管道，在该空气管道上设置第二空气压力调节阀20。

一段蒸发分离器1的加热器和二段蒸发分离2的加热器的冷凝液出口通过管道与冷凝液回收槽21相连，第一蒸汽冷凝液冲洗管7和第二蒸汽冷凝液冲洗管8与冷凝液回收槽21相连。

本实用新型不局限于上述实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种避免管道堵塞的尿素蒸发系统，包括一段蒸发分离器、二段蒸发分离器、尿素溶液贮槽、尿液泵和熔融泵，所述尿素溶液贮槽通过尿液管道与尿液泵相连，所述尿液泵出口通过管道与一段蒸发分离器的加热器相连，所述一段蒸发分离器的尿液出口通过管道与二段蒸发分离器的加热器相连，所述二段蒸发分离器尿液出口通过熔融泵进口管道与熔融泵相连，其特征在于：所述尿液管道上设置有两个尿液阀门，两个尿液阀门之间的尿液管道与第一蒸汽冷凝液冲洗管相连，所述熔融泵进口管道上也设置有两个尿液阀门，两个尿液阀门之间的熔融泵进口管道与第二蒸汽冷凝液冲洗管相连，在所述第一蒸发冷凝液管和第二蒸发冷凝液管上分别设置有阀门，所述二段蒸发分离器的壳体的外侧设置有振动器。

2.根据权利要求1所述避免管道堵塞的尿素蒸发系统，其特征在于:所述一段蒸发分离器的顶端气体出口管线与一段蒸发冷凝器相连，一段蒸发冷凝器与一段蒸发喷射器相连，所述一段蒸发喷射器与烟囱系统相连，在所述一段蒸发冷凝器与一段蒸发喷射器相连的管道上连接空气管道，在该空气管道上设置第一空气压力调节阀；所述二段蒸发分离器的顶端气体出口管线与升压器相连，所述升压器与二段蒸发冷凝器相连，所述二段蒸发冷凝器与二段蒸发第一喷射器相连，所述二段蒸发第一喷射器与二段蒸发后冷凝器相连，所述二段蒸发后冷凝器与二段蒸发第二喷射器相连，所述二段蒸发第二喷射器与所述烟囱系统相连，在所述二段蒸发冷凝器与二段蒸发第一喷射器相连的管道上也设置空气管道，在该空气管道上设置第二空气压力调节阀。

3.根据权利要求1或2所述避免管道堵塞的尿素蒸发系统，其特征在于：所述一段蒸发分离器的加热器和二段蒸发分离的加热器的冷凝液出口通过管道与冷凝液回收槽相连，所述第一蒸汽冷凝液冲洗管和第二蒸汽冷凝液冲洗管与冷凝液回收槽相连。