專(zhuān)利名稱(chēng)：合成氨、尿素廢液低壓處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種合成氨、尿素廢液低壓處理裝置。
背景技術(shù)：
在尿素生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的工藝?yán)淠?，其中含有尿素、氨和二氧化碳。我?guó)絕大部分尿素生產(chǎn)裝置僅僅通過(guò)解吸的方法回收其中的氨，而含量在1.1％甚至更高的尿素則隨著廢液的排放直接排入大自然中，造成對(duì)環(huán)境的污染。
目前國(guó)內(nèi)外尿素工藝?yán)淠禾幚砉に囍饕腥N，即斯塔米卡邦(Stamicarbon)公司的尿素水解、解吸技術(shù)，斯那姆(Snamprogetti)公司的尿素深度水解、解吸技術(shù)和孟山都(Monsanto)環(huán)境化學(xué)公司的汽提水解技術(shù)，其不同點(diǎn)主要體現(xiàn)在水解的操作壓力及所使用蒸汽的壓力等級(jí)上。
斯塔米卡邦(Stamicarbon)公司的尿素水解、解吸技術(shù)，水解采用2.5MPa的蒸汽進(jìn)行直接加熱，解吸采用約0.45MPa的蒸汽進(jìn)行直接加熱，水解、解吸后溶液中的NH3≤5ppm，尿素≤5ppm(設(shè)計(jì)值)。國(guó)內(nèi)引進(jìn)的CO2汽提尿素裝置及部分水溶液全循環(huán)法尿素裝置的工藝?yán)淠禾幚聿捎迷摷夹g(shù)。
該技術(shù)的特點(diǎn)是水解塔為立式結(jié)構(gòu)，工藝?yán)淠号c蒸汽在塔內(nèi)逆流接觸，設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，操作容易，占地面積小，投資也較低。
斯那姆(Snamprogetti)公司的尿素深度水解、解吸技術(shù)，水解采用3.8MPa的蒸汽進(jìn)行直接加熱，解吸采用約0.5MPa的蒸汽進(jìn)行直接加熱，水解、解吸后溶液中的NH3≤3ppm，尿素≤3ppm(設(shè)計(jì)值)。國(guó)內(nèi)引進(jìn)的NH3汽提尿素裝置及部分水溶液全循環(huán)法尿素裝置的工藝?yán)淠禾幚聿捎迷摷夹g(shù)。
該技術(shù)的特點(diǎn)是水解塔為臥式結(jié)構(gòu)，用隔板分成9～10個(gè)小室，蒸汽分別進(jìn)入每個(gè)小室，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，投資較低，但占地面積較大。
孟山都(Monsanto)環(huán)境化學(xué)公司的水解汽提技術(shù)，采用1.3MPa的蒸汽和CO2進(jìn)行加熱汽提，水解塔和解吸塔合二為一，處理后溶液中的NH3≤3ppm，尿素≤1ppm(設(shè)計(jì)值)。
該技術(shù)的特點(diǎn)是該工藝采用的蒸汽壓力低，水解塔和解吸塔合二為一，流程簡(jiǎn)單，占地面積小，但亦由于涉及到專(zhuān)利費(fèi)及專(zhuān)利設(shè)備，總投資較高。
現(xiàn)有專(zhuān)利號(hào)為03209775.1發(fā)明名稱(chēng)為《合成氨廢液處理裝置》的中國(guó)實(shí)用新型新專(zhuān)利文件，提供了一種新的結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是，水解塔與解吸塔獨(dú)立設(shè)置，所以占地面積較大，工藝流程比較復(fù)雜，工程建設(shè)投資及操作費(fèi)用也較高。為此本公司一直在致力于新技術(shù)的研究，在尿素工藝?yán)淠禾幚矸矫?，公司作了大量工作，成功地開(kāi)發(fā)出節(jié)能的尿素深度水解技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種蒸汽壓力低、流程簡(jiǎn)單和占地面積小的合成氨、尿素廢液低壓處理裝置。