CN110270122A - 一种氨汽提塔和去除气氨的方法及使用其的尿素生产装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种氨汽提塔和去除气氨的方法及使用其的尿素生产装置；氨汽提塔包括氨汽提塔本体，氨汽提塔本体顶部设有气体出口管道，氨汽提塔本体底部设有熔融尿素出口管道，氨汽提塔本体内上部设有液体分布板，液体分布板下部设有挡板，氨汽提塔本体内下部设有气体分布板，液体分布板和气体分布板之间设有若干个上下端开口的液体分布器，液体分布板和挡板之间的液体分布器外壁上开设有分布孔，液体分布板和挡板之间的氨汽提塔本体上设有熔融尿素进口管道，挡板和气体分布板之间的氨汽提塔本体上设有低压蒸汽进口管道；具有生产及设备投资低、在使尿素造粒塔尾气中的氨含量降低到30mg/m³的前提下并对氨进行有效回收的优点。
Description
技术领域
本发明属于尿素生产技术领域，具体涉及能够使尿素造粒塔尾气中的氨含量降低到30mg/m³的一种氨汽提塔和去除气氨的方法及使用其的尿素生产装置。
背景技术
截至目前，全国氮肥产能约达到8000多万吨，国内大、中、小型尿素企业基本上都是采用的造粒塔进行尿素造粒；尿素又称碳酰胺，是一种白色晶体，是由碳、氮、氧、氢组成的有机化合物，是一种白色晶体，是哺乳动物和某些鱼类体内蛋白质分解的主要含氮终产物，也是目前含氮量最高的氮肥。作为一种中性肥料，尿素适用于各种土壤和植物，是目前使用量较大的一种化学氮肥，工业上用氨气和二氧化碳在一定条件下合成尿素。
对于尿素的合成反应中，由于氨和二氧化碳反应是一个放热过程，为了维持合适的温度，一般在反应的过程中采用的方法为添加过量的氨用以控制合适的反应温度。由于送往尿素造粒单元的尿素溶液中含有一定量的游离氨以及在输送过程尿素生成缩二脲而产生的氨，所以在造粒尾气中均含有大量的氨以及尿素粉尘，经粗略计算每生产1吨尿素，必定会产生660g的氨，按照每生产1吨尿素需要的冷却风量为10000立方米计算，则造粒塔尾气中的氨排放浓度约为66mg/m³，按照年产40万吨的造粒塔来说，每年排放到大气中的氨大约为264吨，不但对大气环境造成了严重的影响，同时对企业来讲是一种很大的浪费。
目前对于造粒塔尾气中的氨，尚未有充分的理论证明目前的技术能够将造粒塔尾气中的氨降低到30mg/立方米以内，行业对于尾气的排放通常采用的方法为利用水洗加填料对尾气进行洗涤，这种方法只能吸收掉尾气中的部分粉尘，对于尾气中的氨几乎作用不大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，而提供一种结构设计简单合理、生产及设备投资低、在降低造粒尾气中氨含量同时能够高效对其进行回收的氨汽提塔和去除气氨的方法及使用其的尿素生产装置。
本发明的目的是这样实现的：所述的氨汽提塔包括氨汽提塔本体，氨汽提塔本体的顶部设有气体出口管道，氨汽提塔本体的底部设有熔融尿素出口管道，氨汽提塔本体的内上部设有液体分布板，液体分布板的下部设有挡板，氨汽提塔本体的内下部设有气体分布板，所述液体分布板和气体分布板之间设有若干个上下端开口的液体分布器，液体分布板和挡板之间的液体分布器外壁上开设有分布孔，液体分布板和挡板之间的氨汽提塔本体上设有熔融尿素进口管道，挡板和气体分布板之间的氨汽提塔本体上设有低压蒸汽进口管道，挡板和气体分布板之间的氨汽提塔本体一侧的下部设有冷凝液出口管道；气体分布板下部的氨汽提塔本体上设有二氧化碳气体管道。
进一步地，所述气体出口管道通过阀门与尿素主装置的低压回收装置相连。
