CN2825637Y - 用于尿素生产中的节能真空浓缩器 - Google Patents

Abstract

一种用于尿素生产中的节能真空浓缩器，包括有壳体(1)、分离器(2)、液体分布器(3)和换热器(4)，其特征在于所述液体分布器(3)包括有导流管(31)，导流管(31)的上端开口(30)与分离器(2)相连通，其下端与换热管(44)对接在一起，且在所述导流管(31)的侧壁上分布有可以使尿液切向进入导流管(31)的开孔(32)，且所述开孔(32)与分离器(2)相连通。其优点因本实用新型采用切线进料分布器，形成自动气提模式，使尿液在换热管内气液自动分离，不仅降低了后面蒸发器的负荷，而且还能大幅度地减少加热蒸汽的用量：还有本实用新型的降膜式节能真空浓缩器所放置的位置是在二段分解塔与一段蒸发器之间，代替了原来的闪蒸槽和一段蒸发热能回收段等两个设备，结构紧凑、新颖而合理，同时又方便了一段蒸发加热器的检修。

Description

用于尿素生产中的节能真空浓缩器

技术领域

本实用新型涉及一种用于尿素生产中的节能真空浓缩器。

背景技术

目前，尿素生产工艺主要有水溶液全循环法、二氧化碳气提法、氨气提法等，其中水溶液全循环法工艺以其投资低廉、生产稳定、国产化程度高等优点，在我国绝大部分中小尿素生产装置中被广泛采用。但由于该工艺尿素合成未反应物的分解吸收压力较低，在吸收冷凝过程中产生的低品位热量不仅不能利用，反而要消耗大量的冷却水将其移走，这样使得生产过程中消耗的水、电、汽明显高于其他工艺。在氨气气提法尿素生产工艺中，采用的用于尿素提浓的浓缩器对于降低蒸汽消耗，能起到明显的效果，而现有的真空浓缩器有多种结构形式，但均体现在液体分布器的不同形式上，一般来说，有齿形溢流、导流棒、螺纹导流管等。因液体分布器其设计是否合理是整个设备运行能否达到良好效果的关键，而在以上几种液体分布器的形式中，虽各有优点但缺点不少，对齿形溢流的液体分布器，其对液位波动反应比较敏感，当物料液位变化时，往往会导致液体分布不均现象；而对导流棒式的液体分布器虽然分布比较均匀，但当物料有颗粒或结晶时，为容易产生堵塞而影响使用效果；而对螺纹导流管式的液体分布器而言，其在导流管上因刻有螺旋状的沟槽，使液体产生旋流向下的惯性，从而形成液膜，虽效果较好，但其沟槽的大小要根据物料的流量设计得很精确，否则即影响分布效果或产生堵塞。因此，对现有小型尿素装置进行节能降耗改造，以及提高企业经济效益具有十分现实和积极的意义。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种液体分布结构新颖、合理且节能效果明显的用于尿素生产中的节能真空浓缩器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该用于尿素生产中的节能真空浓缩器，包括有壳体、分离器、液体分布器和换热器，所述分离器、液体分布器和换热器依次设置于壳体内的上中下位置，其特征在于所述液体分布器包括有竖向排列分布的导流管，导流管的上端开口与分离器相连通，其下端与设置于换热器中的相应换热管对接在一起，而所述换热管与壳体下部的尿液出口相连通，在所述导流管的侧壁上分布有可以使尿液切向进入导流管的开孔，且所述开孔与分离器相连通，在位于换热器下部的壳体侧壁上开有加热气入口，而在位于换热器上部的壳体侧壁上开有与加热气入口相连通的出口。

作为改进，所述换热管的上部与下部可分别固定于换热器中的上下管板中，而所述上下管板为分别固定于相应壳体的侧壁上。

与现有技术相比，本实用新型的优点是因在本节能真空浓缩器中采用了切线进料分布器，当液体切向进入导流管后，即从换热管顶部沿管内壁向下流动并形成降膜式液膜，壁面蒸发蒸汽并逸至液膜表面到管中心的空间，在真空抽吸下向上流动，液膜沿管壁流下，即形成自动气提模式，使尿液在换热管内气液自动分离，不须另设气液分离设备，从而使尿液在本实用新型中仅仅通过尿素合成未反应物的低品位冷凝液进行加热，即能使其中的很大一部分水分从尿液中蒸发出来，从本实用新型中流出的尿液浓度与改造前相比，将从71％提高到82％，这不仅降低了后面蒸发器的负荷，而且还大幅度地减少加热蒸汽的用量；还有本实用新型的节能真空浓缩器在尿素生产工艺中所放置的位置是在二段分解塔与一段蒸发器之间，代替了原来的闪蒸槽和一段蒸发热能回收段等两个设备，结构紧凑、新颖而合理，同时又方便了一段蒸发加热器的检修。所述本实用新型是一种很有实用价值的产品，值得推广应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例中真空浓缩器在应用于尿素生产状态时的工艺流程图；

