一種利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液的加壓管式反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種管式反應器，具體涉及一種利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液的加壓管式反應器，屬于化工設備領域。
【背景技術】
[0002]目前三聚氰胺尾氣綜合利用的各種工藝路線中，聯產尿素方式可增產尿素，但可消化的二銨液有限(14萬噸尿素裝置只能消化6000噸三聚氰胺尾氣二銨液)且每套三胺裝置均需設置尾氣吸收裝置(每套尾氣吸收裝置投資約需200萬元)，投資及水解消耗較大；配套尿素、硫銨和碳銨裝置投資較大、能耗高且還需大量提供硫酸及二氧化碳原料；碳化氨水、甲胺、低氮復合肥盡管投資小但產品質量低，污染大，市場有限且季節影響大；聯產純堿和氯化銨氨碳可同時利用，但需有資源條件且投資也較大；氨碳分離生產液氨及液體二氧化碳技術引領了先進的尾氣處理方式，大規模尾氣還原氨碳分離工藝先進、操作簡單，技術成熟、可靠，產品結構合理、處理靈活，無廢液排放、屬于環保綠色高新工藝，但蒸汽、電能消耗大，能耗高和噸氨分離成本高達上千元:高壓下氨碳分離平衡吸收的專利技術對三聚氰胺尾氣回收工藝僅3.3Mpa蒸汽消耗(噸液氨計)就高達6424kg，同時還需71kw.h電及430m3的冷卻水；氨碳分離裝置完全利用三聚氰胺裝置尾氣和副產低品位蒸汽生產液氨和二氧化碳的氨碳分離新技術實現工業化，該氨碳分離新技術具有投資省、能耗低、品質高、質量穩定等優點，其尾氣處理在全球率先采用了具有完全自主知識產權的節能型氨碳分離專利新工藝，氨碳分離所需蒸汽全部取自于三聚氰胺生產過程中的工藝廢熱，噸液氨綜合能耗為現有其他尾氣氨碳分離工藝的35%-40%，所產液氨不僅無油而且鐵離子含量低于lppm，可直接滿足各種高端需求，同樣存在著能耗較高的問題。而利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液，則原料利用率較高，不僅不需要消耗大量熱能，而且還可以利用中和反應熱及尾氣顯熱，進行蒸發濃縮硝銨溶液，可謂一舉兩得，是目前三聚氰胺尾氣開展綜合利用最節能的工藝路線之一。常壓中和反應器法工藝的熱能利用率不高，循環釜式中和反應器法工藝提高了反應熱的利用率，但投資及能耗較高，熱能利用率有待進一步提高。在現有的管式反應器制造銨鹽的文獻中，CN1182636A和ZL200820240906.0都是以純氨氣和稀硝酸反應的中和反應器，由于三聚氰胺尾氣中含有大量的二氧化碳、氮氣等惰性氣體和異氰酸等腐蝕介質會導致反應率下降和腐蝕增加，均不適用于三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液。
【發明內容】
[0003]為了克服上述不足，本實用新型提供一種利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液的新型加壓管式反應器，解決三聚氰胺尾氣中含有大量二氧化碳和惰性氣體影響中和效率的問題，能夠經濟高效地利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液，尤其適用于壓力大于0.3MPa，溫度在130?250°C的三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液。
[0004]本實用新型采用如下技術方案:
[0005]一種利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液的加壓管式反應器，包括依次連接的第一反應室、第二反應室、補充反應室，其特征在于:第一反應室設有第一三聚氰胺尾氣輸送管，第一三聚氰胺尾氣輸送管垂直于反應器中心線方向，第一反應室的入口端沿軸向設有第一硝酸輸送管，在第一硝酸輸送管中設有擴徑器；第一反應室與第二反應室內部連接處為楔形，第二反應室由內筒和外筒套接而成，外筒的外徑與第一反應室外徑相同，內筒和外筒形成環形腔室，外筒上設置的第二三聚氰胺尾氣輸送管通入環形腔室，外筒上與第二三聚氰胺尾氣輸送管平行設有第二硝酸輸送管，環形腔室的尾部與內筒相通，二者通過斜孔連接；第二反應室連接文丘里管，文丘里管內為補充反應室，文丘里管與第二反應室連接段內徑相同。