进一步地，所述分布孔开设在靠近挡板一端的液体分布器外壁上。
进一步地，所述液体分布器外壁上开设有若干个分布孔。
进一步地，所述低压蒸汽进口管道设置在氨汽提塔本体另一侧的上部。
进一步地，所述低压蒸汽进口管道与低压蒸汽管网相连。
进一步地，所述冷凝液出口管道与冷凝液储罐相连。
进一步地，所述液体分布板和气体分布板与液体分布器上下端开口相对应的位置上分别设有气孔，气体分布板的气孔下部相对应的位置上设有二氧化碳气体管道的出口，二氧化碳气体管道的进口与二氧化碳管网相连。
一种氨汽提塔的去除气氨的方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：由尿素二段蒸发分离器来的浓度为99.5%以上的熔融尿素溶液，经过熔融泵输送到氨汽提塔的液体分布板和挡板之间，并通过分布孔进入液体分布器内；
步骤二：进入液体分布器内的熔融尿素溶液沿着液体分布器的内管壁成膜状向下流动；
步骤三：来自低压蒸汽管网中的低压饱和蒸汽进入氨汽提塔内，并与所述步骤二中的液体分布器内部的熔融尿素溶液进行换热；
步骤四：二氧化碳管网中的二氧化碳气体在气体分布板的作用下进入到液体分布器内部与熔融尿素溶液逆流接触；
步骤五：熔融尿素溶液通过低压饱和蒸汽换热后挥发出来的游离氨在二氧化碳汽提的作用下通过液体分布板进入到气体出口管道中，并通过气体出口管道输送至尿素主装置的低压回收装置进行回收后循环使用；
步骤六：纯净的熔融尿素溶液通过熔融尿素出口管道进入造粒喷头中进行造粒；
当尿素装置造粒前对***和管道进行预热时，关闭阀门避免蒸汽直接走近路通过氨汽提塔顶部进入到尿素主装置的低压回收装置内；当尿素装置造粒后打开阀门，保证设备的正常运行。
一种尿素生产装置，包括尿素二段蒸发分离器，尿素二段蒸发分离器通过熔融泵与氨汽提塔的熔融尿素进口管道相连，氨汽提塔的熔融尿素出口管道与造粒塔内部的造粒喷头相连。
进一步地，所述氨汽提塔设在造粒塔的内上部，氨汽提塔的下部设有造粒喷头，氨汽提塔和造粒喷头之间设有隔板。
本发明具有结构设计简单合理、生产及设备投资低、在使尿素造粒塔尾气中的氨含量降低到30mg/m³的前提下并对氨进行有效回收的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明氨汽提塔的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
如图1、2所示，本发明为一种氨汽提塔和去除气氨的方法及使用其的尿素生产装置，所述的氨汽提塔包括氨汽提塔本体6，氨汽提塔本体6的顶部设有气体出口管道18，氨汽提塔本体6的底部设有熔融尿素出口管道19，氨汽提塔本体6的内上部设有液体分布板12，液体分布板12的下部设有挡板14，氨汽提塔本体6的内下部设有气体分布板11，所述液体分布板12和气体分布板11之间设有若干个上下端开口的液体分布器9，液体分布板12和挡板14之间的液体分布器9外壁上开设有分布孔10，液体分布板12和挡板14之间的氨汽提塔本体6上设有熔融尿素进口管道22，挡板14和气体分布板11之间的氨汽提塔本体6上设有低压蒸汽进口管道15，挡板14和气体分布板11之间的氨汽提塔本体6一侧的下部设有冷凝液出口管道16；气体分布板11下部的氨汽提塔本体6上设有二氧化碳气体管道17。
优选地，所述气体出口管道18通过阀门8与尿素主装置的低压回收装置7相连。
优选地，所述分布孔10开设在靠近挡板14一端的液体分布器9外壁上。
优选地，所述液体分布器9外壁上开设有若干个分布孔10。
