一種工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，包括殼體，攪拌器和冷卻器，所述殼體頂部設有尿素溶液進口、硝銨溶液進口、循環(huán)線溶液進口、放空排氣口、加酸口、緩蝕劑加入口和脫鹽水進口，所述攪拌器包括攪拌軸，電機和攪拌槳葉，所述攪拌軸沿殼體軸向設置，攪拌軸一端連接在電機上，另一端伸入殼體內(nèi)部，攪拌槳葉安裝在攪拌軸另一端，所述殼體的側壁的下部設有尿素硝銨液位計接口、尿素硝銨密度計接口和溫度計接口，所述殼體的底部設有尿素硝銨溶液出口，殼體內(nèi)底部設有冷卻器，所述冷卻器包括冷卻盤管和換熱器封頭。本發(fā)明設備將溶液混合、降溫，加酸，加緩蝕劑等步驟集中在一臺設備內(nèi)完成，克服了生產(chǎn)周期長的缺點，生產(chǎn)效率大幅提升。
【專利說明】一種工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備及其使用方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備及其使用方法。

【背景技術】
[0002]尿素硝銨溶液(Urea Ammonium Nitrate solut1n),簡稱UAN溶液，國外也稱為氮溶液(N solut1n)，是由尿素、硝銨和水配制而成。UAN溶液是一種穩(wěn)定、無色、常壓的液態(tài)氮肥，在肥效、節(jié)能、減少環(huán)境污染以及經(jīng)濟效益，均優(yōu)于固態(tài)氮肥。
[0003]尿素硝銨溶液的生產(chǎn)始于上世紀70年代的美國，目前已得到廣泛使用，2013年全球尿素硝銨溶液的產(chǎn)量超過2000萬噸，我國是氮肥生產(chǎn)大國，尿素硝銨溶液的生產(chǎn)基本是空白，應用前景十分廣闊。在國際市場上一般有3個等級的尿素硝銨溶液銷售，即含N28%，30%和 32%。
[0004]工業(yè)生產(chǎn)UAN溶液一般采用液體尿素和液體硝銨在一固定配制槽內(nèi)完成混合，力口酸，加緩蝕劑等步驟，配制好的溶液需要進一步微調至產(chǎn)品各項指標調整合格后，將配制完成的溶液降溫至常溫外送。上述操作步驟繁瑣且需要較長配制時間，生產(chǎn)周期較長，難以滿足大規(guī)模大批量的生產(chǎn)要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，克服了生產(chǎn)周期長的缺點，生產(chǎn)效率大幅提升，滿足生產(chǎn)工藝需求，能夠快速，保質保量的完成工業(yè)化生產(chǎn)需要。
[0006]本發(fā)明采用的技術方案是:
[0007]—種工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，包括殼體，攪拌器和冷卻器，所述殼體的頂部設有尿素溶液進口、硝銨溶液進口、循環(huán)線溶液進口、放空排氣口、加酸口、緩蝕劑加入口和脫鹽水進口，所述攪拌器包括攪拌軸，電機和攪拌槳葉，所述電機安裝在所述殼體的頂部中心，所述攪拌軸沿所述殼體軸向設置，所述攪拌軸一端連接在所述電機上，另一端伸入殼體內(nèi)部，所述攪拌槳葉安裝在所述攪拌軸另一端，所述殼體的側壁的下部設有尿素硝銨液位計接口、尿素硝銨密度計接口和溫度計接口，所述殼體的底部設有尿素硝銨溶液出口，所述殼體內(nèi)底部設有所述冷卻器，所述冷卻器包括冷卻盤管和換熱器封頭，所述冷卻盤管位于所述攪拌漿葉的下方，所述冷卻盤管的冷卻水引入端和冷卻水引出端分別伸出所述殼體的側壁與所述換熱器封頭固定連接，所述冷卻盤管的冷卻水引入端和冷卻水引出端分別與所述換熱器封頭上設置的冷卻水進口和冷卻水出口相連接。
[0008]本發(fā)明所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其中，所述殼體的側壁的下部還設有尿素液位計接口。
[0009]本發(fā)明所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其中，所述殼體的內(nèi)側壁上設有至少一塊擾流板。
[0010]本發(fā)明所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其中，所述擾流板為4塊，沿所述殼體內(nèi)側壁均勻分布。
