一種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及化工領(lǐng)域，尤其涉及一種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置。包含反應(yīng)器，所述反應(yīng)器的下方包圍著一層加熱套，所述加熱套為空心的加熱套連接著蒸汽源或者加熱套為實(shí)心的連接有電源的電加熱片，所述加熱套契合反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)表面有一層防腐層，反應(yīng)器由支腿支撐，反應(yīng)器上部設(shè)有反應(yīng)產(chǎn)物出口，反應(yīng)器底部設(shè)有尿素溶液進(jìn)料口和排污口，所述進(jìn)料口和排污口穿透反應(yīng)器底部和加熱套；可以通過(guò)蒸汽加熱方式或電加熱方式提供尿素水解反應(yīng)所需熱量；反應(yīng)器筒體內(nèi)部分為下部液相空間和上部氣相空間。不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且具有加熱面表面積大，加熱速度快，加熱均勻，反應(yīng)液溫差小等特點(diǎn)，更有利于防止設(shè)備材料腐蝕和化學(xué)副反應(yīng)的發(fā)生。
【專利說(shuō)明】一種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，尤其涉及一種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)生產(chǎn)中，很多場(chǎng)合都要用到氨。但液氨屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，容易發(fā)生泄漏，一旦 氨與空氣混合物達(dá)到15. 7?27. 4%會(huì)有爆炸危險(xiǎn)。因此國(guó)家在涉及液氨的儲(chǔ)存、使用和運(yùn) 輸過(guò)程中都嚴(yán)格管控。
[0003] 工業(yè)用尿素為白色結(jié)晶體顆粒，不屬于危險(xiǎn)化學(xué)品范疇，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，不會(huì)因 泄漏造成安全隱患。尿素溶液在一定壓力、溫度條件下，會(huì)水解生成氨氣和二氧化碳。因此 從安全角度考慮，用尿素制氨氣以滿足工業(yè)需求，逐漸受到人們青睞。
[0004] 目前行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有的尿素水解反應(yīng)器均是為大規(guī)模生產(chǎn)所配套的設(shè)備，具有大型化 的特點(diǎn)。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求不斷提高，越來(lái)越多的小型設(shè)備需要配套尿素水解反應(yīng)器。相 對(duì)于大型的尿素水解反應(yīng)器，小型尿素水解反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)布置、材料選擇、工藝設(shè)計(jì)等方面 有自身的特點(diǎn)，因此本專利申請(qǐng)對(duì)小型尿素水解反應(yīng)器設(shè)計(jì)進(jìn)行保護(hù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明的目的：為了提供一種功能強(qiáng)大的一種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置， 具體目的見(jiàn)具體實(shí)施部分的多個(gè)實(shí)質(zhì)技術(shù)效果。
[0006] 為了達(dá)到如上目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0007] -種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置，其特征在于，包含反應(yīng)器，所述反應(yīng)器的 下方包圍著一層加熱套，所述加熱套為空心的加熱套連接著蒸汽源或者加熱套為實(shí)心的連 接有電源的電加熱片，所述加熱套契合反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)表面有一層防腐層，反應(yīng)器由支腿 支撐，反應(yīng)器上部設(shè)有反應(yīng)產(chǎn)物出口，反應(yīng)器底部設(shè)有尿素溶液進(jìn)料口和排污口，所述進(jìn)料 口和排污口穿透反應(yīng)器底部和加熱套；可以通過(guò)蒸汽加熱方式或電加熱方式提供尿素水解 反應(yīng)所需熱量；反應(yīng)器筒體內(nèi)部分為下部液相空間和上部氣相空間。
[0008] 本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述反應(yīng)器上部有多個(gè)開口，一個(gè)開口上安裝有一 個(gè)安全閥和壓力表、一個(gè)開口上安裝有液位變送器、一個(gè)開口為反應(yīng)產(chǎn)物出口。
[0009] 本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述反應(yīng)產(chǎn)物出口內(nèi)壁設(shè)置有除霧器。
[0010] 本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述加熱套上鉸接著上翻套，所述上翻套頂部包含 磁鐵，所述上翻套為電加熱板，所述電加熱板通過(guò)電線連接電源。
[0011] 本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述上翻套上方包含磁鐵。