优选地，所述低压蒸汽进口管道15设置在氨汽提塔本体6另一侧的上部，所述低压蒸汽进口管道15与低压蒸汽管网3相连。
优选地，所述冷凝液出口管道16与冷凝液储罐20相连。
优选地，所述液体分布板12和气体分布板11与液体分布器9上下端开口相对应的位置上分别设有气孔，气体分布板11的气孔下部相对应的位置上设有二氧化碳气体管道17的出口，二氧化碳气体管道17的进口与二氧化碳管网5相连。
一种氨汽提塔的去除气氨的方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：由尿素二段蒸发分离器1来的浓度为99.5%以上的熔融尿素溶液，经过熔融泵2输送到氨汽提塔的液体分布板12和挡板14之间，并通过分布孔10进入液体分布器9内；
步骤二：进入液体分布器9内的熔融尿素溶液沿着液体分布器9的内管壁成膜状向下流动；
步骤三：来自低压蒸汽管网3中的低压饱和蒸汽进入氨汽提塔内，并与所述步骤二中的液体分布器9内部的熔融尿素溶液进行换热；
步骤四：二氧化碳管网5中的二氧化碳气体在气体分布板11的作用下进入到液体分布器9内部与熔融尿素溶液逆流接触；
步骤五：熔融尿素溶液通过低压饱和蒸汽换热后挥发出来的游离氨在二氧化碳汽提的作用下通过液体分布板12进入到气体出口管道18中，并通过气体出口管道18输送至尿素主装置的低压回收装置7进行回收后循环使用；
步骤六：纯净的熔融尿素溶液通过熔融尿素出口管道19进入造粒喷头4中进行造粒；
当尿素装置造粒前对***和管道进行预热时，关闭阀门8避免蒸汽直接走近路通过氨汽提塔6顶部进入到尿素主装置的低压回收装置7内；当尿素装置造粒后打开阀门8，保证设备的正常运行。
一种尿素生产装置，包括尿素二段蒸发分离器1，尿素二段蒸发分离器1通过熔融泵2与氨汽提塔的熔融尿素进口管道22相连，氨汽提塔的熔融尿素出口管道19与造粒塔13内部的造粒喷头4相连。
优选地，所述氨汽提塔设在造粒塔13的内上部，氨汽提塔的下部设有造粒喷头4，氨汽提塔和造粒喷头4之间设有隔板21。
正常情况下若单纯对造粒尾气进行研究，由于尾气中气量比较大，且对于造粒塔顶部的尾气存在氨分压较低的情况，利用直接对尾气中的氨进行回收的方案难以实现，因此本发明是通过对尿素尾气中产生游离氨的源头尿液进行控制。其主要是通过在尿素熔融泵2和造粒喷头4之间设置氨汽提塔来实现的，来自熔融泵2的浓度为99.5%以上的熔融尿素溶液，直接进入到汽提塔，在汽提塔内熔融尿素溶液进入液体分布器9内，经液体分布器9的内壁呈膜状向下流动，再下降过程中受壳侧饱和低压蒸汽加热并与来自二氧化碳气体管道17的二氧化碳逆流气相接触，熔融尿素溶液中的游离氨受加热和气体作用解吸进入气相，最后经气体出口管道18送往尿素主装置的低压回收装置7循环使用。由于在此过程中熔融尿素溶液中的游离氨已经得到有效去除，因此对于造粒塔尾气中的氨能够实现有效的控制。
为了更加详细的解释本发明，现结合实施例对本发明做进一步阐述。具体实施例如下：
实施例1
一种氨汽提塔，所述的氨汽提塔包括氨汽提塔本体6，氨汽提塔本体6的顶部设有气体出口管道18，氨汽提塔本体6的底部设有熔融尿素出口管道19，氨汽提塔本体6的内上部设有液体分布板12，液体分布板12的下部设有挡板14，氨汽提塔本体6的内下部设有气体分布板11，所述液体分布板12和气体分布板11之间设有若干个上下端开口的液体分布器9，液体分布板12和挡板14之间的液体分布器9外壁上开设有分布孔10，液体分布板12和挡板14之间的氨汽提塔本体6上设有熔融尿素进口管道22，挡板14和气体分布板11之间的氨汽提塔本体6上设有低压蒸汽进口管道15，挡板14和气体分布板11之间的氨汽提塔本体6一侧的下部设有冷凝液出口管道16；气体分布板11下部的氨汽提塔本体6上设有二氧化碳气体管道17。