[0011]本發(fā)明所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其中，所述攪拌槳葉采用單槳式或雙漿式，所述攪拌槳葉距離所述冷卻盤管上部距離30-80cm。
[0012]本發(fā)明所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其中，所述冷卻盤管的管束為U型管或盤型管，所述冷卻盤管的冷卻水引入端和冷卻水引出端分別通過法蘭與換熱器封頭固定連接。
[0013]本發(fā)明所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其中，所述殼體的側壁的下部還設有人孔一，所述殼體的頂部設有人孔二 ；所述殼體的頂部設有備用口和/或浮球液位計出口。
[0014]本發(fā)明所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其中，所述殼體為圓柱形，所述殼體、攪拌器和擾流板均由不銹鋼材料制成。
[0015]一種工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備的使用方法，包括以下步驟:
[0016](a)分別通過所述尿素溶液進口和硝銨溶液進口將液體尿素和硝銨溶液同時加入到設備中，通過尿素硝銨液位計分別計量液體尿素和硝銨溶液的配比量；
[0017](b)當設備中溶液高度大于所述攪拌槳葉后，開啟攪拌器，打開冷卻器中循環(huán)冷卻水進行降溫，根據(jù)尿素硝銨液位計顯示達到配制需要的液位時，停止進料；
[0018](c)根據(jù)顯示的溫度、密度，確認物料配制的質量，液體尿素和硝銨溶液進料完成后，通過所述緩蝕劑加入口加入緩蝕劑；
[0019](d)通過加酸口加入硝酸調節(jié)pH值，分析確認合格后，將尿素硝銨溶液通過所述尿素硝銨溶液出口引入輸送泵送出。
[0020]一種工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備的使用方法，包括以下步驟:
[0021](a)首先通過尿素溶液進口加入液體尿素,通過尿素液位計確定需要的尿素配比量;
[0022](b)步驟(a)中所述液體尿素進料完成后，通過所述硝銨溶液進口加入液體硝銨，通過尿素硝銨液位計計量高度，確定需要的硝銨配比量；
[0023](c)步驟(b)中所述液體硝銨加完后，開啟攪拌器和冷卻器，緩蝕劑加入口加入緩蝕劑，通過加酸口加硝酸調節(jié)pH值，觀察尿素硝銨溶液的溫度、密度變化，分析取樣，合格后送出。
[0024]本發(fā)明有益效果:
[0025]本發(fā)明工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，在殼體內(nèi)設置冷卻器，可以快速降低溶液溫度，另一個作用是溶液溫度降低后，溶液輸送泵不易汽化，有利于泵設備的正常穩(wěn)定運行，如果設置在設備外部，需要通過開啟輸送泵加壓至外部換熱器降溫，操作程序較為繁瑣，且高溫下，輸送泵很容易汽化，泵打量較差，冷卻器不設置外部筒體，可以隨時抽出檢修；設置循環(huán)線溶液進口一方面是防止輸送泵出口憋壓，另一方面，因為攪拌器距離設備底部有一定高度，開始階段不用泵的循環(huán)線循環(huán)，溶液混合較慢，有了循環(huán)線溶液進口，尿素和硝銨溶液在配制槽液位低于攪拌器葉片時可以加速混合；UAN溶液配制后密度值隨溫度變化，對于總氮含量在32-32.5 %的UAN溶液，密度隨溫度變化，在40°C時一般為 1.300-1.310, 50 0C % 1.295-1.300，60 V 為 1.29-1.295，70 V 為 1.285-1.290，80 V 為1.280-1.285，設置UAN密度計接口和溫度計接口，在UAN溶液配制過程中，可以通過密度指示和溫度對應關系，隨時觀察溶液溫度，根據(jù)溫度變化及時開停冷卻水，防止溶液溫度過高或過低及時判斷UAN溶液的質量；攪拌器可以加速溶液混合，在溶液配制時加入稀硝酸和緩蝕劑后，攪拌器還可以加速這兩種輔助介質的混合，減少配制時間；通過緩蝕劑加入口在溶液內(nèi)加入緩蝕劑，加入一定比例的緩蝕劑后，UAN溶液可以在普通碳鋼設備儲存或管線內(nèi)輸送，采用該設備將溶液混合、降溫，加酸，加緩蝕劑等步驟集中在一臺設備內(nèi)完成，克服了生產(chǎn)周期長的缺點，生產(chǎn)效率大幅提升。
