一种硫酸铵分解反应釜的制作方法

本实用新型属于化工处理技术领域，涉及一种硫酸铵分解反应釜。

背景技术：

硫酸铵的传统分离方法是将硫酸铵与氢氧化钙固相反应，生成二水石膏、氨气和水；然而，该工艺在实际生产过程中，存在诸多缺陷：需要大量的生石灰，同时会产生同等质量的二水石膏固废，使得固废排放未能减量，硫资源也不能循环使用；工艺路线长，装备投资大，处理费用高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种硫酸铵分解反应釜，实现固体或液体硫酸铵的低温分解，不产生新的污染物，装置结构简单、成本低、可靠性高。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案为：

一种硫酸铵分解反应釜，包括反应釜本体、人孔、气体出口、卸料口、喷淋器、反应釜夹套、导热液进口、导热液出口、内置钢管、螺旋绞刀、联轴器、钢管夹套、连接管；人孔及气体出口均位于反应釜本体的上部，卸料口位于反应釜本体的下部，喷淋器的喷头通过人孔自反应釜本体的外部贯通至其内部；反应釜本体的外侧安装有反应釜夹套，反应釜夹套的侧壁上分别设置有导热液进口和导热液出口；内置钢管竖直安装于反应釜本体的内部、且位于喷淋器的喷头下方，内置钢管的内部设置有螺旋绞刀，螺旋绞刀的转轴的一端位于反应釜本体的底部外侧、且连接有联轴器；内置钢管的外侧安装有钢管夹套；反应釜夹套的内部通过连接管与钢管夹套的内部连通。

该硫酸铵分解反应釜，反应釜本体的长径比为1:0.8～0.9，优选为1:0.866；内置钢管的直径为反应釜本体的直径的1/3～2/3，优选为1/2；内置钢管位于喷淋器的喷头的正下方；反应釜本体及内置钢管的材质均为不锈钢；螺旋绞刀的转轴外套装有轴承，轴承通过轴承盒与反应釜本体连接；螺旋绞刀与反应釜本体的连接处通过密封盒密封连接；人孔位于反应釜本体的顶部、且其开口方向为竖直向上，气体出口位于人孔的侧壁上、且其开口方向为水平向侧方；反应釜夹套的顶部设置有放空管；导热液进口位于反应釜夹套的侧壁上部，导热液出口位于反应釜夹套的侧壁下部。

本实用新型硫酸铵分解反应釜的有益效果为，使粉状催化剂在密闭的反应釜内实现流态化循环，是一种高效固液传质、传热的反应釜，有效解决固液接触在一定温度下产生胶状物而粘接设备影响反应速度的问题；实现固体或液体的硫酸铵在低温环境下分解为氨水和硫酸，连续自动、工业化、智能化的处理硫酸铵及其复盐结晶物；不产生新的污染物，实现工业废物的清洁化处理和硫酸铵的多元化利用，在一些工业领域，还可实现硫和铵的不断循环利用；有效简化设备结构、降低制造成本，提高设备可靠性、减少设备故障、提高设备运转率；可广泛用于化工、湿法冶金、锅炉烟气脱硫以及工业废水处理等产生硫酸铵的环节。

附图说明

图1为本实用新型硫酸铵分解反应釜的结构示意图；

图2为本实用新型硫酸铵分解反应釜使用时的装置连接示意图。

附图中的编码分别为：反应釜本体1、人孔2、气体出口3、卸料口4、喷淋器5、反应釜夹套6、导热液进口7-1、导热液出口7-2、内置钢管8、螺旋绞刀9、联轴器10、钢管夹套11、连接管12、轴承13-1、轴承盒13-2、密封盒14、放空管15、热交换器16、溶液进口16-1、溶液出口16-2、挥发气体出口16-3、冷凝器17、混合气体入口17-1、冷凝液出口17-2、加热装置18、蜗轮减速器19。

具体实施方式

如图1所示，一种硫酸铵分解反应釜，包括反应釜本体1、人孔2、气体出口3、卸料口4、喷淋器5、反应釜夹套6、导热液进口7-1、导热液出口7-2、内置钢管8、螺旋绞刀9、联轴器10、钢管夹套11、连接管12；