所述气体出口管道18通过阀门8与尿素主装置的低压回收装置7相连。所述分布孔10开设在靠近挡板14一端的液体分布器9外壁上。所述液体分布器9外壁上开设有若干个分布孔10。所述低压蒸汽进口管道15设置在氨汽提塔本体6另一侧的上部，低压蒸汽进口管道15与低压蒸汽管网3相连。所述冷凝液出口管道16与冷凝液储罐20相连。所述液体分布板12和气体分布板11与液体分布器9上下端开口相对应的位置上分别设有气孔，气体分布板11的气孔下部相对应的位置上设有二氧化碳气体管道17的出口，二氧化碳气体管道17的进口与二氧化碳管网5相连。
一种氨汽提塔的去除气氨的方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：由尿素二段蒸发分离器1来的浓度为99.5%以上的熔融尿素溶液，经过熔融泵2输送到氨汽提塔的液体分布板12和挡板14之间，并通过分布孔10进入液体分布器9内；
步骤二：进入液体分布器9内的熔融尿素溶液沿着液体分布器9的内管壁成膜状向下流动；
步骤三：来自低压蒸汽管网3中的低压饱和蒸汽进入氨汽提塔内，并与所述步骤二中的液体分布器9内部的熔融尿素溶液进行换热；
步骤四：二氧化碳管网5中的二氧化碳气体在气体分布板11的作用下进入到液体分布器9内部与熔融尿素溶液逆流接触；
步骤五：熔融尿素溶液通过低压饱和蒸汽换热后挥发出来的游离氨在二氧化碳汽提的作用下通过液体分布板12进入到气体出口管道18中，并通过气体出口管道18输送至尿素主装置的低压回收装置7进行回收后循环使用；
步骤六：纯净的熔融尿素溶液通过熔融尿素出口管道19进入造粒喷头4中进行造粒；
当尿素装置造粒前对***和管道进行预热时，关闭阀门8避免蒸汽直接走近路通过氨汽提塔6顶部进入到尿素主装置的低压回收装置7内；当尿素装置造粒后打开阀门8，保证设备的正常运行。
一种尿素生产装置，包括尿素二段蒸发分离器1，尿素二段蒸发分离器1通过熔融泵2与氨汽提塔的熔融尿素进口管道22相连，氨汽提塔的熔融尿素出口管道19与造粒塔13内部的造粒喷头4相连。
实施例2
一种氨汽提塔，所述的氨汽提塔包括氨汽提塔本体6，氨汽提塔本体6的顶部设有气体出口管道18，氨汽提塔本体6的底部设有熔融尿素出口管道19，氨汽提塔本体6的内上部设有液体分布板12，液体分布板12的下部设有挡板14，氨汽提塔本体6的内下部设有气体分布板11，所述液体分布板12和气体分布板11之间设有若干个上下端开口的液体分布器9，液体分布板12和挡板14之间的液体分布器9外壁上开设有分布孔10，液体分布板12和挡板14之间的氨汽提塔本体6上设有熔融尿素进口管道22，挡板14和气体分布板11之间的氨汽提塔本体6上设有低压蒸汽进口管道15，挡板14和气体分布板11之间的氨汽提塔本体6一侧的下部设有冷凝液出口管道16；气体分布板11下部的氨汽提塔本体6上设有二氧化碳气体管道17。所述气体出口管道18通过阀门8与尿素主装置的低压回收装置7相连。所述分布孔10开设在靠近挡板14一端的液体分布器9外壁上。所述液体分布器9外壁上开设有若干个分布孔10。所述低压蒸汽进口管道15设置在氨汽提塔本体6另一侧的上部，低压蒸汽进口管道15与低压蒸汽管网3相连。所述冷凝液出口管道16与冷凝液储罐20相连。所述液体分布板12和气体分布板11与液体分布器9上下端开口相对应的位置上分别设有气孔，气体分布板11的气孔下部相对应的位置上设有二氧化碳气体管道17的出口，二氧化碳气体管道17的进口与二氧化碳管网5相连。