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該合成氨、尿素廢液處理裝置，包括有給料泵，回流泵、回流冷凝器、換熱器、液位槽、水解裝置和解吸裝置，所述給料泵，回流泵、回流冷凝器、液位槽和換熱器分別與管道相連，其特征在于所述水解裝置和解吸裝置設(shè)置于汽提水解塔中，在汽提水解塔的中上部設(shè)有第一進(jìn)口，該第一進(jìn)口由管道與換熱器的第一出口相連，且換熱器的第一出口與換熱器的第一進(jìn)口相通并由管道與給料泵相連，而給料泵與廢液進(jìn)料管相連；在所述汽提水解塔的底部設(shè)有第二出口，該第二出口由管道與換熱器上的第二進(jìn)口相連，該換熱器上的第二進(jìn)口與換熱器的第二出口相通，且換熱器的第二出口與流出管相連；所述汽提水解塔其下部設(shè)有第二進(jìn)口，該第二進(jìn)口與蒸汽管相連，在位于汽提水解塔的頂部設(shè)有第一出口，該第一出口由管道與回流冷凝器下部的進(jìn)口相連，該進(jìn)口與回流冷凝器上部的出口相連通并由管道與液位槽的進(jìn)口相連，所述液位槽設(shè)有上下出口，所述下出口由管道與回流泵相連，回流泵一路由管道與汽提水解塔上部的第三進(jìn)口相連，另一路由管道與尿素裝置的一吸外冷器相連；所述液位槽的上出口由管道與尿素裝置的二循一冷器相連。
作為改進(jìn)，所述回流冷凝器其內(nèi)部的冷卻結(jié)構(gòu)可選擇為在回流冷凝器中設(shè)有循環(huán)管，該循環(huán)管的進(jìn)口由管道與循環(huán)泵相連，而循環(huán)泵由管道與冷卻器的出口相連；而循環(huán)管的出口由管道與冷卻器的進(jìn)口相連。
上述汽提水解塔可選擇為立式結(jié)構(gòu)，所述換熱器可采用板式換熱器，而所述汽提水解塔為了節(jié)省投資，可采用復(fù)合板結(jié)構(gòu)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于因采用蒸汽壓力為1.3MPa的低壓、水解和解吸合二為一，即水解和解吸共同在汽提水解塔中進(jìn)行，從而有效地減小了設(shè)備的體積，減小了占地面積；且汽提水解塔的內(nèi)件能使氣液充分接觸，在相同設(shè)備規(guī)格的情況下，液體的停留時(shí)間更長(zhǎng)，水解效率更高，確保處理的廢水達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)；而本實(shí)用新型的流程又簡(jiǎn)潔，控制回路設(shè)計(jì)合理且實(shí)用，有利于裝置的穩(wěn)定運(yùn)行；還有本實(shí)用新型可將合成氨裝置的氨水與尿素工藝?yán)淠阂徊⑻幚恚宜馑捎脧?fù)合板結(jié)構(gòu)，有效地降低了不銹鋼用量，而水解換熱器采用板式換熱器，從而大幅度地降低了設(shè)備的投資，并且本實(shí)用新型合理的設(shè)備布置，如不需要土建框架結(jié)構(gòu)等，而節(jié)省了土建投資和方便操作管理；而且在水解過(guò)程中，回收的氨、CO2、H2O是以液體的形式返回尿素裝置的中壓系統(tǒng)中，大大減輕了二循一冷的負(fù)荷。
本實(shí)用新型投資及經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)果如下對(duì)于年產(chǎn)15萬(wàn)噸尿素裝置，本實(shí)用新的合成氨、尿素廢液低壓處理裝置處理能力為12m3/h，總投資約350萬(wàn)元左右；項(xiàng)目實(shí)施后，每噸尿素可回收NH35kg、冷凝液0.4t，按NH31800元/噸，冷凝液3元/噸計(jì)算，每年可創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益157萬(wàn)元(還不包括工廠每年因此而少交的排污費(fèi))，扣除新增的蒸汽及電費(fèi)30萬(wàn)元/年，三年即可回收全部投資。