CN206156761U - 一种生产硝酸铵溶液的加压管式反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种生产硝酸铵溶液的加压管式反应器,所述管式反应器外观为圆柱形,管式反应器包括依次连接的进料室、变径反应室、补充反应室、收缩管和扩散管,所述进料室连接气氨输送管和稀硝酸输送管,稀硝酸输送管的末端设有雾化喷嘴,气氨输送管与稀硝酸输送管垂直设置;变径反应室的内径沿物料进入方向为先缩小再增大;补充反应室内部设有耐腐蚀衬套,所述耐腐蚀衬套上均匀设有孔;补充反应室内壁与耐腐蚀衬套外壁之间形成环形腔室,环形腔室的尾部与收缩管相通,环形腔室上方设有稀硝铵液进料管。本实用新型尤其适用于58~68%的稀硝酸生产硝酸铵溶液。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种加压管式反应器,具体涉及一种生产硝酸铵溶液的新型加压管式反应器,属于化工设备领域。
背景技术
上世纪六七十年代生产硝酸铵溶液是利用42~52%稀硝酸(稀硝酸的浓度为质量浓度,下同)和气氨采用常压中和反应釜,随着60%稀硝酸技术的开发成功和广泛推广,常压中和反应釜不适合60%稀硝酸为原料的硝酸铵的生产。为了能够充分利用60%稀硝酸生产硝酸铵,国内、外一些公司开发出了加压管式反应器技术生产硝酸铵溶液,由于其中和工艺采用的加压管式反应器设备体积小、生产能力高、消耗定额低等优点,从上世纪90年代开始被世界各国工厂广泛采用。目前的加压管式反应器虽然适应了利用60%稀硝酸生产硝酸铵溶液并有不少优点,但仍存在一定缺陷:由于硝酸和气氨反应而产生的高温(温度在150~200℃之间)使得未中和的硝酸液滴腐蚀性变得特别强,从而使反应器中的硝酸管的出口和反应室壁造成迅速腐蚀破坏,因其整体结构的特点不能部分修复更换,在使用6~12个月的短时间内就必须将其整体更换。现有的管式反应器在稀硝酸浓度超过62%后反应放出的热量急剧增加,管式反应器的操作温度将会超过临界分解温度(220℃左右硝酸铵分解速度明显加快,装置将处于危险状态),不适用于浓度超过62%的稀硝酸生产硝酸铵装置。
发明内容
为了克服上述不足,本实用新型提供一种生产硝酸铵溶液的加压管式反应器,解决了现有管式反应器腐蚀快、使用周期短、使用稀硝酸浓度范围窄的问题,能够经济高效地生产硝酸铵溶液,尤其适用于压力大于0.6MPa、浓度为58~68%的稀硝酸生产硝酸铵溶液。
本实用新型采用如下技术方案:
一种生产硝酸铵溶液的加压管式反应器,其特征在于:所述管式反应器外观为圆柱形,管式反应器包括依次连接的进料室、变径反应室、补充反应室、收缩管和扩散管,所述进料室连接气氨输送管和稀硝酸输送管,所述稀硝酸输送管从管式反应器的头部插入,且与管式反应器位于同一轴线上,稀硝酸输送管的末端设有雾化喷嘴,气氨输送管与稀硝酸输送管垂直设置;变径反应室的内径沿物料进入方向为先缩小再增大;补充反应室内部设有耐腐蚀衬套,所述耐腐蚀衬套上均匀设有孔;补充反应室内壁与耐腐蚀衬套外壁之间形成环形腔室,环形腔室的尾部与收缩管相通,环形腔室上方设有稀硝铵液进料管。
上述装置中,所述进料室、变径反应室、补充反应室的端部为法兰盘结构,进料室与变径反应室之间、变径反应室与补充反应室之间分别通过螺栓连接。
上述装置中,所述雾化喷嘴为锥形,雾化喷嘴朝向变径反应室方向,所述雾化喷嘴内部设有螺纹,与稀硝酸输送管端部的外螺纹连接。
上述装置中,所述耐腐蚀衬套主体为圆形套筒,耐腐蚀衬套的一端为法兰盘结构,法兰盘通过渐缩的通孔与衬套主体连接,另一端通往收缩管,其端部的套筒壁为楔形;在圆形套筒壁上均匀设有孔。反应过程中通过外部施压使孔外压强大于孔内压强,以便稀硝铵液从环形腔室进入耐腐蚀衬套内部进行反应。
上述装置中,所述补充反应室内壁与耐腐蚀衬套之间设有至少三个定位模块,耐腐蚀衬套端部的楔形与补充反应室内壁之间形成环形孔,环形腔室与收缩管通过环形孔相通。
本实用新型提供的新型加压管式反应器,制造材料采用耐高温、耐腐蚀的材质。
本实用新型的有益效果是:(1)本实用新型设计的变径反应室增加了反应面积,提高反应率;(2)通过设置雾化喷嘴,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)通过设置循环液输入管可将稀硝酸的使用浓度提高至68%同时将反应物的温度控制在195℃以下;(4)通过在耐腐蚀衬套设置一定数量的小孔,优化硝铵液的雾化效果,更好的中和补充反应;(5)通过优化设计,雾化喷嘴、变径反应管和耐腐蚀衬套便于拆卸,延长了管式反应器整体的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中:1:变径反应室;2:气氨输送管;3:稀硝酸输送管;4:耐腐蚀衬套;5:雾化喷嘴;6:稀硝铵液进料管;7:补充反应室;8:收缩管;9:扩散管。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明,但不局限于以下实施例。