[0026]本發(fā)明工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，通過增設尿素液位計接口，在尿素硝銨溶液配制過程中，減少只有一只UAN液位計顯示產(chǎn)生的密度指示偏差，液位顯示準確。
[0027]本發(fā)明工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，所述殼體的內(nèi)側壁上設有至少一塊擾流板，可以防止溶液在設備內(nèi)形成渦流，加速溶液湍流混合，縮短配制時間。
[0028]本發(fā)明工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，所述攪拌槳葉采用單槳式或雙漿式，所述攪拌槳葉距離所述冷卻盤管上部距離30-80cm，有利于換熱器的檢修，溶液混合效果好。
[0029]本發(fā)明工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，設置人孔一和人孔二分別用于設備檢修時人員進出和用于配制時的觀察溶液或設備內(nèi)件的工作情況；備用口為預留口備用，設置浮球液位計，便于現(xiàn)場觀察和校對液位。
[0030]本發(fā)明工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，所述殼體、攪拌器和擾流板均由不銹鋼材料制成，可以有效防止尿素和硝銨溶液配制過程產(chǎn)生的腐蝕。
[0031]本發(fā)明工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備的使用方法，工藝簡單，生產(chǎn)效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備的結構示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備的俯視圖。
[0034]圖中:1、尿素溶液進口 ；2、硝銨溶液進口 ；3、循環(huán)線溶液進口 ；4、放空排氣口 ；5、加酸口 ；6、緩蝕劑加入口 ；7、脫鹽水進口 ；8、備用口 ；9、浮球液位計出口 ；10、擾流板；11、端蓋；12、冷卻水進口 ；13、冷卻水出口 ；14、冷卻盤管；15、尿素液位計接口 ；16、UAN液位計接口 ；17、UAN密度計接口 ；18、UAN溶液出口 ；19、溫度計接口 ；20、人孔一；21、人孔二；22、電機；23、攪拌槳葉；24、攪拌軸。
[0035]以下將結合附圖和實施例，對本發(fā)明進行較為詳細的說明。

【具體實施方式】
[0036]實施例1
[0037]如圖1和圖2所示，一種工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，包括殼體，攪拌器和冷卻器，殼體為直徑5米，高度6米的圓柱形，殼體的頂部設有尿素溶液進口 1、硝銨溶液進口 2、循環(huán)線溶液進口 3、放空排氣口 4、加酸口 5、緩蝕劑加入口 6和脫鹽水進口 7，攪拌器包括攪拌軸24，電機22和攪拌槳葉23，電機22安裝在殼體的頂部中心，攪拌軸24 —端連接在電機22上，另一端伸入殼體內(nèi)部，攪拌槳葉23安裝在攪拌軸24另一端，攪拌槳葉23采用單槳式，攪拌槳葉23距離冷卻盤管14上部距離50cm，殼體的側壁的下部設有尿素液位計接口 15、UAN液位計接口 16、UAN密度計接口 17和溫度計接口 19，殼體的底部設有UAN溶液出口 18，殼體內(nèi)底部設有冷卻器，冷卻器包括冷卻盤管14和換熱器封頭11，冷卻盤管14的冷卻水引入端和冷卻水引出端分別伸出殼體的側壁與換熱器封頭11通過法蘭固定連接，冷卻盤管14的冷卻水引入端和冷卻水引出端分別與換熱器封頭11上設置的冷卻水進口 13和冷卻水出口 12相連接，冷卻盤管14的管束為U型管；殼體的內(nèi)側壁上設有4塊擾流板10，擾流板長度為4m，寬度為30cm，厚度為10cm，沿殼體內(nèi)側壁均勻分布，殼體的側壁的下部還設有人孔一 20，殼體的頂部設有人孔二 21，殼體的頂部還設有備用口 8和浮球液位計出口 9，殼體、攪拌器和擾流板10均由304L不銹鋼材料制成。
