專利名稱：一種改進(jìn)的管式反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)肥料生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，具體地說(shuō)是一種化學(xué)合成法復(fù)合肥生產(chǎn)工藝中的氣-液相或液-液相反應(yīng)的管式反應(yīng)器，特別是有氣氨或液氨與酸或混合酸反應(yīng)的管式反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
在復(fù)合肥生產(chǎn)工藝中，產(chǎn)品質(zhì)量最高的是化學(xué)合成法工藝，生產(chǎn)中的主要的化學(xué)反應(yīng)是氨與酸或混酸，如磷酸、硫酸、硝酸的反應(yīng)，現(xiàn)有使用的氨化反應(yīng)器，有常壓和加壓氨化反應(yīng)器兩種。
常壓氨化反應(yīng)器大多使用攪拌槽，內(nèi)設(shè)有攪拌槳，流體流動(dòng)為混合流動(dòng)，反應(yīng)物之間能充分混合，但反應(yīng)壓力低、返混嚴(yán)重，反應(yīng)速度慢，設(shè)備龐大，中和度較低，氨損失大，反應(yīng)熱難以充分利用，料漿含水量大，后續(xù)轉(zhuǎn)鼓造粒過(guò)程中返料比高、干燥耗能較高。
加壓反應(yīng)器主要設(shè)備是管式反應(yīng)器，利用氨化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量和蒸汽進(jìn)行充分的霧化混合，由于提高了反應(yīng)壓力和混合效果，氨的反應(yīng)率高、損耗小，并且充分利用反應(yīng)熱蒸發(fā)水分，生成的料漿含水量低，在造粒過(guò)程中的成粒率高，返料比低，干燥能耗低，設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用低。由于使用了溫度較高的料漿結(jié)晶造粒，產(chǎn)品的強(qiáng)度較高，外觀較好，養(yǎng)分調(diào)節(jié)快速。不需要預(yù)中和槽、攪拌器、料漿泵、管線等，流程簡(jiǎn)單，設(shè)備投資節(jié)省，其操作簡(jiǎn)單方便。所以，管式反應(yīng)器是化學(xué)合成法生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵設(shè)備。但是，在反應(yīng)器內(nèi)的物料必須充分混合均勻，否則容易出現(xiàn)結(jié)疤、過(guò)熱、腐蝕、反應(yīng)率低、氣喘、振動(dòng)等現(xiàn)象，難以平穩(wěn)正常的進(jìn)行操作。
在管式反應(yīng)器中的主要反應(yīng)為H3PO4+NH3＝NH4H2PO4NH4H2PO4+NH3＝(NH4)2HPO42NH3+H2SO4＝(NH4)2SO4NH3+HNO3＝NH4NO3氨和磷酸生成磷酸一銨的反應(yīng)為快速的不可逆放熱反應(yīng)，磷酸一銨與氨繼續(xù)反應(yīng)生成磷酸二銨的反應(yīng)速度則慢得多，硫酸與氨生成硫酸銨、硝酸與氨生成硝酸銨的反應(yīng)為快速不可逆放熱反應(yīng)。
在進(jìn)入管式反應(yīng)器的各種物料中，洗滌水酸的濃度最低、含水率最高，而且在洗滌系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)部分中和，主要是磷酸一銨與氨中和生成磷酸二銨的反應(yīng)，所以反應(yīng)量最小，主要作用是調(diào)節(jié)料漿溫度、粘度、液相總量；磷酸含水率較高，磷酸與氨反應(yīng)生產(chǎn)磷酸一銨和磷酸二銨是管式反應(yīng)器的主反應(yīng)，主要作用是提供反應(yīng)熱，形成中和度適當(dāng)?shù)牧卒@料漿；硫酸、硝酸的量較小，但反應(yīng)速度快、反應(yīng)放熱大，主要作用是提供反應(yīng)熱、控制料漿的N/P、保證料漿質(zhì)量、調(diào)整養(yǎng)分比例。
在管式反應(yīng)器中最主要的磷酸與氨的反應(yīng)，屬于氣膜傳質(zhì)控制的快速氣液反應(yīng)，總反應(yīng)速率與相界傳質(zhì)面積成正比，隨反應(yīng)溫度的升高而降低，隨氣液相混合速度的增強(qiáng)而增加。凡能增加氣液混合及接觸面積，適當(dāng)降低反應(yīng)溫度、提高反應(yīng)壓力的措施，均能強(qiáng)化反應(yīng)過(guò)程，提高設(shè)備生產(chǎn)能力，降低氨的溢出。采用高速噴氨，增強(qiáng)氣液攪拌混合，使反應(yīng)器內(nèi)流體成細(xì)泡狀流動(dòng)，是強(qiáng)化該過(guò)程的最有效的措施。
現(xiàn)有的管式反應(yīng)器一般由進(jìn)料端設(shè)混合器、出料端設(shè)噴頭的不帶填料的管段構(gòu)成，其內(nèi)徑在10～300mm之間，長(zhǎng)度在1～10m之間，長(zhǎng)度/直徑比一般不小于50，主要作用是使氣相或液相原料進(jìn)行充分混合反應(yīng)，最終將生成的料漿經(jīng)噴頭霧化噴出。
美國(guó)TVA在六十年代中期開(kāi)始開(kāi)發(fā)T型管式反應(yīng)器，氨從中心管導(dǎo)入、磷酸等其他物料從側(cè)面加入；之后又開(kāi)發(fā)了十字形管式反應(yīng)器，(Pipe crossReactor，簡(jiǎn)稱PCR)，氨從中心管加入，磷酸在側(cè)面加入，從正對(duì)磷酸入口的另一側(cè)加入由尾氣洗滌導(dǎo)入的稀磷酸以及補(bǔ)加的硫酸。由于僅靠物料自然流動(dòng)混合，物料的混合不充分，反應(yīng)不完全，而且局部反應(yīng)劇烈，容易腐蝕、結(jié)疤和堵塞。針對(duì)管式反應(yīng)器的缺點(diǎn)，很多研究人員對(duì)管式反應(yīng)器進(jìn)行了大量改進(jìn)，形成了很多專利技術(shù)。
美國(guó)專利3954942、3310371，法國(guó)專利217172826、2199478均對(duì)管式反應(yīng)器的進(jìn)料方式和結(jié)構(gòu)作了調(diào)整，但仍然存在容易腐蝕和出現(xiàn)阻塞的現(xiàn)象。美國(guó)專利3419378使用了磷酸螺旋旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，混合效果較好，但是磷酸對(duì)螺旋噴頭的沖刷和腐蝕極為嚴(yán)重，前面的混合收口也容易阻塞。