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的工藝流程結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1所示，本實(shí)施例包括有給料泵25，回流泵34、回流冷凝器4、換熱器2、水解裝置和解吸裝置，所述給料泵25，回流泵34、回流冷凝器4和換熱器2分別與管道相連。所述水解裝置和解吸裝置設(shè)置于立式的汽提水解塔1中，且汽提水解塔1的內(nèi)部采用復(fù)合板結(jié)構(gòu)，在汽提水解塔1的上部設(shè)有第一進(jìn)口12，該第一進(jìn)口12由管道c與換熱器2的第一出口21相連，且換熱器2的第一出口21與換熱器2的第一進(jìn)口24相通并由管道b與給料泵25相連，而給料泵25與廢液進(jìn)料管a相連；在所述汽提水解塔1的底部設(shè)有第二出口14，該第二出口14由管道m(xù)與換熱器2上的第二進(jìn)口22相連，該換熱器2上的第二進(jìn)口22與換熱器2的第二出口23相通，且換熱器2的第二出口23與流出管n相連，并且換熱器2采用板式換熱器；所述汽提水解塔1其下部設(shè)有第二進(jìn)口13，該第二進(jìn)口13與蒸汽管L相連，在位于汽提水解塔1的頂部設(shè)有第一出口15，該第一出口15由管道d與回流冷凝器4下部的進(jìn)口41相連，該進(jìn)口41與回流凝器4上部的出口44相連通并由管道e與液位槽3的進(jìn)口31相連，所述回流冷凝器4其內(nèi)部的冷卻結(jié)構(gòu)為在回流冷凝器4中設(shè)有循環(huán)管45，該循環(huán)管45的進(jìn)口42由管道k與循環(huán)泵53相連，而循環(huán)泵53由管道j與冷卻器5的出口51相連；而循環(huán)管45的出口43由管道i與冷卻器5的進(jìn)口52相連。所述液位槽3設(shè)有上下出口，所述下出口33由管道f與回流泵34相連，回流泵34一路由管道g與汽提水解塔1上部的第三進(jìn)口11相連，另一路由管道p與熱能回收段一吸外冷器相連；所述液位槽3的上出口32由管道h與二循一冷器相連。
本實(shí)用新型的工藝流程如下尿素廢液(即工藝?yán)淠?由水解給料泵送至水解換熱器，與來(lái)自汽提水解塔底部的廢液進(jìn)行換熱，溫度升高后送入水解塔上部，與水解塔的蒸汽逆流接觸，經(jīng)塔盤(pán)蒸餾后，工藝?yán)淠褐械哪蛩乇凰鉃榘焙投趸?，塔頂?shù)玫降腘H3-CO2-H2O混合氣體進(jìn)入回流冷凝器，在此部分冷凝，一部分冷凝液由回流泵返回解吸塔塔頂作為回流液，另一部分送往一吸塔回收，未凝氣也送二循一冷器進(jìn)行回收。水解塔塔底排出的廢液中尿素含量小于5ppm、氨含量小于5ppm，此廢液經(jīng)水解換熱器冷卻后送入造氣夾套或低壓鍋爐進(jìn)行回收利用，同時(shí)可節(jié)約軟水的用量。而回流冷凝器的操作是根據(jù)解吸負(fù)荷及工藝生產(chǎn)系統(tǒng)的水平衡情況，通過(guò)改變進(jìn)入水解塔回流液流量來(lái)調(diào)節(jié)水解氣的組成，使得隨水解氣返回生產(chǎn)系統(tǒng)的水量得到適宜的控制，并且本實(shí)用新型采用1.6MPa以下的低壓作用下，即能使廢液處理達(dá)到理想的效果。
權(quán)利要求1.一種合成氨、尿素廢液低壓處理裝置，包括有給料泵(25)，回流泵(34)、回流冷凝器(4)、換熱器(2)、液位槽(3)、水解裝置和解吸裝置，所述給料泵(25)，回流泵(34)、回流冷凝器(4)、液位槽(3)和換熱器(2)分別與管道相連，其特征在于所述水解裝置和解吸裝置設(shè)置于汽提水解塔(1)中，在汽提水解塔(1)的中上部設(shè)有第一進(jìn)口(12)，該第一進(jìn)口(12)由管道(c)與換熱器(2)的第一出口(21)相連，且換熱器(2)的第一出口(21)與換熱器(2)的第一進(jìn)口(24)相通并由管道(b)與給料泵(25)相連，而給料泵(25)與廢液進(jìn)料管(a)相連；在所述汽提水解塔(1)的