[0038]本實施例工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備的使用方法，包括以下步驟:
[0039](a)按1:1質量比分別通過尿素溶液進口 I和硝銨溶液進口 2將液體尿素和硝銨溶液同時加入到設備中，通過UAN液位計分別計量液體尿素和硝銨溶液的配比量；
[0040](b)當設備中溶液高度大于攪拌槳葉23后開啟攪拌器，打開冷卻器中循環(huán)冷卻水進行降溫，根據(jù)UAN液位計顯示達到配制需要的液位時，停止進料；
[0041](c)根據(jù)顯示的溫度、密度，確認物料配制的質量，控制UAN溶液密度在1.28-1.33之間，兩種溶液進料完成后，通過緩蝕劑加入口 6加入緩蝕劑；
[0042](d)加入硝酸調節(jié)pH值為7.0時，分析確認合格后，將UAN溶液通過UAN溶液出口18引入輸送泵送出。
[0043]實施例2
[0044]與實施例1的區(qū)別在于:攪拌槳葉23距離冷卻盤管14上部距離80cm ;冷卻盤管
14的管束為盤型管；步驟(d)中調節(jié)pH值為6.55。
[0045]實施例3
[0046]如圖1和圖2所示，一種工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，包括殼體，攪拌器和冷卻器，殼體為直徑5米，高度6米的圓柱形，殼體的頂部設有尿素溶液進口 1、硝銨溶液進口 2、循環(huán)線溶液進口 3、放空排氣口 4、加酸口 5、緩蝕劑加入口 6和脫鹽水進口 7，攪拌器包括攪拌軸24，電機22和攪拌槳葉23，電機22安裝在殼體的頂部中心，攪拌軸24 —端連接在電機22上，另一端伸入殼體內(nèi)部，攪拌槳葉23安裝在攪拌軸24另一端，攪拌槳葉23采用雙槳式，攪拌槳葉23距離冷卻盤管14上部距離50cm，殼體的側壁的下部設有尿素液位計接口 15、UAN液位計接口 16、UAN密度計接口 17和溫度計接口 19，殼體的底部設有UAN溶液出口 18，殼體內(nèi)底部設有冷卻器，冷卻器包括冷卻盤管14和換熱器封頭11，冷卻盤管14的冷卻水引入端和冷卻水引出端分別伸出殼體的側壁與換熱器封頭11通過法蘭固定連接，冷卻盤管14的冷卻水引入端和冷卻水引出端分別與換熱器封頭11上設置的冷卻水進口 13和冷卻水出口 12相連接，冷卻管14的管束為U型管；殼體的內(nèi)側壁上設有4塊擾流板10,擾流板長度為3m,寬度為20cm,厚度為8cm,沿殼體內(nèi)側壁均勻分布,殼體的側壁的下部還設有人孔一 20，殼體的頂部設有人孔二 21，殼體的頂部還設有備用口 8和浮球液位計出口 9，殼體、攪拌器和擾流板10均由304L不銹鋼材料制成。
[0047]本實施例工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備的使用方法，包括以下步驟:
[0048](a)首先通過尿素溶液進口 I加入液體尿素溶液，通過尿素液位計15確定需要的尿素配比量；
[0049](b)尿素進料完成后，通過硝銨溶液進口 2加入液體硝銨，通過UAN液位計計量高度，確定需要的硝銨配比量；
[0050](c)兩種物料完成后開啟攪拌器和冷卻器，通過緩蝕劑加入口 6加入緩蝕劑，通過加酸口 5加硝酸調節(jié)pH值為6.6時，觀察溶液的溫度、密度變化，控制UAN溶液密度在
1.28-1.33之間，分析取樣，合格后送出。
[0051]實施例4
[0052]與實施例3的區(qū)別在于:攪拌槳葉23距離冷卻盤管14上部距離30cm ;步驟(d)中調節(jié)pH值為7.23。