中國(guó)專利87107537對(duì)混合裝置的結(jié)構(gòu)較為成功將主要的反應(yīng)物磷酸和硫酸進(jìn)行混配經(jīng)套管進(jìn)料器進(jìn)入混合區(qū)，首先與氨霧化接觸進(jìn)行部分反應(yīng)，然后與中心管進(jìn)入的洗滌水混合，最后進(jìn)入管式反應(yīng)器的反應(yīng)段進(jìn)行充分反應(yīng)。采用這樣的套管?chē)娚浠旌涎b置，使各種物料的混合更均勻，但是仍然存在的問(wèn)題是磷酸與硫酸先進(jìn)行混合，由于硫酸稀釋后溫度上升、腐蝕性增加，所以混合后的混酸對(duì)T型混合管和通氨的套管的腐蝕仍然嚴(yán)重；在混合區(qū)由于主要的反應(yīng)物磷酸和反應(yīng)速度最快的硫酸與氨最先接觸，過(guò)早的進(jìn)行了反應(yīng)，使得氨和水大量汽化，造成局部料漿過(guò)熱，在混合區(qū)出現(xiàn)劇烈的湍動(dòng)，引起結(jié)疤、氣喘和振動(dòng)，并造成材料腐蝕、老化。
在管式反應(yīng)器的反應(yīng)段，隨著磷酸與氨的反應(yīng)量增加，在反應(yīng)器后半段，尤其是在出口噴頭前的料漿開(kāi)始出現(xiàn)氣、液、固分離的狀態(tài)，使得反應(yīng)不完全，反應(yīng)率低。因此，美國(guó)專利4861352、4931225、4867918、5061406、5211916、5302325，使用了文丘里(縮放節(jié))或會(huì)聚結(jié)、導(dǎo)流錐對(duì)料漿進(jìn)行二次混合，保證物料混合均勻。
中國(guó)專利87107538采用相同的原理對(duì)管式反應(yīng)器的反應(yīng)段做了結(jié)構(gòu)的改進(jìn)在管式反應(yīng)器的反應(yīng)段進(jìn)口設(shè)置文丘里，在管內(nèi)和出口設(shè)置文丘里或會(huì)聚節(jié)，使料漿多次混合，保證混合充分、反應(yīng)均勻。但是，在管式反應(yīng)器的段進(jìn)口處反應(yīng)物的濃度較高，由于文丘里的混合程度較高，造成反應(yīng)突然加劇，容易出現(xiàn)局部過(guò)熱，引起材料的腐蝕、老化和熱變形；文丘里或會(huì)聚節(jié)的阻力較大，在管式反應(yīng)器的反應(yīng)段的后半段，尤其是在進(jìn)噴頭前，隨著反應(yīng)的進(jìn)行料漿的固含量和粘度加大，在文丘里或會(huì)聚節(jié)的收口處容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，引起結(jié)疤和壓力波動(dòng)，在反應(yīng)物配料的氮磷比高、含水量低或磷酸中雜質(zhì)含量高時(shí)，這種現(xiàn)象更加嚴(yán)重。
雖然做了上述改進(jìn)，但現(xiàn)有的管式反應(yīng)器仍存在以下問(wèn)題硫酸先進(jìn)行了稀釋，由于硫酸稀釋后酸性增強(qiáng)、腐蝕性增強(qiáng)、溫度升高，因而混酸的腐蝕性大大增強(qiáng)；酸或混酸先與氨接觸反應(yīng)，由于反應(yīng)速度快、反應(yīng)劇烈，容易產(chǎn)生局部高溫及劇烈湍動(dòng)；在混合區(qū)有的沒(méi)有設(shè)置混合裝置，有的采用了套管?chē)娚浠旌涎b置，混合的效果不理想，造成局部反應(yīng)過(guò)于劇烈、料漿過(guò)熱，引起結(jié)疤、氣喘和振動(dòng)。
混合后的物料在進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)時(shí)，有的沒(méi)有混合裝置，反應(yīng)不均勻，容易結(jié)疤和堵塞，反應(yīng)也不充分、反應(yīng)率低；有的采用改變流通截面積的文丘里或縮聚節(jié)、導(dǎo)流錐進(jìn)行混合，由于反應(yīng)物的濃度較大、混合過(guò)于充分，反應(yīng)過(guò)于劇烈、局部溫度過(guò)高，容易出現(xiàn)結(jié)疤和反應(yīng)器的振動(dòng)，反應(yīng)器運(yùn)行不平穩(wěn)；在反應(yīng)段內(nèi)有的沒(méi)有設(shè)混合裝置，料漿出現(xiàn)氣、液、固分離的狀態(tài)，使得反應(yīng)不完全，反應(yīng)率低、容易結(jié)疤；有的采用改變流通截面積的文丘里或會(huì)聚節(jié)、導(dǎo)流錐進(jìn)行混合，阻力大、易結(jié)疤、易結(jié)疤，不適合粘稠的磷銨料漿。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種改進(jìn)的管式反應(yīng)器，在混合區(qū)段，通過(guò)螺旋噴射混合裝置控制混合程度、接觸面積和反應(yīng)速度，保證既使物料混合均勻，又不使反應(yīng)過(guò)于劇烈；在反應(yīng)區(qū)段，通過(guò)螺旋混合裝置使氣、液、固相逐步混合充分，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)均勻、平穩(wěn)、溫和、充分的進(jìn)行，形成高質(zhì)量的霧化狀況良好的料漿。
本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種用于以酸或混合酸與氨進(jìn)行反應(yīng)制備銨化合物的管式反應(yīng)器，含有一個(gè)反應(yīng)物混合區(qū)段、一個(gè)反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段以及一個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物輸出噴嘴，其特征在于在所述反應(yīng)物混合區(qū)段設(shè)有一個(gè)螺旋噴射混合裝置；在所述反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段設(shè)有螺旋混合裝置。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述螺旋混合裝置位于所述反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段靠近所述反應(yīng)物混合區(qū)段一端。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段靠近所述反應(yīng)產(chǎn)物輸出噴嘴一端還設(shè)有一個(gè)螺旋混合裝置。