一种氨汽提塔的去除气氨的方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：由尿素二段蒸发分离器1来的浓度为99.5%以上的熔融尿素溶液，经过熔融泵2输送到氨汽提塔的液体分布板12和挡板14之间，并通过分布孔10进入液体分布器9内；
步骤二：进入液体分布器9内的熔融尿素溶液沿着液体分布器9的内管壁成膜状向下流动；
步骤三：来自低压蒸汽管网3中的低压饱和蒸汽进入氨汽提塔内，并与所述步骤二中的液体分布器9内部的熔融尿素溶液进行换热；
步骤四：二氧化碳管网5中的二氧化碳气体在气体分布板11的作用下进入到液体分布器9内部与熔融尿素溶液逆流接触；
步骤五：熔融尿素溶液通过低压饱和蒸汽换热后挥发出来的游离氨在二氧化碳汽提的作用下通过液体分布板12进入到气体出口管道18中，并通过气体出口管道18输送至尿素主装置的低压回收装置7进行回收后循环使用；
步骤六：纯净的熔融尿素溶液通过熔融尿素出口管道19进入造粒喷头4中进行造粒；
当尿素装置造粒前对***和管道进行预热时，关闭阀门8避免蒸汽直接走近路通过氨汽提塔顶部进入到尿素主装置的低压回收装置7内；当尿素装置造粒后打开阀门8，保证设备的正常运行。
一种尿素生产装置，包括尿素二段蒸发分离器1，尿素二段蒸发分离器1通过熔融泵2与氨汽提塔的熔融尿素进口管道22相连，氨汽提塔的熔融尿素出口管道19与造粒塔13内部的造粒喷头4相连。
所述氨汽提塔6设在造粒塔13的内上部，氨汽提塔的下部设有造粒喷头4，氨汽提塔和造粒喷头4之间设有隔板21。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “连接”、“相连”等等应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。上文的示例仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式、变更和改造均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种氨汽提塔，其特征在于：所述的氨汽提塔包括氨汽提塔本体（6），氨汽提塔本体（6）的顶部设有气体出口管道（18），氨汽提塔本体（6）的底部设有熔融尿素出口管道（19），氨汽提塔本体（6）的内上部设有液体分布板（12），液体分布板（12）的下部设有挡板（14），氨汽提塔本体（6）的内下部设有气体分布板（11），所述液体分布板（12）和气体分布板（11）之间设有若干个上下端开口的液体分布器（9），液体分布板（12）和挡板（14）之间的液体分布器（9）外壁上开设有分布孔（10），液体分布板（12）和挡板（14）之间的氨汽提塔本体（6）上设有熔融尿素进口管道（22），挡板（14）和气体分布板（11）之间的氨汽提塔本体（6）上设有低压蒸汽进口管道（15），挡板（14）和气体分布板（11）之间的氨汽提塔本体（6）一侧的下部设有冷凝液出口管道（16）；气体分布板（11）下部的氨汽提塔本体（6）上设有二氧化碳气体管道（17）。
2.根据权利要求1所述的一种氨汽提塔，其特征在于：所述气体出口管道（18）通过阀门（8）与尿素主装置的低压回收装置（7）相连。
3.根据权利要求1所述的一种氨汽提塔，其特征在于：所述分布孔（10）开设在靠近挡板（14）一端的液体分布器（9）外壁上。
