一种尿素低压预吸收器的制作方法

本实用新型属于尿素制备技术领域，涉及一种具有二段换热的尿素低压预吸收器，具体为一种尿素低压预吸收器。

背景技术：

工业生产尿素的反应分两步进行，第一步由氨和二氧化碳反应生成中间产物氨基甲酸铵(简称甲铵)，其反应式为：

2nh3(液)+co2(气)＝nh4coonh2(液)+q1

第二步由甲铵脱水生成尿素，其反应式为：

nh4coonh2(液)＝co(nh2)2(液)+h2o(液)-q2

第一步反应是一个可逆的强放热反应，生成氨基甲酸铵的反应速度比较快，容易达到化学平衡，且达到化学平衡后二氧化碳转化为氨基甲酸铵的程度很高。第二步反应是一个可逆的微吸热反应，需要在液相中进行，反应速度慢，需要较长时间才能达到化学平衡，并且合成塔内存在逆向返混，即使达到化学平衡也不能使全部氨基甲酸铵都脱水转化为尿素。

出尿素合成塔的反应产物是一含有尿素、氨基甲酸铵、水和游离氨组成的溶液，未转化的二氧化碳以氨基甲酸铵的形式存在，未转化的氨以氨基甲酸铵或游离氨的形式存在。该反应产物经降压后进入分解加热系统，使氨基甲酸铵受热分解成气氨和二氧化碳气体，气液分离后，气氨和二氧化碳气体从尿素溶液中分离出来，出高压或中压分解加热系统的溶液中还含有5％氨基甲酸铵、游离氨需要在低压下进一步分解后较纯的尿素溶液才能进入蒸发系统加工得到符合商品规格的粒状产品。

现有的水溶液全循环法尿素生产低压吸收系统没有低压预吸收器这一设备，现有的低压吸收系统，只设计了二循一冷凝器、二循二冷凝器，存在着nh3吸收不完全(出二循二冷凝器尾气中nh3的含量约为2.0％)、补水量大、气液夹带、低压吸收操作难控制等问题。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于克服现有技术中的不足，提供一种尿素低压预吸收器。该装置的设立可克服现有工业生产尿素中存在的低压分解气体中nh3吸收不完全、低压分解热未利用、低压吸收循环水消耗较高的问题；该尿素低压预吸收器是一种由二段吸收换热组成的尿素低压预吸收器，具有回收低压吸收热量；减少低压吸收循环水消耗功能，低压系统吸收效果能明显改善。

为了实现以上发明目的，本实用新型的具体技术方案为：

一种尿素低压预吸收器，该尿素低压预吸收器为卧式结构，包括圆筒形的筒体和设置在筒体两端的封头；在筒体与封头之间设置换热器管板；所述封头内腔为箱体结构，在箱体内设置管箱内部装置，在管箱内部装置上设置了二甲液平盖和过渡层平盖，二甲液平盖和过渡层平盖之间为空隙结构，二甲液平盖设置在二甲液进口管上，在箱体外设置循环水平盖。

在筒体一侧的上部设置的低压分解气体进口，在筒体另外一侧的下部设置气液混合物出口；在筒体中部设置吸收液喷淋进口，在靠近低压分解气体进口一侧封头的上部设置二甲液出口，在另外一侧封头的上部设置二甲液进口；二甲液进口对应位置的下部设置循环水进口，二甲液出口对应位置的下部设置循环水出口二。

所述筒体包括壳体、换热管和管板，壳体设置在筒体的外部，换热管设置在筒体的内部，管板设置在筒体的两侧。

换热管分为上部和下部，上部的换热管为二甲液换热管，下部的换热管为循环水换热管。

作为有优选，吸收液喷淋进口的数量为6个，分别为n7a-n7f。

在吸收液喷淋进口处均安装喷头。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(一)克服现有工业生产尿素中存在的低压分解气体中nh3吸收不完全、低压分解热未利用、低压吸收循环水消耗较高的问题。

(二)该尿素低压预吸收器由二段吸收换热组成的尿素低压预吸收器。该尿素低压预吸收器具有回收低压吸收热量；减少低压吸收循环水消耗功能，低压系统吸收效果能明显改善，出低压吸收系统中尾气nh3的含量未0.5％以下(v％)；减少吸收液补液量，有利于系统水平衡。

(三)可以使吸收反应热量被分段移走，增加循环水换热温差，减少循环水用量；可以使25％以上低压吸收反应热量能够被回收利用，减少尿素生产系统蒸汽消耗。

(四)可增加系统运行的稳定性、可靠性，节能性。

附图说明：

图1为本实用新型中所述尿素低压预吸收器的结构示意图；

其中，1——筒体、2——封头、3——二甲液平盖、4——过渡层平盖、5——循环水平盖、6——二甲液换热管、7——循环水换热管、8——换热器管板、9——壳体、10——箱体、n1——低压分解气体进口、n2——气液混合物出口、n3——二甲液进口、n4——二甲液出口、n5——循环水进口、n6——循环水出口二、n7a-n7f——吸收液喷淋进口。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加便于理解，下面将结合附图和具体实施方式对本发明中所述的工艺做进一步的阐述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。

一种尿素低压预吸收器，该尿素低压预吸收器为卧式结构，包括圆筒形的筒体和设置在筒体两端的封头；在筒体与封头之间设置换热器管板；所述封头内腔为箱体结构，在箱体内设置管箱内部装置，在管箱内部装置上设置了二甲液平盖和过渡层平盖，二甲液平盖和过渡层平盖之间为空隙结构，二甲液平盖设置在二甲液进口管上，在箱体外设置循环水平盖。

在筒体一侧的上部设置的低压分解气体进口，在筒体另外一侧的下部设置气液混合物出口；在筒体中部设置吸收液喷淋进口，在靠近低压分解气体进口一侧封头的上部设置二甲液出口，在另外一侧封头的上部设置二甲液进口；二甲液进口对应位置的下部设置循环水进口，二甲液出口对应位置的下部设置循环水出口二。

所述筒体包括壳体、换热管和管板，壳体设置在筒体的外部，换热管设置在筒体的内部，管板设置在筒体的两侧。

换热管分为上部和下部，上部的换热管为二甲液换热管，下部的换热管为循环水换热管。

作为有优选，吸收液喷淋进口的数量为6个，分别为n7a-n7f。

在吸收液喷淋进口处均安装喷头。

实施例1：

低压分解来的含61.17％nh3、13.53％co2和25.3％h2o(v％)，温度116.5℃的分解气由进口n1进入低压预吸收器壳体1，与经n7a-n7f吸收液喷淋进口喷头分布后吸收液均匀混合充分吸收反应，(2.0×10⁶kal)上部反应热迅速被上部二甲液换热管6中二甲液移走，气液混合物继续反应流经下部循环水换热管7吸收反应热由循环水移走，含43.17％nh3、20.39％co2、34.83％h2o和尿素1.61％(wt％)，温度降至55℃后的气液混合物由出口n2进入下一步吸收。

该尿素低压预吸收器具有回收低压吸收热量；可减少低压吸收循环水消耗功能，低压系统吸收效果能明显改善，出低压吸收系统中尾气nh3的含量未0.5％以下(v％)；减少吸收液补液量，有利于系统水平衡。可增加系统运行的稳定性、可靠性，节能性。

虽然本发明已经通过具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明的保护范围。