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述反應(yīng)物混合區(qū)段包括最外層套管、中間套管和中心管，所述最外層套管靠近反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段一端的空間為混合區(qū)，所述中間套管位于所述最外層套管和中心管之間；所述最外層套管兩側(cè)設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)進(jìn)料口，用于磷酸和洗滌水的加入，經(jīng)最外層套管的環(huán)形通道進(jìn)入混合區(qū)；所述中間套管一側(cè)設(shè)有一進(jìn)料口，用于氨的進(jìn)料；所述中心管一端設(shè)有進(jìn)料口，用于硫酸的進(jìn)料。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述螺旋噴射混合裝置為安裝在中心管外側(cè)或中間套管內(nèi)側(cè)的螺旋形導(dǎo)流翅片。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述混合區(qū)段的螺旋形導(dǎo)流翅片為3～10片。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述混合區(qū)段的螺旋形導(dǎo)流翅片的高度為中間套管與中心管間距的10～100％。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述混合區(qū)段的螺旋形導(dǎo)流翅片與中心管軸向之間的旋轉(zhuǎn)角度θ為5～45°，最好是30～45°；與中心管徑向之間的傾斜角度Ф為0～45°，最好是25～45°。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述混合區(qū)段的螺旋形導(dǎo)流翅片與中心管軸向之間的旋轉(zhuǎn)角度θ以及與中心管徑向之間的傾斜角度Ф是逐步變化的，最好是按流體總體流動(dòng)的方向由小向大變化。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述螺旋混合裝置為安裝在反應(yīng)區(qū)段管道內(nèi)的螺旋形導(dǎo)流翅片。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述反應(yīng)區(qū)段內(nèi)的螺旋形導(dǎo)流翅片為3～6片。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述反應(yīng)區(qū)段內(nèi)的螺旋形導(dǎo)流翅片的高度為管式反應(yīng)器反應(yīng)段管道內(nèi)徑的10～30％。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述反應(yīng)區(qū)段內(nèi)的螺旋形導(dǎo)流翅片與反應(yīng)區(qū)段管道軸向之間的旋轉(zhuǎn)角度α為5～45°，最好是10～30°；與反應(yīng)區(qū)段管道徑向之間的傾斜角度β為0～30°，最好是0～15°。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述反應(yīng)區(qū)段內(nèi)的螺旋形導(dǎo)流翅片與反應(yīng)區(qū)段管道軸向之間的旋轉(zhuǎn)角度α以及與反應(yīng)區(qū)段管道徑向之間的傾斜角度β是逐步變化的，最好是按流體總體流動(dòng)的方向由小向大變化。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述螺旋混合裝置之間以及與螺旋噴射混合裝置的旋轉(zhuǎn)方向同向或反向。
磷酸與洗滌水先經(jīng)T型管進(jìn)行混合稀釋后再?gòu)淖钔鈱犹坠艿倪M(jìn)料口加入，或者磷酸和洗滌水分別從最外層套管兩側(cè)的進(jìn)料口加入，經(jīng)最外層套管的環(huán)形通道進(jìn)入混合區(qū)；氨從中間套管的進(jìn)料口進(jìn)入，由于所述螺旋噴射混合裝置將中間套管的環(huán)形通道分割成若干個(gè)螺旋形通道，進(jìn)入中間套管的氨旋轉(zhuǎn)噴出，進(jìn)入混合區(qū)，與磷酸和洗滌水進(jìn)行充分的地霧化混合形成氣液混合料漿；硫酸從中心管進(jìn)料口進(jìn)入混合區(qū)，與所述氣液混合料漿快速混合后，進(jìn)入反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段進(jìn)行充分反應(yīng)。
有益效果本發(fā)明的改進(jìn)的管式反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)(1)原料氨在各進(jìn)口物料的中間，氨的攪動(dòng)有利于降低氣膜控制的阻力，使氣氨更快地溶解到液相中；氨的高速噴射可以防止氨管路中倒吸入硫酸，生成硫酸銨結(jié)晶引起氨管線阻塞；氨的腐蝕性較小，其旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的腐蝕和磨損不大，避免了其他液相旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的嚴(yán)重腐蝕和磨損。
(2)硫酸通過(guò)中心管加入，不經(jīng)過(guò)稀釋直接參加反應(yīng)，使得硫酸的腐蝕性大大降低，反應(yīng)熱可以很快被料漿吸收，不容易出現(xiàn)因局部高溫的情況，利用硫酸的快速反應(yīng)吸收未及時(shí)與磷酸反應(yīng)的氣氨，減少液氨和水急劇汽化產(chǎn)生的體積變化，反應(yīng)平穩(wěn)，管式反應(yīng)器的結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)、噪音大大下降。
(3)螺旋噴射混合裝置的分散均勻，但混合強(qiáng)度較小、液滴較大，主要的反應(yīng)物磷酸先用洗滌水進(jìn)行了稀釋，防止了反應(yīng)速度過(guò)快，使反應(yīng)溫和平穩(wěn)。
(4)磷酸與洗滌水混合后溫度較低，減少了水的汽化量，減小了氣氨向溶液內(nèi)擴(kuò)散的阻力，增加了溶液吸收氣氨的速度和容量，從而降低了總反應(yīng)物的體積變化。
(5)螺旋噴射混合裝置基本上不需要改變流通截面積，比文丘里的阻力小，不容易結(jié)疤，即使有少量結(jié)疤也會(huì)很容易被料漿沖刷干凈，降低了反應(yīng)器的結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)，操作的穩(wěn)定性和安全性提高。
(6)反應(yīng)區(qū)段內(nèi)的料漿在螺旋混合裝置的螺旋形導(dǎo)流翅片的作用下，產(chǎn)生離心力、剪切力和旋轉(zhuǎn)，使得氣、液、固相混合充分。