反应釜本体1的长径比为1:0.866，其材质为不锈钢，人孔2及气体出口3均位于反应釜本体1的上部，具体为，人孔2位于反应釜本体1的顶部、且其开口方向为竖直向上，气体出口3位于人孔2的侧壁上、且其开口方向为水平向侧方，卸料口4位于反应釜本体1的下部，喷淋器5的喷头通过人孔2自反应釜本体1的外部贯通至其内部；反应釜本体1的外侧安装有反应釜夹套6，反应釜夹套6的侧壁上分别设置有导热液进口7-1和导热液出口7-2，其中，导热液进口7-1位于反应釜夹套6的侧壁上部、导热液出口7-2位于反应釜夹套6的侧壁下部，反应釜夹套6的顶部设置有放空管15；

内置钢管8竖直安装于反应釜本体1的内部、且位于喷淋器5的喷头正下方，内置钢管8的直径为反应釜本体1的直径的1/2，材质均为不锈钢，内置钢管8的外侧安装有钢管夹套11，反应釜夹套6的内部通过连接管12与钢管夹套11的内部连通；内置钢管8的内部设置有螺旋绞刀9，螺旋绞刀9的转轴的一端位于反应釜本体1的底部外侧、且连接有联轴器10，螺旋绞刀9的转轴外套装有轴承13-1，轴承13-1通过轴承盒13-2与反应釜本体1连接，螺旋绞刀9与反应釜本体1的连接处通过密封盒14密封连接。

如图2所示，本实用新型硫酸铵分解反应釜的使用过程为：先分别将反应釜与热交换器16、冷凝器17、加热装置18、蜗轮减速器19进行相应的连接；具体为，在热交换器16下方安装冷凝器17，使冷凝器17与热交换器16内部的换热管连通；通过管道将反应釜本体1的喷淋器5与热交换器16的溶液出口16-2连通，通过管道将反应釜本体1的气体出口3与冷凝器17的混合气体入口17-1连通；通过管道分别将导热液进口7-1和导热液出口7-2与导热液储罐连通，并通过加热装置18对导热液进行加热、通过油泵使导热液进行循环；将联轴器10与蜗轮减速器19连接。

在所有装置连接完成后，打开加热装置18对导热液进行加热，并通过油泵使导热液在反应釜夹套6和钢管夹套11内循环，对反应釜本体1和内置钢管8进行加热，打开蜗轮减速器19使螺旋绞刀9进行旋转，在反应釜本体1内加入粉状的催化剂，将硫酸铵饱和溶液通过热交换器16的溶液进口16-1进入热交换器16内；当催化剂的温度达到100℃以上时，将硫酸铵饱和溶液通过热交换器16的溶液出口16-2输送至喷淋管5内，再通过喷淋管5的喷头喷入反应釜本体1内；此时，硫酸铵饱和溶液与催化剂反应，放出水蒸汽与氨气，并依次通过反应釜本体1的气体出口3、冷凝器17的混合气体入口17-1，进入冷凝器17内部，待冷凝水与氨气生成氨水后通过冷凝器17底部的冷凝液出口17-2输送至后续工序；另外，氨水的浓度可通过调整硫酸铵溶液的饱和度控制，若需要高浓度氨水或液氨可通过精馏系统实现。根据催化剂的装入量控制硫酸铵饱和溶液的喷入时间，当反应时间达到设定值时，停止硫酸铵饱和溶液的喷入，继续将反应釜本体1内剩余的硫酸铵溶液加热至300℃～350℃，此时放出三氧化硫气体，并通过反应釜本体1的气体出口3、冷凝器17的混合气体入口17-1，进入冷凝器17内部，经过冷凝后获得干燥的三氧化硫气体，再通过热交换器16顶部的挥发气体出口16-3输送至下一道回收工序；当温度达到350℃时延长至设定时间后，继续喷淋硫酸铵饱和溶液进行下一个循环；整个过程在计算机控制下连续自动进行。

另外，采用常压夹套式、不锈钢材质的反应釜本体1，且其长径比优选为1:0.866，可最大限度增加传热面积，保证物料不挂壁；在反应釜本体1的内部，竖直安装有带钢管夹套11的不锈钢材质的内置钢管8，且该内置钢管8的直径优选为反应釜本体1直径的一半，通过钢管夹套11与反应釜夹套6的连通，可将高温导热液同时输送至反应釜夹套6和钢管夹套11内进而提供热量，并有效提高加热速度；通过在内置钢管8内安装螺旋绞刀9，使粉状的催化剂在反应釜内上下循环，在运动过程中实现传质、传热；当硫酸铵的处理反应结束后，通过卸料口4将失效的催化剂卸出。