專利名稱：生產(chǎn)尿素的一段分解加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種尿素生產(chǎn)裝置，尤其是指生產(chǎn)尿素的一段分解加熱器。
背景技術(shù)：
在水溶液全循環(huán)法尿素生產(chǎn)裝置中，一段分解加熱器是將尿素合成塔出口尿液，經(jīng)預(yù)分離器分離后(含尿素42.5%，二氧化碳12. 41%，氨21. 58%，水23. 5% )進行加熱提濃，加熱后的尿液濃度含尿素59. 63 %，二氧化碳2. 53 %，氨7. 4%，水30. 44%。從以上的組分中可以看出，尿液通過一段分解加熱器提濃后需要消耗大量的蒸的汽。在水溶液全循環(huán)工藝中，通過物料計算，每噸尿素在一段分解加熱器中，如果要達(dá)到工藝指標(biāo)需要消耗800kg/tur蒸汽。因此如何降低一段分解加熱器的蒸汽消耗將直接影響到整個尿素生產(chǎn)裝置的蒸汽消耗?，F(xiàn)有設(shè)備的工藝流程為在水溶液工藝尿素生產(chǎn)中一段分解加熱器一般情況下在設(shè)計的時要考慮到生產(chǎn)能力的大小，來決定其換熱面積的多少，設(shè)備的管程是尿液，殼程是1. 3Mpa的蒸汽，尿液是通過蒸汽加熱進行提濃，蒸汽與尿液換熱后，部分蒸汽被冷凝送往冷凝液膨脹槽。在此尿液濃度由42. 5%，濃縮到59. 63%，噸尿素消耗蒸汽大約為800kg。為了減少蒸汽的消耗，提高蒸汽的利用率，現(xiàn)有一種專利號為CN200920026762. 3名稱為《尿素分解加熱器冷凝液二次膨脹蒸汽利用裝置》的中國實用新型專利公開了一種尿素分解加熱器冷凝液二次膨脹蒸汽利用裝置，包括一段分解加熱器和二段分解加熱器，一段分解加熱器通過第一供氣管與蒸汽源相通，第一供氣管上安裝第一控制閥，一段分解加熱器與液位槽連接，液位槽通過第一管路與加熱器冷凝液膨脹槽連接，加熱器冷凝液膨脹槽上安裝第二管路和第三管路，第二管路與膨脹槽相通，第三管路與二段分解加熱器連接，二段分解加熱器上安裝第二供氣管和第四管路，第二供氣管與蒸汽源相通，第二供氣管上安裝第二控制閥，第四管路與膨脹槽相通。提高了高溫蒸汽的利用率，起到了節(jié)約成本的作用。但是該實用新型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此其蒸汽消耗量還是較大，因此該種結(jié)構(gòu)還需要進一步改善。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低且能通過余熱來加熱的生產(chǎn)尿素的一段分解加熱器。本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為本生產(chǎn)尿素的一段分解加熱器，包括分解加熱塔，所述分解加熱塔底部設(shè)置有與尿液入口，在所述分解加熱塔頂部設(shè)置有尿液流出口，在所述分解加熱塔上設(shè)置有能加熱尿液的加熱裝置，其特征在于所述加熱裝置由蒸氣加熱部和熱水加熱部組成，所述蒸氣加熱部位于分解加熱塔的上半部，而所述熱水加熱部位于分解加熱塔的下半部，在分解加熱塔的上部設(shè)置有與蒸氣管相連通的蒸氣入口，在位于所述分解加熱塔的中部設(shè)置有蒸氣與尿液管換熱后的冷凝水出口，在位于分解加熱塔的中部設(shè)置有通過管道與水解塔出口液相連通的熱水入口，在位于所述分解加熱塔的下部設(shè)置有水解塔出口液與尿液管換熱后的冷凝水流出口。作為改進，所述管道上還連接有與蒸氣管相連通的分管道，在分管道設(shè)置有閥門。作為改進，所述冷凝水出口通過管道一與冷凝液膨槽相連通。作為改進，所述冷凝水流出口通過管道二與水解器相連通。作為改進，所述冷凝水流出口的管道二與冷凝水出口的管道一之間設(shè)置有能相互連通的連接管道，在所述的連接管道上設(shè)置有水閥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用分解加熱器本體包括下段分解加熱器和上段分解加熱器，且下段分解加熱器通過管道和水解塔相連通，在水解系統(tǒng)開啟后，采用水解塔出口液來換熱，起到尿素提濃的作用，大大的減少了蒸汽能源的消耗。從經(jīng)濟效益分析通過以上計算可以看出，一個日產(chǎn)600噸的尿素裝置，采用了本設(shè)計的一段分解加熱器，噸尿素可以節(jié)約蒸汽70kg,蒸汽價格按每噸150元計算,年生產(chǎn)時間按330天計算即年回收效益600噸X0. 07噸X 150元X330天=208萬元

圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對本實用新型作進一步詳細(xì)描述。如圖1所示，本實施例的生產(chǎn)尿素的一段分解加熱器，一種生產(chǎn)尿素的一段分解加熱器，包括分解加熱塔1，所述分解加熱塔I底部設(shè)置有與尿液入口 11，在所述分解加熱塔I頂部設(shè)置有尿液流出口 12，在所述分解加熱塔1上設(shè)置有能加熱尿液的加熱裝置，其特征在于所述加熱裝置由蒸氣加熱部和熱水加熱部組成，所述蒸氣加熱部位于分解加熱塔I的上半部，而所述熱水加熱部位于分解加熱塔I的下半部，在分解加熱塔1的上部設(shè)置有與蒸氣管2相連通的蒸氣入口 13，在位于所述分解加熱塔I的中部設(shè)置有蒸氣與尿液管換熱后的冷凝水出口 15，在位于分解加熱塔I的中部設(shè)置有通過管道4與水解塔出口液相連通的熱水入口 16，在位于所述分解加熱塔I的下部設(shè)置有水解塔出口液與尿液管換熱后的冷凝水流出口 17。在與水解塔出口液相連通的管道4上連接有與蒸氣管2相連通的分管道3，在分管道3設(shè)置有閥門31。冷凝水出口 15通過管道一 8與冷凝液膨槽相連通。冷凝水流出口 17通過管道二 6與水解器相連通。在冷凝水流出口 17的管道二 6與冷凝水出口 15的管道一 8之間設(shè)置有能相互連通的連接管道7，在所述的連接管道7上設(shè)置有水閥71。以下對本加熱器作進一步說明；原設(shè)備的工藝流程概述一、在水溶液工藝尿素生產(chǎn)中一段分解加熱器一般情況下在設(shè)計的時要考慮到生產(chǎn)能力的大小，來決定其換熱面積的多少，設(shè)備的管程是尿液，殼程是1. 3Mpa的蒸汽，尿液是通過蒸汽加熱進行提濃，蒸汽與尿液換熱后，部分蒸汽被冷凝送往冷凝液膨脹槽。在此尿液濃度由42.5%，濃縮到59.63%，噸尿素消耗蒸汽大約為800kg。二、改進后的工藝流程概述新設(shè)計的一段分解加熱器分上、下兩段進行加熱，系統(tǒng)剛開車時，無熱源利用，上、下兩均采用1. 3Mpa的蒸汽對尿液進行加熱提濃，待系統(tǒng)開車正常后，水解系統(tǒng)同時也開啟后，一段分解加熱器的下部換熱段即采用水解塔出口液(低壓水解塔出口液溫度約為186°C，中壓水解塔出口液溫度約為205°C )進行加熱尿液，上部加熱器仍采用1. 3Mpa的蒸汽對尿液進行加熱提濃。(工藝流程走向見圖2)工藝計算數(shù)據(jù)如下(一)、計算依據(jù)1.1加熱介質(zhì)采用其中加熱器來蒸汽冷凝液，入加熱器溫度186°C，出加熱器溫度VC，換熱溫差(186-t) V流量15m3/h密度980kg/m31. 2被加熱介質(zhì)尿液尿液組分NH321.58% CO212. 41% Η2023· 50% Ur42. 50%尿液進口溫度132°C出口溫度t/C換熱溫差(t1-132) V尿液流量60m3/h尿液密度1200kg/m3(二)、計算2.1加熱側(cè)物料熱量收入由于蒸汽冷凝液與尿液為逆流換熱，取蒸汽冷凝液出口溫度為142°C。蒸汽冷凝液放出熱量蒸汽冷凝液在換熱器內(nèi)的平均溫度為(186+142)/2 = 164°C164°C時，蒸汽冷凝液的比熱容為4· 346kJ/ (kg · V )蒸汽冷凝液從186°C降到142°C所放出的顯熱Q1 = Cpf · P f · V1 · (t「t2)= 4· 346 X 1200 X 15 X (186-142) = 3442116kJ2. 2被加熱側(cè)物料熱量收入尿液平均比熱容計算設(shè)尿液出口溫度為144°C，則尿液平均溫度為138°C。尿液各組分分別為尿素42. 5% 甲銨 12.41X78/44 = 22%氨水 35. 5%138°C時，尿液各組分的比熱容為尿素的Cpf 為 O. 476kcal/ (kg · V )甲銨的Cpf 為 O. 465kcal/ (kg · V )氨水的Cpf 為1. lkcal/(kg · V )尿液的平均比熱容為Cpf = 42. 5% X0. 