(7)反應(yīng)區(qū)段內(nèi)的螺旋混合裝置基本上不需要改變流通截面積，阻力?。?8)反應(yīng)區(qū)段內(nèi)的螺旋混合裝置混合的程度適當(dāng)，反應(yīng)器運(yùn)行平穩(wěn)。
(9)由于反應(yīng)均勻，反應(yīng)器的效率提高，管式反應(yīng)器的生產(chǎn)能力提高。
(10)反應(yīng)器提高了對(duì)料漿粘度的適應(yīng)性，對(duì)原料配比氮磷比、含水量和磷酸中雜質(zhì)含量的要求放寬，從而提高了管式反應(yīng)器對(duì)原料的適應(yīng)性和操作的彈性。
本發(fā)明中的硫酸可以用硝酸替代，使用硝酸的優(yōu)點(diǎn)是氨化反應(yīng)熱較硫酸氨化反應(yīng)熱??；氮含量比硫酸含量高，生產(chǎn)的配方更容易調(diào)節(jié)；增加了一種提供反應(yīng)熱的酸，原料的是適應(yīng)性增加；在產(chǎn)品中增加了硝態(tài)氮含量，提高了產(chǎn)品的適應(yīng)性。
下面通過(guò)附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。


圖1是本發(fā)明的管式反應(yīng)器的剖面示意圖；圖2是混合區(qū)段的剖面示意圖；圖3是混合區(qū)段內(nèi)的A-A向截面示意圖；圖4是反應(yīng)區(qū)段內(nèi)的螺旋混合裝置的剖面示意圖；圖5是反應(yīng)區(qū)段內(nèi)的螺旋混合裝置的B-B向截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1-5所示，本發(fā)明的管式反應(yīng)器包括反應(yīng)物混合區(qū)段6、反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段3、反應(yīng)產(chǎn)物輸出噴嘴1。在反應(yīng)物混合區(qū)段6，磷酸與洗滌水經(jīng)T型管11從最外層套管一側(cè)進(jìn)料口進(jìn)入混合區(qū)7；氨由進(jìn)料口9進(jìn)入中間套管內(nèi)的環(huán)形通道，經(jīng)螺旋形導(dǎo)流翅片8的引導(dǎo)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)噴出，進(jìn)入混合區(qū)7；硫酸由中心管進(jìn)料口10進(jìn)入混合區(qū)7，所有反應(yīng)物在混合區(qū)7內(nèi)混合均勻，經(jīng)部分反應(yīng)后進(jìn)入反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段3。
反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段3由內(nèi)襯防腐材料的管道組成，反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段3內(nèi)設(shè)置有一個(gè)螺旋混合裝置4，料漿經(jīng)其上的螺旋形導(dǎo)流翅片5產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，氣、液、固相進(jìn)行逐步混合使反應(yīng)完全；反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段3在靠近反應(yīng)產(chǎn)物噴嘴1一端設(shè)置有一個(gè)與螺旋混合裝置4結(jié)構(gòu)相同的螺旋混合裝置2，使料漿在進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物噴嘴1之前，經(jīng)其上的螺旋形導(dǎo)流翅片5′產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，再次混合均勻，保證噴出的料漿充分霧化。
如圖2、3所示，θ為混合區(qū)段的螺旋形導(dǎo)流翅片與中心管軸向之間的旋轉(zhuǎn)角度；Ф為混合區(qū)段的螺旋形導(dǎo)流翅片與中心管徑向之間的傾斜角度。
如圖3、4所示，α為反應(yīng)區(qū)段內(nèi)的螺旋形導(dǎo)流翅片與反應(yīng)區(qū)段管道軸向之間的旋轉(zhuǎn)角度，β為反應(yīng)區(qū)段內(nèi)的螺旋形導(dǎo)流翅片與反應(yīng)區(qū)段管道徑向之間的傾斜角度。
反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物輸出噴嘴1可以是對(duì)稱的正錐形，或者是不對(duì)稱的斜錐形，也可以有0～90°彎轉(zhuǎn)，以引導(dǎo)反應(yīng)物的噴轉(zhuǎn)方向。
下面結(jié)合具體的使用情況進(jìn)一步說(shuō)明在內(nèi)徑為150mm，長(zhǎng)度5.9米的管式反應(yīng)器內(nèi)，采用原來(lái)CN87107538結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器與采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)行情況比較如下對(duì)比實(shí)施例1
使用CN87107538中的管式反應(yīng)器生產(chǎn)能力最大投量為氨 7.2t/h98％硫酸 16.6t/h52％磷酸 12.0t/h尾氣回收的洗滌水 17.0t/hN/P1.5投料再高，則管式反應(yīng)器開(kāi)始出現(xiàn)結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)，氨的反應(yīng)率下降，管式反應(yīng)器壓力6～8kg/cm2，噪音100分貝，在使用10天，進(jìn)入反應(yīng)段的第一個(gè)文丘里的聚四氟乙烯已經(jīng)嚴(yán)重炭化，顏色烏黑、有很多裂紋。通入磷酸、硫酸的不銹鋼T型管中間套管使用6個(gè)月后由于沖刷腐蝕已經(jīng)變薄穿孔，進(jìn)入洗滌水的中心管經(jīng)腐蝕已經(jīng)短于通氨套管，開(kāi)始出現(xiàn)混酸倒吸入氨管，造成硫酸銨、磷酸銨結(jié)晶堵塞，必須經(jīng)常用蒸氣吹掃，操作已經(jīng)不正常，而且由于剩余的管道壁厚太薄無(wú)法維修，T型管和中心管必須全部重新更換。