[0053]以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，包括殼體，其特征在于:還包括攪拌器和冷卻器，所述殼體的頂部設有尿素溶液進口(I)、硝銨溶液進口(2)、循環(huán)線溶液進口(3)、放空排氣口(4)、加酸口(5)、緩蝕劑加入口(6)和脫鹽水進口(7)，所述攪拌器包括攪拌軸(24)，電機(22)和攪拌槳葉(23)，所述電機(22)安裝在所述殼體的頂部中心，所述攪拌軸(24)沿所述殼體軸向設置，所述攪拌軸(24) —端連接在所述電機(22)上，另一端伸入所述殼體內(nèi)部，所述攪拌槳葉(23)安裝在攪拌軸(24)另一端，所述殼體的側壁的下部設有尿素硝銨液位計接口(16)、尿素硝銨密度計接口(17)和溫度計接口(19)，所述殼體的底部設有尿素硝銨溶液出口(18)，所述殼體內(nèi)底部設有所述冷卻器，所述冷卻器包括冷卻盤管(14)和換熱器封頭(11)，所述冷卻盤管(14)位于所述攪拌漿葉(23)的下方，所述冷卻盤管(14)的冷卻水引入端和冷卻水引出端分別伸出所述殼體的側壁與所述換熱器封頭(11)固定連接，所述冷卻盤管(14)的冷卻水引入端和冷卻水引出端分別與所述換熱器封頭(11)上設置的冷卻水進口(13)和冷卻水出口(12)相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其特征在于:所述殼體的側壁的下部還設有尿素液位計接口(15)。
3.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其特征在于:所述殼體的內(nèi)側壁上設有至少一塊擾流板(10)。
4.根據(jù)權利要求3所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其特征在于:所述擾流板(10)為4塊，沿所述殼體內(nèi)側壁均勻分布。
5.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其特征在于:所述攪拌槳葉(23)采用單槳式或雙漿式，所述攪拌槳葉(23)距離所述冷卻管(14)上部距離30_80cmo
6.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其特征在于:所述冷卻盤管(14)的管束為U型管或盤型管，所述冷卻盤管(14)的冷卻水引入端和冷卻水引出端分別通過法蘭與換熱器封頭(11)固定連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其特征在于:所述殼體的側壁的下部還設有人孔一(20)，所述殼體的頂部設有人孔二(21);所述殼體的頂部設有備用口⑶和/或浮球液位計出口(9)。
8.根據(jù)權利要求1-7任意一項所述工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備，其特征在于:所述殼體為圓柱形，所述殼體、攪拌器和擾流板(10)均由不銹鋼材料制成。
9.權利要求1-8任意一項所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備的使用方法，其特征在于:包括以下步驟: (a)分別通過所述尿素溶液進口(I)和硝銨溶液進口(2)將液體尿素和硝銨溶液同時加入到設備中,通過尿素硝銨溶液液位計計量液體尿素和硝銨溶液的配比量； (b)當設備中溶液高度大于所述殼體攪拌槳葉(23)后開啟攪拌器，打開冷卻器中循環(huán)冷卻水進行降溫，根據(jù)尿素硝銨液位計顯示達到配制需要的液位時，停止進料； (c)根據(jù)顯示的溫度、密度，確認物料配制的質量，液體尿素和硝銨溶液進料完成后，通過所述殼體緩蝕劑加入口(6)加入緩蝕劑； (d)通過加酸口(5)加入硝酸調節(jié)pH值，分析確認合格后，將尿素硝銨溶液通過所述尿素硝銨溶液出口(18)引入輸送泵送出。
10.權利要求2-8任意一項所述的工業(yè)生產(chǎn)尿素硝銨溶液的專用設備的使用方法，其特征在于:包括以下步驟: (a)首先通過尿素溶液進口(I)加入液體尿素，通過尿素液位計確定需要的尿素配比量; (b)步驟(a)中所述液體尿素進料完成后，通過所述硝銨溶液進口(2)加入液體硝銨，通過尿素硝銨液位計計量高度，確定需要的硝銨配比量； (c)步驟(b)中液體硝銨加完，后開啟攪拌器和冷卻器，緩蝕劑加入口(6)加入緩蝕劑，通過加酸口(5)加硝酸調節(jié)pH值，觀察尿素硝銨溶液的溫度、密度變化，分析取樣，合格后送出。
【文檔編號】C05C13/00GK104261901SQ201410503617
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權日:2014年9月26日
【發(fā)明者】高原, 張靜忠 申請人:安徽淮化股份有限公司