如图1所示,一种生产硝酸铵溶液的加压管式反应器,管式反应器外观为圆柱形,管式反应器包括依次连接的进料室、变径反应室1、补充反应室7、收缩管8和扩散管9,所述进料室连接气氨输送管2和稀硝酸输送管3,所述稀硝酸输送管3从管式反应器进料室的头部插入,且与管式反应器位于同一轴线上,稀硝酸输送管3的末端设有雾化喷嘴5,气氨输送管2与稀硝酸输送管3垂直设置;变径反应室1的内径沿物料进入方向为先缩小再增大;补充反应室7内部设有耐腐蚀衬套4,所述耐腐蚀衬套4上均匀设有孔;补充反应室7内壁与耐腐蚀衬套4外壁之间形成环形腔室,环形腔室的尾部与收缩管8相通,环形腔室上方设有稀硝铵液进料管6。
上述装置中,所述进料室、变径反应室1、补充反应室7的端部为法兰盘结构,进料室与变径反应室之间、变径反应室与补充反应室之间分别通过螺栓连接。
上述装置中,所述雾化喷嘴5为锥形,雾化喷嘴朝向变径反应室方向,所述雾化喷嘴内部设有螺纹,与稀硝酸输送管端部的外螺纹连接。雾化喷嘴5便于拆卸,更换方便,节约耗材。
上述装置中,耐腐蚀衬套4主体为圆形套筒,一端为法兰盘结构,法兰盘通过渐缩的通孔与衬套主体连接,耐腐蚀衬套的另一端通往收缩管,其端部的套筒壁为楔形;在圆形套筒壁上均匀设有孔。在反应过程中,通过外部施压使孔外压强大于孔内压强,以便稀硝铵液从环形腔室进入耐腐蚀衬套内部。
上述装置中,所述补充反应室7内壁与耐腐蚀衬套4之间设有至少三个定位模块,耐腐蚀衬套4端部的楔形与补充反应室7内壁之间形成环形孔,环形腔室与收缩管通过环形孔相通。
本实用新型提供的新型加压管式反应器,制造材料采用耐高温、耐腐蚀的材质。
本实用新型加压生产硝酸铵溶液的新型管式反应器工艺说明:参见附图1,由稀硝酸输送管3进来的稀硝酸溶液经雾化喷嘴5加强雾化后与气氨输送管2进来的气氨在变径反应室1中进行反应,稀硝铵液进料管6进来的稀硝铵溶液经过耐腐蚀衬套4上的小孔雾化后在补充反应室7中充分补充反应(在衬套内反应),产生的溶液经过收缩管8和扩散管9流出,最终得到浓度至少为85%的硝酸铵溶液。
Claims (5)
1.一种生产硝酸铵溶液的加压管式反应器,其特征在于:所述管式反应器外观为圆柱形,管式反应器包括依次连接的进料室、变径反应室、补充反应室、收缩管和扩散管,所述进料室连接气氨输送管和稀硝酸输送管,所述稀硝酸输送管从管式反应器的头部插入,且与管式反应器位于同一轴线上,稀硝酸输送管的末端设有雾化喷嘴,气氨输送管与稀硝酸输送管垂直设置;变径反应室的内径沿物料进入方向为先缩小再增大;补充反应室内部设有耐腐蚀衬套,所述耐腐蚀衬套上均匀设有孔;补充反应室内壁与耐腐蚀衬套外壁之间形成环形腔室,环形腔室的尾部与收缩管相通,环形腔室上方设有稀硝铵液进料管。
2.如权利要求1所述的生产硝酸铵溶液的加压管式反应器,其特征在于:所述进料室、变径反应室、补充反应室的端部为法兰盘结构,二者之间分别通过螺栓连接。
3.如权利要求1所述的生产硝酸铵溶液的加压管式反应器,其特征在于:所述雾化喷嘴为锥形,雾化喷嘴朝向变径反应室方向,所述雾化喷嘴内部设有螺纹,与稀硝酸输送管端部的外螺纹连接。
4.如权利要求1所述的生产硝酸铵溶液的加压管式反应器,其特征在于:所述耐腐蚀衬套主体为圆形套筒,耐腐蚀衬套的一端为法兰盘结构,法兰盘通过渐缩的通孔与衬套主体连接,另一端通往收缩管,其端部的套筒壁为楔形;在圆形套筒壁上均匀设有孔。
5.如权利要求1所述的生产硝酸铵溶液的加压管式反应器,其特征在于:所述补充反应室内壁与耐腐蚀衬套之间设有至少三个定位模块,耐腐蚀衬套端部的楔形与补充反应室内壁之间形成环形孔,环形腔室与收缩管通过环形孔相通。
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CN112999993A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-22 | 乌兰浩特市圣益商砼有限公司 | 一种制备聚羧酸减水剂的涡喷双级强化反应器及制备方法 |
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