實(shí)施例1本發(fā)明管式反應(yīng)器在中心管的外側(cè)固接了3片螺旋形導(dǎo)流翅片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度θ為5°，傾斜角度Ф為0°，在管式反應(yīng)器的反應(yīng)段進(jìn)口設(shè)置一個(gè)螺旋混合裝置4，在反應(yīng)物輸出噴嘴前安裝一個(gè)與螺旋混合裝置4相同的一個(gè)螺旋混合裝置2，螺旋形導(dǎo)流翅片為3片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度α為5°，傾斜角度β為0°，在相同的投量下，沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)，管式反應(yīng)器壓力3～5kg/cm2，壓力平穩(wěn)，管式反應(yīng)器反應(yīng)和噴射正常，噪音50分貝，在使用30天后，進(jìn)入反應(yīng)段的螺旋混合器的聚四氟乙烯僅出現(xiàn)顏色發(fā)黃，沒(méi)有裂紋。通入磷酸、洗滌水的不銹鋼T型管使用1.0年沒(méi)有明顯腐蝕，使用壽命達(dá)到2.5年。通入硫酸的不銹鋼中心管使用9個(gè)月后腐蝕變短，但仍長(zhǎng)于通氨套管能正常使用，剩余中心管的壁厚沒(méi)有明顯的減薄，焊接加長(zhǎng)后可繼續(xù)使用，通入硫酸的中心管經(jīng)維修可以反復(fù)使用1.5年。而且在保證正常運(yùn)行的情況下，生產(chǎn)能力可提高25％，最大生產(chǎn)投量達(dá)到氨 9.1t/h98％硫酸 20.7t/h52％磷酸 15.0t/h尾氣回收的洗滌水 19.0t/h
N/P 1.5對(duì)比實(shí)施例2投料量同對(duì)比實(shí)施例1，使用CN87107538中的管式反應(yīng)器生產(chǎn)出現(xiàn)的問(wèn)題同對(duì)比實(shí)施例1。
實(shí)施例2本發(fā)明管式反應(yīng)器在中心管的外側(cè)固接了10片螺旋形導(dǎo)流翅片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度θ為45°，傾斜角度Ф為45°，在管式反應(yīng)器的反應(yīng)段進(jìn)口設(shè)置一個(gè)螺旋混合裝置4，在反應(yīng)物輸出噴嘴前安裝一個(gè)與螺旋混合裝置4相同的一個(gè)螺旋混合裝置2，螺旋形導(dǎo)流翅片為6片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度α為45°，傾斜角度β為30°，在相同的投量下，沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)，管式反應(yīng)器壓力3～5kg/cm2，壓力平穩(wěn)，管式反應(yīng)器反應(yīng)和噴射正常，噪音55分貝，在使用30天后，進(jìn)入反應(yīng)段的螺旋混合器的聚四氟乙烯僅出現(xiàn)顏色發(fā)黃，沒(méi)有裂紋。通入磷酸、洗滌水的不銹鋼T型管使用1.0年沒(méi)有明顯腐蝕，使用壽命達(dá)到2.5年。通入硫酸的不銹鋼中心管使用9個(gè)月后腐蝕變短，但仍長(zhǎng)于通氨套管能正常使用，剩余中心管的壁厚沒(méi)有明顯的減薄，焊接加長(zhǎng)后可繼續(xù)使用，通入硫酸的中心管經(jīng)維修可以反復(fù)使用1.5年。與對(duì)比實(shí)施例1相同，在保證正常運(yùn)行的情況下，生產(chǎn)能力可提高25％。
對(duì)比實(shí)施例3投料量同對(duì)比實(shí)施例1，使用CN87107538中的管式反應(yīng)器生產(chǎn)出現(xiàn)的問(wèn)題同對(duì)比實(shí)施例1。
實(shí)施例3本發(fā)明管式反應(yīng)器在中心管的外側(cè)固接了5片螺旋形導(dǎo)流翅片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度θ為30°，傾斜角度Ф為25°，在管式反應(yīng)器的反應(yīng)段進(jìn)口設(shè)置一個(gè)螺旋混合裝置4，在反應(yīng)物輸出噴嘴前安裝一個(gè)與螺旋混合裝置4相同的一個(gè)螺旋混合裝置2，螺旋形導(dǎo)流翅片為4片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度α為10°，傾斜角度β為15°，在相同的投量下，沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)，管式反應(yīng)器壓力3～5kg/cm2，壓力平穩(wěn)，管式反應(yīng)器反應(yīng)和噴射正常，噪音50分貝，在使用30天后，進(jìn)入反應(yīng)段的螺旋混合器的聚四氟乙烯僅出現(xiàn)顏色發(fā)黃，沒(méi)有裂紋。通入磷酸、洗滌水的不銹鋼T型管使用1.0年沒(méi)有明顯腐蝕，使用壽命達(dá)到2.5年。通入硫酸的不銹鋼中心管使用9個(gè)月后腐蝕變短，但仍長(zhǎng)于通氨套管能正常使用，剩余中心管的壁厚沒(méi)有明顯的減薄，焊接加長(zhǎng)后可繼續(xù)使用，通入硫酸的中心管經(jīng)維修可以反復(fù)使用1.5年。與對(duì)比實(shí)施例1相同，在保證正常運(yùn)行的情況下，生產(chǎn)能力可提高25％。
對(duì)比實(shí)施例4投料量同對(duì)比實(shí)施例1，使用CN87107538中的管式反應(yīng)器生產(chǎn)出現(xiàn)的問(wèn)題同對(duì)比實(shí)施例1。
實(shí)施例4本發(fā)明管式反應(yīng)器在中心管的外側(cè)固接了5片螺旋形導(dǎo)流翅片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度θ為45°，傾斜角度Ф為45°，在管式反應(yīng)器的反應(yīng)段進(jìn)口和反應(yīng)段1/2處各設(shè)置一個(gè)螺旋混合裝置4，在反應(yīng)物輸出噴嘴前安裝一個(gè)螺旋混合裝置2，螺旋形導(dǎo)流翅片為4片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度α為30°，傾斜角度β為0°，在相同的投量下，沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)，管式反應(yīng)器壓力3～5kg/cm2，壓力平穩(wěn)，管式反應(yīng)器反應(yīng)和噴射正常，噪音50分貝，在使用30天后，進(jìn)入反應(yīng)段的螺旋混合器的聚四氟乙烯僅出現(xiàn)顏色發(fā)黃，沒(méi)有裂紋。通入磷酸、洗滌水的不銹鋼T型管使用1.0年沒(méi)有明顯腐蝕，使用壽命達(dá)到2.5年。通入硫酸的不銹鋼中心管使用9個(gè)月后腐蝕變短，但仍長(zhǎng)于通氨套管能正常使用，剩余中心管的壁厚沒(méi)有明顯的減薄，焊接加長(zhǎng)后可繼續(xù)使用，通入硫酸的中心管經(jīng)維修可以反復(fù)使用1.5年。與對(duì)比實(shí)施例1相同，在保證正常運(yùn)行的情況下，生產(chǎn)能力可提高25％。