[0012] 本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述反應(yīng)器殼體上包含凹槽，所述加熱套內(nèi)壁上包 含凸起，所述凸起能夠伸入反應(yīng)器殼體上的凹槽中。
[0013] 本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述凹槽伸入反應(yīng)器內(nèi)部。
[0014] 方案二：
[0015] 一種包圍式加熱小型尿素水解的方法，其特征在于，利用如上任意一個(gè)的裝置， 采用如下方式，尿素放置于反應(yīng)器中，水解反應(yīng)生成的冊(cè)13和co2從液相中逸出，工作壓力 0. 55Mpa ;采用外部包圍樣式的加熱套內(nèi)溫60-135攝氏度；水解方程式:CO(順丄+札0吸熱 C02+2NH3。
[0016] 采用如上技術(shù)方案的本實(shí)用新型，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有如下有益效果：與目前行業(yè) 內(nèi)已有的尿素水解反應(yīng)器相比，該小型尿素水解反應(yīng)器具有以下特點(diǎn)：
[0017] 1、目前行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有的尿素水解反應(yīng)器適應(yīng)設(shè)備大型化的需要，采用釜式再沸器結(jié) 構(gòu)，蒸汽加熱方式，換熱面布置采用U型管結(jié)構(gòu)。小型尿素水解反應(yīng)器采用立式反應(yīng)器結(jié) 構(gòu)，反應(yīng)器外部設(shè)置加熱套方式加熱。這種小型的尿素水解反應(yīng)器不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且具有 加熱面表面積大，加熱速度快，加熱均勻，反應(yīng)液溫差小等特點(diǎn)，更有利于防止設(shè)備材料腐 蝕和化學(xué)副反應(yīng)的發(fā)生。
[0018] 2、小型尿素水解反應(yīng)器加熱套可以采用蒸汽加熱方式和電加熱方式。相對(duì)目前 行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有的尿素水解反應(yīng)器采用蒸汽加熱方式相比，采用電加熱方式不受汽源品質(zhì)的影 響，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，而且省去了蒸汽管路、疏水管路等設(shè)施。具有設(shè)備初投資低，運(yùn)行維護(hù)方 便的特點(diǎn)。對(duì)于沒(méi)有加熱蒸汽來(lái)源或蒸汽品質(zhì)不滿足加熱要求的場(chǎng)合，電加熱方式是不二 選擇。因此電加熱小型尿素水解反應(yīng)器適應(yīng)范圍更廣。
[0019] 3、小型電加熱尿素水解反應(yīng)器還具有負(fù)荷變化快，跟隨性好的特點(diǎn)，能夠?qū)ο到y(tǒng) 需氨量變化做出快速響應(yīng)。蒸汽加熱的尿素水解反應(yīng)器，當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)建立新的 平衡所需時(shí)間長(zhǎng)。電加熱尿素水解反應(yīng)器通過(guò)可控硅控制電加熱器的電流，能夠根據(jù)負(fù)荷 變化快速做出響應(yīng)。
[0020] 4、能夠改變加熱面積，加熱更迅速，更均勻。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021] 為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合附圖進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明：
[0022] 圖1為本發(fā)明側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明的上翻套的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；其中：1，反應(yīng)器；2,反應(yīng)器進(jìn)料口；3， 氣相產(chǎn)物出口；4,溫度計(jì)接口；5,液位計(jì)接口；6,安全閥及氣相壓力表接口；7,排污口；8， 除霧器；9,液位變送器；10,加熱套；11.上翻套；12.磁鐵。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制：
[0027] 結(jié)合圖1和圖2;
[0028] 1. -種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置，其特征在于，包含反應(yīng)器1，所述反應(yīng) 器1的下方包圍著一層加熱套，所述加熱套為空心的加熱套連接著蒸汽源或者加熱套為實(shí) 心的連接有電源的電加熱片，所述加熱套契合反應(yīng)器1，反應(yīng)器內(nèi)表面有一層防腐層，反應(yīng) 器由支腿支撐，反應(yīng)器上部設(shè)有反應(yīng)產(chǎn)物出口，反應(yīng)器底部設(shè)有尿素溶液進(jìn)料口和排污口， 所述進(jìn)料口和排污口穿透反應(yīng)器底部和加熱套；可以通過(guò)蒸汽加熱方式或電加熱方式提供 尿素水解反應(yīng)所需熱量；反應(yīng)器筒體內(nèi)部分為下部液相空間和上部氣相空間。本處的技 術(shù)方案所起到的實(shí)質(zhì)的技術(shù)效果是:A.目前按的現(xiàn)狀是很多人用蒸汽給內(nèi)部加熱，此方法 能量浪費(fèi)巨大，蒸汽源還經(jīng)常供給不上，而我們采用電加熱，該方法可以使得該設(shè)備使用便 捷、環(huán)保、節(jié)能。B.蒸汽反應(yīng)控制不易，而電加熱反應(yīng)速度快，可以隨時(shí)調(diào)節(jié)和控制，本專利 的蒸汽管不會(huì)進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)部，節(jié)省了很多設(shè)備。3.加熱均勻，不會(huì)造成受熱均勻。