476+22% X0. 465+35. 5% XLl = O. 695kcal/(kg · °C )尿液吸收熱Q2 = Cpf · P f · V1 · (t「t2) = 4. 187 X 60 X 1200 X O. 695 X (t-132) = 209547 (t-132) kj忽略熱損失，則Q1 = Q2209547(t-132) = 3316104[0054]尿液出口溫度 t = 147. 8°C2. 3節(jié)約蒸汽量以節(jié)約1. 3MPa飽和蒸汽計算,其冷凝熱為472. 6kcal/kg,則利用蒸汽冷凝液加熱尿液，可節(jié)約蒸汽量3442116/(472. 6X4. 1868) = 1740kg/h尿素產(chǎn)量為600/24 = 25噸/小時則每噸尿素可節(jié)約蒸汽量為1740/25 = 70kg/tur四、經(jīng)濟效益估算通過以上計算可以看出，一個日產(chǎn)600噸的尿素裝置，采用了新設(shè)計的一段分解加熱器，噸尿素可以節(jié)約蒸汽70kg，蒸汽價格按每噸150元計算，年生產(chǎn)時間按330天計算即年回收效益600噸X0. 07噸X 150元X 330天=208萬元投資回收期約為三個月。
權(quán)利要求1.一種生產(chǎn)尿素的一段分解加熱器，包括分解加熱塔(I)，所述分解加熱塔(I)底部設(shè)置有與尿液入口(11)，在所述分解加熱塔(I)頂部設(shè)置有尿液流出口(12)，在所述分解加熱塔(I)上設(shè)置有能加熱尿液的加熱裝置，其特征在于所述加熱裝置由蒸氣加熱部和熱水加熱部組成，所述蒸氣加熱部位于分解加熱塔(I)的上半部，而所述熱水加熱部位于分解加熱塔(I)的下半部，在分解加熱塔(I)的上部設(shè)置有與蒸氣管(2)相連通的蒸氣入口(13)，在位于所述分解加熱塔(I)的中部設(shè)置有蒸氣與尿液管換熱后的冷凝水出口 (15)，在位于分解加熱塔(I)的中部設(shè)置有通過管道(4)與水解塔出口液相連通的熱水入口(16)，在位于所述分解加熱塔(I)的下部設(shè)置有水解塔出口液與尿液管換熱后的冷凝水流出口(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一段分解加熱器，其特征在于所述管道(4)上還連接有與蒸氣管(2)相連通的分管道(3)，在分管道(3)設(shè)置有閥門(31)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一段分解加熱器，其特征在于所述冷凝水出口(15)通過管道一(8)與冷凝液膨槽相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一段分解加熱器，其特征在于所述冷凝水流出口 (17)通過管道二 ￠)與水解器相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一段分解加熱器，其特征在于所述冷凝水流出口(17)的管道二出)與冷凝水出口(15)的管道一(8)之間設(shè)置有能相互連通的連接管道(7)，在所述的連接管道(7)上設(shè)置有水閥(71)。
專利摘要一種生產(chǎn)尿素的一段分解加熱器，包括分解加熱塔(1)，所述分解加熱塔(1)底部設(shè)置尿液入口(11)和尿液流出口(12)，在分解加熱塔(1)上設(shè)置有加熱裝置，所述加熱裝置由蒸氣加熱部和熱水加熱部組成，在分解加熱塔(1)的上部設(shè)置蒸氣入口(13)，在位于所述分解加熱塔(1)的中部設(shè)置冷凝水出口(15)，在位于分解加熱塔(1)的中部還設(shè)置有熱水入口(16)，在位于所述分解加熱塔(1)的下部設(shè)置有冷凝水流出口(17)。本實用新型采用水解塔出口液來換熱，大大的減少了蒸汽能源的消耗。通過以上計算可以看出，一個日產(chǎn)600噸的尿素裝置，采用了本設(shè)計的一段分解加熱器，噸尿素可以節(jié)約蒸汽70kg，蒸汽價格按每噸150元計算，年生產(chǎn)時間按330天計算即年回收效益。
文檔編號C07C273/16GK202849289SQ20122057125
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者王獻 申請人:王獻