對(duì)比實(shí)施例5投料量同對(duì)比實(shí)施例1，使用CN87107538中的管式反應(yīng)器生產(chǎn)出現(xiàn)的問(wèn)題同對(duì)比實(shí)施例1。
實(shí)施例5本發(fā)明管式反應(yīng)器在中心管的外側(cè)固接了5片螺旋形導(dǎo)流翅片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度θ從30°逐漸過(guò)渡到45°，傾斜角度Ф從25°逐漸過(guò)渡到45°，在管式反應(yīng)器的反應(yīng)段進(jìn)口和反應(yīng)段1/2處各設(shè)置一個(gè)螺旋混合裝置4，在反應(yīng)物輸出噴嘴前安裝一個(gè)螺旋混合裝置2，螺旋形導(dǎo)流翅片為4片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度α從10°逐漸過(guò)渡到30°，傾斜角度β從0°逐漸過(guò)渡到15°，在相同的投量下，沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)，管式反應(yīng)器壓力3～5kg/cm2，壓力平穩(wěn)，管式反應(yīng)器反應(yīng)和噴射正常，噪音40分貝，在使用30天后，進(jìn)入反應(yīng)段的螺旋混合器的聚四氟乙烯僅出現(xiàn)顏色發(fā)黃，沒(méi)有裂紋。通入磷酸、洗滌水的不銹鋼T型管使用1.0年沒(méi)有明顯腐蝕，使用壽命達(dá)到2.5年。通入硫酸的不銹鋼中心管使用9個(gè)月后腐蝕變短，但仍長(zhǎng)于通氨套管能正常使用，剩余中心管的壁厚沒(méi)有明顯的減薄，焊接加長(zhǎng)后可繼續(xù)使用，通入硫酸的中心管經(jīng)維修可以反復(fù)使用1.5年。與對(duì)比實(shí)施例1相同，在保證正常運(yùn)行的情況下，生產(chǎn)能力可提高25％。
對(duì)比實(shí)施例6使用CN87107538中的管式反應(yīng)器和本發(fā)明的管式反應(yīng)器的生產(chǎn)投量相同，均為氨 9.2t/h93％硫酸17.7t/h42％磷酸18.34t/h尾氣回收的洗滌水18.0t/hN/P 1.9使用CN87107538中的管式反應(yīng)器實(shí)際產(chǎn)物的N/P只有1.0-1.5，且波動(dòng)范圍大，氨溢出量大，尾氣洗滌水N/P已經(jīng)達(dá)到1.8～1.9，PH達(dá)到6.5～7.5，洗滌系統(tǒng)回收氨困難，氨利用率95％，洗滌水密度達(dá)到1350～1450kg/m3，粘度高、流動(dòng)性差、輸送困難，需要外排洗滌水造成原料損失，管式反應(yīng)器出現(xiàn)結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)，管式反應(yīng)器壓力4～8kg/cm2，且波動(dòng)很大，料漿噴射已經(jīng)不連續(xù)，反應(yīng)器無(wú)法正常運(yùn)行，每1小時(shí)需要用蒸汽吹掃管式反應(yīng)器1次，反應(yīng)器運(yùn)行噪音150分貝。通入磷酸、硫酸的不銹鋼T型管和通入洗滌水的中心管使用8個(gè)月后已經(jīng)沖刷腐蝕變薄，中心管已經(jīng)很短于通氨套管，開(kāi)始出現(xiàn)混酸倒吸入氨管，造成硫酸銨、磷酸銨結(jié)晶堵塞，必須經(jīng)常用蒸氣吹掃，操作已經(jīng)不正常，而且由于剩余的管道壁厚太薄無(wú)法維修，T型管和中心管必須全部重新更換。
實(shí)施例6本發(fā)明管式反應(yīng)器在中心管的外側(cè)安裝了3片螺旋形導(dǎo)流翅片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度θ為30°，傾斜角度Ф為25°，在管式反應(yīng)器的反應(yīng)段進(jìn)口和反應(yīng)段1/2處各設(shè)置一個(gè)螺旋混合裝置4，在反應(yīng)物輸出噴嘴前安裝一個(gè)螺旋混合裝置2，螺旋形導(dǎo)流翅片為3片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度α為10°，傾斜角度β為0°，在相同的投量下，沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)，管式反應(yīng)器壓力3～5kg/cm2，壓力平穩(wěn)，管式反應(yīng)器反應(yīng)和噴射正常，噪音60分貝。反應(yīng)器產(chǎn)物的N/P達(dá)到有1.5～1.7，波動(dòng)范圍小，氨溢出量小，尾氣洗滌水N/PN/P1.2～1.55，PH6.0～6.7，密度1350～1450kg/m3，氨利用率98.5％，洗滌水粘度合適、流動(dòng)性良好、輸送正常，洗滌系統(tǒng)能達(dá)到平衡，不需要外排洗滌水。通入磷酸、洗滌水的不銹鋼T型管使用1.0年沒(méi)有明顯腐蝕，使用壽命達(dá)到2.5年。通入硫酸的不銹鋼中心管使用10個(gè)月后腐蝕變短，但仍長(zhǎng)于通氨套管能正常使用，剩余中心管的壁厚沒(méi)有明顯的減薄，焊接加長(zhǎng)后可繼續(xù)使用，通入硫酸的中心管經(jīng)維修可以反復(fù)使用2年。
對(duì)比實(shí)施例7使用CN87107538中的管式反應(yīng)器和本發(fā)明的管式反應(yīng)器的生產(chǎn)投量同對(duì)比實(shí)施例6，使用CN87107538中的管式反應(yīng)器實(shí)際運(yùn)行狀況同對(duì)比實(shí)施例6。
