本实用新型涉及一种带钒氧化装置的脱碳系统，属于合成氨工艺技术领域。
背景技术：
目前氮肥厂脱碳系统普遍采用改良热钾碱法脱出CO2，就是把低变炉出口的低变气(CO2含量为19％左右)依次经过低变气废锅、再沸器、低变气冷却器、低变气分离器，然后进入吸收塔，被吸收塔里面的K2CO3溶液吸收，吸收CO2 后的净化气中CO2≤0.1％，净化气通过净化气分离器后进入甲烷化系统进行换热反应。从吸收塔中部来的半贫液(K2CO3含量在16-19％)和顶部来的贫液(K2CO3 含量在23-26％)吸收CO2后变成KHCO3溶液后通过液体出口管线从吸收塔底部出来减压后进入再生塔，贫液、半贫液统称脱碳溶液，通过低变气向再沸器加热，使再生塔里面的KHCO3溶液再生变为K2CO3溶液，再生出来的CO2经过塔顶冷却器冷凝，然后进入分离器分离出冷凝水后直接供尿素生产使用或放空。从再生塔底部出来的K2CO3溶液通过贫液换热器、贫液水冷器，然后通过贫液泵输送到吸收塔顶部。从再生塔中部出来的半贫液，通过闪蒸槽闪蒸CO2后再通过半贫液泵输送到吸收塔的中部，吸收塔中部来的半贫液和顶部来的贫液进入吸收塔再次对低变气里面的CO2进行吸收，如此循环往复。
脱碳系统生产设备大部分为碳钢设备，由于脱碳溶液的主要成分为碳酸钾，溶液呈碱性，有较强的腐蚀性，在生产的运行过程中，脱碳溶液会对碳钢设备进行不断地腐蚀。为了解决这一问题，设计上在脱碳溶液中加入V2O5这种化学物质，V2O5+k2CO3→KVO3，KVO3中的V5+与碳钢设备接触后能在设备表面上生成一种致密的保护膜，这层保护膜能保护碳钢设备不被脱碳溶液腐蚀，从而保护了设备的运行安全。要持续的保持设备表面上的保护膜不被破坏，需要维持脱碳溶液中V5+的含量＞0.5％.
但是在生产过程中，由于前段各工序反应会生成一些微量的还原性物质，如醇，醚等有机物，当这些物质随着低变气进入脱碳系统后，还原性物质会把 V5+还原成V4+，V4+不能在碳钢设备表面生成致密保护膜，随着V4+的不断生成，脱碳溶液中V5+的浓度会不断降低，当V5+的含量﹤0.5％时，碳钢设备表面的保护膜被破坏脱落，从而加剧设备腐蚀，给生产带来严重的安全隐患。为了弥补损失的V5+，只有不断地向溶液里面补充V2O5才能维持V5+在溶液中的浓度要求，而 V2O5是一种昂贵且有毒的化学物质，使用量的大幅增加会带来运输、保存和添加过程中的安全风险，同时增加生产运行成本。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种带钒氧化装置的脱碳系统，保证溶液中的V5+的量，避免对碳钢设备的腐蚀。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种带钒氧化装置的脱碳系统，包括吸收塔，所述吸收塔中部半贫液进口与半贫液泵相连，其顶部贫液进口与贫液泵相连，所述吸收塔的底部设置有脱碳溶液出口管线，该脱碳溶液出口管线与再生塔底部脱碳溶液进口相连，其特征在于：所述脱碳溶液出口管线设置一条支管与钒氧化塔上部进液口相连，所述钒氧化塔的下部设置有空气进气管，在该空气进气管上设置有空气流量调节阀，所述钒氧化塔的顶部设置有放空管线，所述钒氧化塔的底部设置有液体出口管线，从液体出口管线出来的液体再返回到脱碳系统中，所述钒氧化塔内设置有填料。
部分脱碳溶液通过脱碳溶液出口管线从钒氧化塔的上部进入，来自空分装置的空气通过空气进气管从钒氧化塔的底部进入，空气流量调节阀用来控制空气量的加入量，空气与脱碳溶液在钒氧化槽内进行逆流接触，空气中的氧气把脱碳溶液中的V4+氧化成V5+，剩余的空气从放空管线进行放空。被氧化后的脱碳溶液回脱碳系统继续进行循环使用。
上述方案中，所述钒氧化塔的液体出口管线与缓冲溶液槽相连，所述缓冲溶液槽通过管道与输送泵相连，所述输送泵的出口通过管道与贫液泵的进口或半贫液泵的进口相连，或所述输送泵直接将溶液泵入到吸收塔。
上述方案中，所述输送泵的出口通过管道与贫液泵的进口相连。进口压力低，溶液进入。
有益效果：本实用新型通过增加钒氧化塔，对脱碳溶液中的四价钒离子进行氧化，保证脱碳溶液中的五价钒离子的量，避免因为五价钒离子的减少导致对碳钢设备的腐蚀。
附图说明
图1为本实用新型工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
实施例1，如图1所示：本实用新型的带钒氧化装置的脱碳系统流程为：
来自低变炉出口的低变气(CO2含量为19％左右)依次经过低变气废锅、再沸器、低变气换热器、低变气分离器，然后进入吸收塔1，被吸收塔1里面的K2CO3溶液吸收，吸收CO2后的净化气中CO2≤0.1％，净化气通过净化气分离器后进入甲烷化系统进行换热反应。从吸收塔中部来的半贫液(K2CO3含量在 16-19％)和顶部来的贫液(K2CO3含量在23-26％)吸收CO2后变成KHCO3溶液从吸收塔底部液体出口管线出来减压后从再生塔4底部脱碳溶液进口进入，通过低变气向再沸器加热，使再生塔里面的KHCO3溶液再生变为K2CO3溶液，再生出来的CO2经过塔顶冷却器冷凝，然后进入分离器分离出冷凝水后直接供尿素生产使用或放空。从再生塔底部出来的K2CO3溶液通过贫液换热器、贫液水冷器，然后通过贫液泵输送到吸收塔顶部。从再生塔中部出来的半贫液，通过闪蒸槽闪蒸CO2后再通过半贫液泵输送到吸收塔的中部，吸收塔中部来的半贫液和顶部来的贫液进入吸收塔再次对低变气里面的CO2进行吸收，如此循环往复。
吸收塔1中部半贫液进口与半贫液泵2相连，其顶部贫液进口与贫液泵3 相连，吸收塔1的脱碳溶液出口管线设置一条支管与钒氧化塔5上部进液口相连，在该支管上设置阀门，钒氧化塔5的下部设置有空气进气管，在该空气进气管上设置有空气流量调节阀6，钒氧化塔5的顶部设置有空气的放空管线7，钒氧化塔5的底部设置有液体出口管线，钒氧化塔5内设置有填料8。钒氧化塔 5的液体出口管线与缓冲溶液槽9相连，缓冲溶液槽9通过管道与输送泵10相连，输送泵10的出口通过管道与贫液泵3的进口或半贫液泵2的进口相连，或输送泵10直接将溶液泵入到吸收塔1。为了方便设置，输送泵10的出口通过管道与贫液泵3的进口相连。通过空气氧化脱碳溶液中的四价钒离子，保证脱碳溶液中五价钒离子的浓度，避免腐蚀。
本实用新型不局限于上述具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。总之，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。