4.根据权利要求1所述的一种氨汽提塔，其特征在于：所述液体分布器（9）外壁上开设有若干个分布孔（10）。
5.根据权利要求1所述的一种氨汽提塔，其特征在于：所述低压蒸汽进口管道（15）设置在氨汽提塔本体（6）另一侧的上部，低压蒸汽进口管道（15）与低压蒸汽管网（3）相连。
6.根据权利要求1所述的一种氨汽提塔，其特征在于：所述冷凝液出口管道（16）与冷凝液储罐（20）相连。
7.根据权利要求1所述的一种氨汽提塔，其特征在于：所述液体分布板（12）和气体分布板（11）与液体分布器（9）上下端开口相对应的位置上分别设有气孔，气体分布板（11）的气孔下部相对应的位置上设有二氧化碳气体管道（17）的出口，二氧化碳气体管道（17）的进口与二氧化碳管网（5）相连。
8.一种如权利要求1-7所述氨汽提塔的去除气氨的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤一：由尿素二段蒸发分离器（1）来的浓度为99.5%以上的熔融尿素溶液，经过熔融泵（2）输送到氨汽提塔的液体分布板（12）和挡板（14）之间，并通过分布孔（10）进入液体分布器（9）内；
步骤二：进入液体分布器（9）内的熔融尿素溶液沿着液体分布器（9）的内管壁成膜状向下流动；
步骤三：来自低压蒸汽管网（3）中的低压饱和蒸汽进入氨汽提塔内，并与所述步骤二中的液体分布器（9）内部的熔融尿素溶液进行换热；
步骤四：二氧化碳管网（5）中的二氧化碳气体在气体分布板（11）的作用下进入到液体分布器（9）内部与熔融尿素溶液逆流接触；
步骤五：熔融尿素溶液通过低压饱和蒸汽换热后挥发出来的游离氨在二氧化碳汽提的作用下通过液体分布板（12）进入到气体出口管道（18）中，并通过气体出口管道（18）输送至尿素主装置的低压回收装置（7）进行回收后循环使用；
步骤六：纯净的熔融尿素溶液通过熔融尿素出口管道（19）进入造粒喷头（4）中进行造粒；
当尿素装置造粒前对***和管道进行预热时，关闭阀门（8）避免蒸汽直接走近路通过氨汽提塔顶部进入到尿素主装置的低压回收装置（7）内；当尿素装置造粒后打开阀门（8），保证设备的正常运行。
9.一种尿素生产装置，其特征在于：包括尿素二段蒸发分离器（1），尿素二段蒸发分离器（1）通过熔融泵（2）与上述权利要求1-7任一项所述的氨汽提塔的熔融尿素进口管道（22）相连，氨汽提塔的熔融尿素出口管道（19）与造粒塔（13）内部的造粒喷头（4）相连。
10.根据权利要求9所述的一种尿素生产装置，其特征在于：所述氨汽提塔设在造粒塔（13）的内上部，氨汽提塔的下部设有造粒喷头（4），氨汽提塔和造粒喷头（4）之间设有隔板（21）。
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Citations (4)
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| CN1154363A (zh) * | 1996-01-11 | 1997-07-16 | 化学工业部上海化工研究院 | 二氧化碳汽提法尿素制备方法 |
| CN102844086A (zh) * | 2010-02-12 | 2012-12-26 | 乌里阿·卡萨勒有限公司 | 一种用于氨基甲酸酯分解的降膜式汽提塔 |
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2019
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