實(shí)施例7本發(fā)明管式反應(yīng)器在中心管的外側(cè)固接了10片螺旋形導(dǎo)流翅片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度θ為45°，傾斜角度Ф為45°，在管式反應(yīng)器的反應(yīng)段進(jìn)口和反應(yīng)段1/2處各設(shè)置一個(gè)螺旋混合裝置4，在反應(yīng)物輸出噴嘴前安裝一個(gè)螺旋混合裝置2，螺旋形導(dǎo)流翅片為6片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度α為30°，傾斜角度β為15°，在相同的投量下，沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)，管式反應(yīng)器壓力3～5kg/cm2，壓力平穩(wěn)，管式反應(yīng)器反應(yīng)和噴射正常，噪音65分貝。反應(yīng)器產(chǎn)物的N/P達(dá)到有1.55～1.7，波動(dòng)范圍小，氨溢出量小，尾氣洗滌水N/PN/P1.2～1.55，PH6.0～6.8，密度1350～1450kg/m3，氨利用率98.0％，洗滌水粘度合適、流動(dòng)性良好、輸送正常，洗滌系統(tǒng)能達(dá)到平衡，不需要外排洗滌水。通入磷酸、洗滌水的不銹鋼T型管使用1.0年沒(méi)有明顯腐蝕，使用壽命達(dá)到2.5年。通入硫酸的不銹鋼中心管使用10個(gè)月后腐蝕變短，但仍長(zhǎng)于通氨套管能正常使用，剩余中心管的壁厚沒(méi)有明顯的減薄，焊接加長(zhǎng)后可繼續(xù)使用，通入硫酸的中心管經(jīng)維修可以反復(fù)使用2年。
對(duì)比實(shí)施例8使用CN87107538中的管式反應(yīng)器和本發(fā)明的管式反應(yīng)器的生產(chǎn)投量同對(duì)比實(shí)施例6，使用CN87107538中的管式反應(yīng)器實(shí)際運(yùn)行狀況同對(duì)比實(shí)施例6。
實(shí)施例8本發(fā)明管式反應(yīng)器在通氨的中間套管的內(nèi)側(cè)固接了7片螺旋形導(dǎo)流翅片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度θ為35°，傾斜角度Ф為25°，在管式反應(yīng)器的反應(yīng)段進(jìn)口和反應(yīng)段1/2處各設(shè)置一個(gè)螺旋混合裝置4，在反應(yīng)物輸出噴嘴前安裝一個(gè)螺旋混合裝置2，螺旋形導(dǎo)流翅片為5片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度α為30°，傾斜角度β為15°，在相同的投量下，沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)，管式反應(yīng)器壓力3～5kg/cm2，壓力平穩(wěn)，管式反應(yīng)器反應(yīng)和噴射正常，噪音65分貝。反應(yīng)器產(chǎn)物的N/P達(dá)到有1.55～1.7，波動(dòng)范圍小，氨溢出量小，尾氣洗滌水N/PN/P1.2～1.50，PH5.8～6.5，密度1350～1450kg/m3，氨利用率98.3％，洗滌水粘度合適、流動(dòng)性良好、輸送正常，洗滌系統(tǒng)能達(dá)到平衡，不需要外排洗滌水。通入磷酸、洗滌水的不銹鋼T型管使用1.0年沒(méi)有明顯腐蝕，使用壽命達(dá)到2.5年。通入硫酸的不銹鋼中心管使用10個(gè)月后腐蝕變短，但仍長(zhǎng)于通氨套管能正常使用，剩余中心管的壁厚沒(méi)有明顯的減薄，焊接加長(zhǎng)后可繼續(xù)使用，通入硫酸的中心管經(jīng)維修可以反復(fù)使用2年。
對(duì)比實(shí)施例9使用CN87107538中的管式反應(yīng)器和本發(fā)明的管式反應(yīng)器的生產(chǎn)投量同對(duì)比實(shí)施例6，使用CN87107538中的管式反應(yīng)器實(shí)際運(yùn)行狀況同對(duì)比實(shí)施例6。
實(shí)施例9本發(fā)明管式反應(yīng)器在中心管的外側(cè)固接了6片螺旋形導(dǎo)流翅片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度θ從30°逐漸過(guò)渡到45°，傾斜角度Ф從25逐漸過(guò)渡到45°，在管式反應(yīng)器的反應(yīng)段進(jìn)口和在反應(yīng)段1/3、/2/3處各設(shè)置一個(gè)螺旋混合裝置4，在反應(yīng)物輸出噴嘴前安裝一個(gè)螺旋混合裝置2，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，螺旋形導(dǎo)流翅片為4片，旋轉(zhuǎn)角度α從10°逐漸過(guò)渡到30°，傾斜角度β從0°逐漸過(guò)渡到15°，在相同的投量下，沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)，管式反應(yīng)器壓力3～5kg/cm2，壓力平穩(wěn)，管式反應(yīng)器反應(yīng)和噴射正常，噪音50分貝。反應(yīng)器產(chǎn)物的N/P達(dá)到有1.6～1.75，波動(dòng)范圍小，氨溢出量小，尾氣洗滌水N/P1.1～1.50，PH5.5～6.5，密度1300～1450kg/m3，氨利用率99.0％，洗滌水粘度合適、流動(dòng)性良好、輸送正常，洗滌系統(tǒng)能達(dá)到平衡，不需要外排洗滌水。通入磷酸、洗滌水的不銹鋼T型管使用1.0年沒(méi)有明顯腐蝕，使用壽命達(dá)到2.5年。通入硫酸的不銹鋼中心管使用10個(gè)月后腐蝕變短，但仍長(zhǎng)于通氨套管能正常使用，剩余中心管的壁厚沒(méi)有明顯的減薄，焊接加長(zhǎng)后可繼續(xù)\使用，通入硫酸的中心管經(jīng)維修可以反復(fù)使用2年。
對(duì)比實(shí)施例10使用CN87107538中的管式反應(yīng)器和本發(fā)明的管式反應(yīng)器的生產(chǎn)投量同對(duì)比實(shí)施例6，使用CN87107538中的管式反應(yīng)器實(shí)際運(yùn)行狀況同對(duì)比實(shí)施例6。
實(shí)施例10本發(fā)明管式反應(yīng)器在中心管的外側(cè)固接了8片螺旋形導(dǎo)流翅片，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，旋轉(zhuǎn)角度θ從30°逐漸過(guò)渡到45°，傾斜角度Ф從25逐漸過(guò)渡到45°，在管式反應(yīng)器的反應(yīng)段進(jìn)口設(shè)置一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針的螺旋混合裝置，在反應(yīng)段1/2處設(shè)置一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針的螺旋混合裝置4，在反應(yīng)物輸出噴嘴前安裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針的螺旋混合裝置2，螺旋形導(dǎo)流翅片為3片，旋轉(zhuǎn)角度α從10°逐漸過(guò)渡到30°，傾斜角度β從0°逐漸過(guò)渡到15°，在相同的投量下，沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)疤、氣喘、振動(dòng)，管式反應(yīng)器壓力3～5kg/cm2，壓力平穩(wěn)，管式反應(yīng)器反應(yīng)和噴射正常，噪音50分貝。