底部設(shè)有第二出口(14)，該第二出口(14)由管道(m)與換熱器(2)上的第二進(jìn)口(22)相連，該換熱器(2)上的第二進(jìn)口(22)與換熱器(2)的第二出口(23)相通，且換熱器(2)的第二出口(23)與流出管(n)相連；所述汽提水解塔(1)其下部設(shè)有第二進(jìn)口(13)，該第二進(jìn)口(13)與蒸汽管(L)相連，在位于汽提水解塔(1)的頂部設(shè)有第一出口(15)，該第一出口(15)由管道(d)與回流冷凝器(4)下部的進(jìn)口(41)相連，該進(jìn)口(41)與回流冷凝器(4)上部的出口(44)相連通并由管道(e)與液位槽(3)的進(jìn)口(31)相連，所述液位槽(3)設(shè)有上下出口，所述下出口(33)由管道(f)與回流泵(34)相連，回流泵(34)一路由管道(g)與汽提水解塔(1)上部的第三進(jìn)口(11)相連，另一路由管道(p)與尿素裝置的一吸外冷器相連；所述液位槽(3)的上出口(32)由管道(h)與尿素裝置的二循一冷器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成氨、尿素廢液低壓處理裝置，其特征在于所述回流冷凝器(4)其內(nèi)部的冷卻結(jié)構(gòu)為在回流冷凝器(4)中設(shè)有循環(huán)管(45)，該循環(huán)管(45)的進(jìn)口(42)由管道(k)與循環(huán)泵(53)相連，而循環(huán)泵(53)由管道(j)與冷卻器(5)的出口(51)相連；而循環(huán)管(45)的出口(43)由管道(i)與冷卻器(5)的進(jìn)口(52)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成氨、尿素廢液低壓處理裝置，其特征在于所述汽提水解塔(1)為立式結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的合成氨、尿素廢液低壓處理裝置，其特征在于所述換熱器(2)采用板式換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的合成氨、尿素廢液低壓處理裝置，其特征在于所述汽提水解塔(1)采用復(fù)合板結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的合成氨、尿素廢液低壓處理裝置，其特征在于所述汽提水解塔(1)采用復(fù)合板結(jié)構(gòu)。
專(zhuān)利摘要一種合成氨、尿素廢液低壓處理裝置，包括有給料泵(25)，回流泵(34)、回流冷凝器(4)、換熱器(2)、液位槽(3)、水解裝置和解吸裝置，所述水解裝置和解吸裝置設(shè)置于汽提水解塔(1)中，并且汽提水解塔(1)、給料泵(25)、回流泵(34)、回流冷凝器(4)、換熱器(2)和冷卻器(5)分別通過(guò)管道相互連接在一起。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)因采用蒸汽壓力低，水解和解吸合二為一地在汽提水解塔中進(jìn)行，所以占地面積小，操作也十分簡(jiǎn)單；且汽提水解塔的內(nèi)件能使氣液充分接觸，在相同設(shè)備規(guī)格的情況下，液體的停留時(shí)間更長(zhǎng)，水解效率更高，確保處理的廢水達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)；而且本實(shí)用新型可將合成氨裝置的氨水與尿素工藝?yán)淠阂徊⑻幚?，而且投資少，收回成本時(shí)間短。
文檔編號(hào)C02F1/58GK2835227SQ200520013319
公開(kāi)日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2005年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者項(xiàng)文裕, 夏炎華 申請(qǐng)人:寧波遠(yuǎn)東化工科技有限公司