[0029] 所述反應(yīng)器上部有多個(gè)開口，一個(gè)開口上安裝有一個(gè)安全閥和壓力表、一個(gè)開口 上安裝有液位變送器、一個(gè)開口為反應(yīng)產(chǎn)物出口。
[0030] 安全閥和壓力表位于反應(yīng)器上方屬于通用技術(shù)，更是基礎(chǔ)常識(shí)。液位變送器也是 現(xiàn)有技術(shù)，其安裝在反應(yīng)器上方也屬于通用技術(shù)，可以參考《數(shù)字液位變送器的研究與開 發(fā)》。所述反應(yīng)產(chǎn)物出口內(nèi)壁設(shè)置有除霧器。
[0031 ] 所述加熱套上鉸接著上翻套11，所述上翻套11頂部包含磁鐵，所述上翻套11為電 加熱板，所述電加熱板通過(guò)電線連接電源。本處的技術(shù)方案所起到的實(shí)質(zhì)的技術(shù)效果是，根 據(jù)內(nèi)部的物料的多少和加熱的需求進(jìn)行調(diào)整加熱面，使得鉸接的上方的上翻套11能夠翻 起來(lái)或者是翻下去。
[0032] 所述上翻套11上方包含磁鐵12。本處的技術(shù)方案所起到的實(shí)質(zhì)的技術(shù)效果是，所 述磁鐵12能夠吸附在反應(yīng)器的器壁上進(jìn)行相對(duì)固定。
[0033] 所述反應(yīng)器1殼體上包含凹槽，所述加熱套內(nèi)壁上包含凸起，所述凸起能夠伸入 反應(yīng)器1殼體上的凹槽中。本處的技術(shù)方案所起到的實(shí)質(zhì)的技術(shù)效果是，加熱套固定穩(wěn)固， 不易脫落。
[0034] 所述凹槽伸入反應(yīng)器1內(nèi)部。本處的技術(shù)方案所起到的實(shí)質(zhì)的技術(shù)效果是，反應(yīng) 裝置直接放置于反應(yīng)器1內(nèi)，使得加熱速度更快。
[0035] 方案二：
[0036] -種包圍式加熱小型尿素水解的方法，其特征在于，利用如上任意一個(gè)的裝置，采 用如下方式，尿素放置于反應(yīng)器1中，水解反應(yīng)生成的NH3和C02從液相中逸出，工作壓力 0. 55Mpa ;采用外部包圍樣式的加熱套內(nèi)溫60-135攝氏度；水解方程式:C0(順丄+札0吸熱 C02+2NH3。
[0037] 尿素溶液從反應(yīng)器進(jìn)料口 2進(jìn)入水解反應(yīng)器，反應(yīng)器的液位變送器9顯示液位達(dá) 到一定的值，尿素溶液在反應(yīng)釜內(nèi)發(fā)生水解反應(yīng)，生成的氣相產(chǎn)物不斷由液體中分離，由氣 相產(chǎn)物出口 3離開反應(yīng)器。加熱套10提供水解反應(yīng)所需的熱量。
[0038] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù) 人員應(yīng)該了解本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā) 明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化 和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置，其特征在于，包含反應(yīng)器（1)，所述反應(yīng)器 (1)的下方包圍著一層加熱套，所述加熱套為空心的加熱套連接著蒸汽源或者加熱套為實(shí) 心的連接有電源的電加熱片，所述加熱套契合反應(yīng)器（1)，反應(yīng)器內(nèi)表面有一層防腐層，反 應(yīng)器由支腿支撐，反應(yīng)器上部設(shè)有反應(yīng)產(chǎn)物出口，反應(yīng)器底部設(shè)有尿素溶液進(jìn)料口和排污 口，所述進(jìn)料口和排污口穿透反應(yīng)器底部和加熱套；可以通過(guò)蒸汽加熱方式或電加熱方式 提供尿素水解反應(yīng)所需熱量；反應(yīng)器筒體內(nèi)部分為下部液相空間和上部氣相空間。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述反 應(yīng)器上部有多個(gè)開口，一個(gè)開口上安裝有一個(gè)安全閥和壓力表、一個(gè)開口上安裝有液位變 送器、一個(gè)開口為反應(yīng)產(chǎn)物出口。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述反 應(yīng)產(chǎn)物出口內(nèi)壁設(shè)置有除霧器。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述加 熱套上鉸接著上翻套（11)，所述上翻套（11)頂部包含磁鐵，所述上翻套（11)為電加熱板， 所述電加熱板通過(guò)電線連接電源。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述上 翻套（11)上方包含磁鐵（12)。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述反 應(yīng)器（1)殼體上包含凹槽，所述加熱套內(nèi)壁上包含凸起，所述凸起能夠伸入反應(yīng)器（1)殼體 上的凹槽中。
7. 如權(quán)利要求5所述的一種包圍式加熱小型尿素水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述凹 槽伸入反應(yīng)器（1)內(nèi)部。
【文檔編號(hào)】C01C1/08GK203845828SQ201420240708
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】王曉剛, 趙運(yùn)慶 申請(qǐng)人:西安丹輝環(huán)?？萍加邢薰?br>