反應(yīng)器產(chǎn)物的N/P達(dá)到有1.6～1.8，波動(dòng)范圍小，氨溢出量小，尾氣洗滌水N/P1.1～1.5，PH5.5～6.5，密度1300～1450kg/m3，氨利用率99.0％，洗滌水粘度合適、流動(dòng)性良好、輸送正常，洗滌系統(tǒng)能達(dá)到平衡，不需要外排洗滌水。通入磷酸、洗滌水的不銹鋼T型管使用1.0年沒(méi)有明顯腐蝕，使用壽命達(dá)到2.5年。通入硫酸的不銹鋼中心管使用10個(gè)月后腐蝕變短，但仍長(zhǎng)于通氨套管能正常使用，剩余中心管的壁厚沒(méi)有明顯的減薄，焊接加長(zhǎng)后可繼續(xù)使用，通入硫酸的中心管經(jīng)維修可以反復(fù)使用2年。
總之，本發(fā)明的反應(yīng)器的生產(chǎn)能力、反應(yīng)效率、運(yùn)行狀況、操作彈性、噪聲污染、使用壽命、尾氣回收等方面都有明顯的提高。
權(quán)利要求
1.一種用于以酸或混合酸與氨進(jìn)行反應(yīng)制備銨化合物的管式反應(yīng)器，含有一個(gè)反應(yīng)物混合區(qū)段、一個(gè)反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段以及一個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物輸出噴嘴，其特征在于在所述反應(yīng)物混合區(qū)段設(shè)有一個(gè)螺旋噴射混合裝置；在所述反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段設(shè)有螺旋混合裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述螺旋混合裝置位于所述反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段靠近所述反應(yīng)物混合區(qū)段一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段靠近所述反應(yīng)產(chǎn)物輸出噴嘴一端還設(shè)有一個(gè)螺旋混合裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述反應(yīng)物混合區(qū)段包括最外層套管、中間套管和中心管，所述最外層套管靠近反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段一端的空間為混合區(qū)，所述中間套管位于所述最外層套管和中心管之間；所述最外層套管兩側(cè)設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)進(jìn)料口，用于磷酸和洗滌水的加入，經(jīng)最外層套管的環(huán)形通道進(jìn)入混合區(qū)；所述中間套管一側(cè)設(shè)有一進(jìn)料口，用于氨的進(jìn)料；所述中心管一端設(shè)有進(jìn)料口，用于硫酸的進(jìn)料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述螺旋噴射混合裝置為安裝在中心管外側(cè)或中間套管內(nèi)側(cè)的螺旋形導(dǎo)流翅片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述混合區(qū)段的螺旋形導(dǎo)流翅片與中心管軸向之間的旋轉(zhuǎn)角度θ為5～45°；與中心管徑向之間的傾斜角度Φ為0～45°。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述混合區(qū)段的螺旋形導(dǎo)流翅片與中心管軸向之間的旋轉(zhuǎn)角度θ以及與中心管徑向之間的傾斜角度Φ按流體總體流動(dòng)的方向由小向大變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述螺旋混合裝置為安裝在反應(yīng)區(qū)段管道內(nèi)的螺旋形導(dǎo)流翅片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述反應(yīng)區(qū)段內(nèi)的螺旋形導(dǎo)流翅片與反應(yīng)區(qū)段管道軸向之間的旋轉(zhuǎn)角度α為5～45°；與反應(yīng)區(qū)段管道徑向之間的傾斜角度β為0～30°。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的管式反應(yīng)器，其特征在于所述反應(yīng)區(qū)段內(nèi)的螺旋形導(dǎo)流翅片與反應(yīng)區(qū)段管道軸向之間的旋轉(zhuǎn)角度α以及與反應(yīng)區(qū)段管道徑向之間的傾斜角度β按流體總體流動(dòng)的方向由小向大變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的管式反應(yīng)器，含有一個(gè)反應(yīng)物混合區(qū)段、一個(gè)反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段以及一個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物輸出噴嘴，其特征在于在所述反應(yīng)物混合區(qū)段設(shè)有一個(gè)螺旋噴射混合裝置；在所述反應(yīng)物反應(yīng)區(qū)段設(shè)有螺旋混合裝置。通過(guò)調(diào)整在混合段的物料接觸順序和螺旋噴射混合裝置，控制混合程度、接觸面積和反應(yīng)速度，保證既使物料混合均勻，又不使反應(yīng)過(guò)于劇烈；在反應(yīng)區(qū)段，通過(guò)螺旋混合裝置使氣、液、固相逐步混合充分，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)均勻、平穩(wěn)、溫和、充分的進(jìn)行，形成高質(zhì)量的霧化狀況良好的料漿。
文檔編號(hào)B01J10/00GK1986042SQ20051013476
公開(kāi)日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者武四海, 王金銘, 王寶安, 石學(xué)勇, 張兵印, 梁紅江 申請(qǐng)人:中國(guó)-阿拉伯化肥有限公司