图2是本实用新型真空浓缩器的放大图；

图3是图2中I部的放大图；

图4是图3中A-A线的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例包括有壳体1、分离器2、液体分布器3和换热器4，所述分离器2、液体分布器3和换热器4依次设置于壳体1内的上中下位置，所述液体分布器3包括有竖向排列分布的导流管31，见图2和图3所示，导流管31的上端开口30与分离器2相连通，其下端与设置于换热器4中的相应换热管44对接在一起，而所述换热管44与壳体1下部的尿液出口43相连通，在所述导流管31的侧壁上分布有可以使尿液切向进入导流管31的开孔32，见图3和图4所示，且所述开孔32与分离器2相连通，在位于换热器4下部的壳体1侧壁上开有加热气入口42，而在位于换热器4上部的壳体1侧壁上开有与加热气入口42相连通的出口41。所述换热管44的上部与下部为分别固定于换热器4中的上下管板45中，而所述上下管板45为分别固定于相应壳体1的侧壁上。

本实用新型的使用工艺及原理如下：

尿素生产过程分为合成、分解吸收、蒸发造粒等工段，而蒸汽的消耗主要集中在分解吸收和蒸发工段，其比例约为3∶1。而本实用新型的节能真空浓缩器的液体分布器采用切线进料分布器，从二分塔来的140℃，67％左右的尿液，减压后从切线进入本节能真空浓缩器上部的分离段，在0.04MPa的压力下，尿液中所含残余的CO₂、游离氨以及一部分水分被闪蒸出去，而液体进入切线进料分布器，然后从换热管流下时形成十分均匀的液膜，即液体似降膜式流下，即本实用新型又名降膜式真空浓缩器。

来自预蒸馏塔的气体与来自二甲泵的二甲液，在本节能真空浓缩器内反应，放出大量热量，从而将尿液浓度由67％提高到82％(重量)。而从本节能真空浓缩器底部出口的尿液温度为105℃左右，该排出的尿液由管道进入一段蒸发加热段继续浓缩。其顶部出口气体温度为95℃左右，而不需象以往流程中那样再进入一段蒸发加热段，而排入后道工序。这样就大幅度地减轻了一段蒸发加热段的负荷，同时，也减轻了一吸塔系统的冷却负荷。由于采用了降膜式节能真空浓缩器，提高了进入一段蒸发器蒸汽加热段的尿液浓度，从而使进入一段蒸发器的气液混合物中的水蒸汽、CO₂、游离氨的量减少，而这减少部分的水蒸汽，即不需要象浓缩前那样需经一段蒸发器蒸汽加热段加热到130℃，这样就有效地降低了一段蒸发器蒸汽加热段的蒸汽消耗，从而达到节能的目的。采用降膜式真空浓缩器改造后，吨尿素产品蒸汽消耗可降低48kg，按蒸汽价格以70元/吨计，以年产尿素11万吨尿素装置进行分析，每年可降低成本37万元左右，两年左右即可回收全部投资，经济效益显著。并且本降膜式真空浓缩器已可广泛应用于SNAM的氨气提尿素装置中，技术成熟可靠。

Claims (2)

1、一种用于尿素生产中的节能真空浓缩器，包括有壳体(1)、分离器(2)、液体分布器(3)和换热器(4)，所述分离器(2)、液体分布器(3)和换热器(4)依次设置于壳体(1)内的上中下位置，其特征在于所述液体分布器(3)包括有竖向排列分布的导流管(31)，导流管(31)的上端开口(30)与分离器(2)相连通，其下端与设置于换热器(4)中的相应换热管(44)对接在一起，而所述换热管(44)与壳体(1)下部的尿液出口(43)相连通，在所述导流管(31)的侧壁上分布有可以使尿液切向进入导流管(31)的开孔(32)，且所述开孔(32)与分离器(2)相连通，在位于换热器(4)下部的壳体(1)侧壁上开有加热气入口(42)，而在位于换热器(4)上部的壳体(1)侧壁上开有与加热气入口(42)相连通的出口(41)。

2、根据权利要求1所述的用于尿素生产中的节能真空浓缩器，其特征在于所述换热管(44)的上部与下部为分别固定于换热器(4)中的上下管板(45)中，而所述上下管板(45)为分别固定于相应壳体(1)的侧壁上。

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