[0006]上述裝置中，所述內筒和外筒之間設有至少三個定位模塊。
[0007]上述裝置中，所述擴徑器焊接在第一硝酸輸送管中并與其保持同心。
[0008]本實用新型提供的利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液的加壓管式反應器，制造材料采用耐高溫、耐腐蝕和沖刷的材質，主要創新點在于:(I)考慮到三聚氰胺尾氣中含有大量二氧化碳，影響反應效率，本實用新型通過設置第二硝酸輸送管實施分步加酸，提高反應率；(2)通過設置第一加酸管線中的擴徑器及調整出口位置，優化硝酸霧化效果，提高反應物料的混合度，使反應更充分；(3)外筒上與第二三聚氰胺尾氣輸送管平行設有第二硝酸輸送管，在環形腔室內發生反應，環形腔室的尾部與內筒相通，二者通過斜孔連接；由外筒進入內筒后在第二反應室進行反應；(4)通過調整文丘里尺寸，適應三聚氰胺尾氣壓力低時對反應效率的影響，并使二次蒸汽壓力提高0.25MPa以上，大大改善了工作的熱效率；通過試驗確定了反應器使用材料，更好地適應三聚氰胺尾氣中異氰酸等腐蝕介質的影響。
[0009]本實用新型提供的利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液的加壓管式反應器，實現了三聚氰胺尾氣在加壓管式反應器中生產硝酸銨溶液，提高了三聚氰胺尾氣的反應效率和反應熱的利用率，提高了利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液整個工藝的安全性和經濟性，最終得到了濃度至少為78%的硝酸銨溶液。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0011]圖中:1:第一反應室；2:第一硝酸輸送管；3:第一三聚氰胺尾氣輸送管；4:第二硝酸輸送管；5:第二三聚氰胺尾氣輸送管；6:文丘里管；7:內筒；8:外筒；9:擴徑器；10:定位模塊。
【具體實施方式】
[0012]實施例:
[0013]如圖1所示，一種利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液的加壓管式反應器，包括依次連接的第一反應室1、第二反應室、補充反應室，其特征在于:第一反應室I設有第一三聚氰胺尾氣輸送管3，第一三聚氰胺尾氣輸送管3垂直于反應器中心線方向，第一反應室I的入口端沿軸向設有第一硝酸輸送管2，在第一硝酸輸送管2中設有擴徑器9 ;第一反應室I與第二反應室內部連接處為楔形，第二反應室由內筒7和外筒8套接而成，外筒8的外徑與第一反應室I外徑相同，內筒7和外筒8形成環形腔室，外筒8上設置的第二三聚氰胺尾氣輸送管5通入環形腔室，外筒8上平行設置第二硝酸輸送管4，在環形腔室內發生反應，環形腔室的尾部與內筒7相通，二者通過斜孔連接；第二反應室連接文丘里管6，文丘里管6內為補充反應室，文丘里管6與第二反應室連接段內徑相同。所述的文丘里管可根據需要設置成需要的尺寸。
[0014]上述裝置中，所述內筒7和外筒8之間設有至少三個定位模塊10。
[0015]上述裝置中，所述擴徑器9焊接在第一硝酸輸送管2中并與其保持同心。
[0016]本實用新型利用三聚氰胺尾氣加壓生產硝酸銨溶液的管式反應器工藝說明:參見附圖1，由第一硝酸輸送管進來的硝酸溶液與第一三聚氰胺尾氣輸送管進來的三聚氰胺尾氣在第一反應室發生反應，然后進入第二反應室發生進一步反應，第二硝酸輸送管進來的硝酸溶液進來后在環形腔室與第二三聚氰胺尾氣輸送管進來的三聚氰胺尾氣反應，通過控制第二三聚氰胺尾氣輸送管的三聚氰胺尾氣輸入量進行溶液pH值調節，產生的溶液然后經過文丘里管流出，最終得到濃度至少為78%的硝酸銨溶液。
【主權項】
1.一種利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液的加壓管式反應器，包括依次連接的第一反應室、第二反應室、補充反應室，其特征在于:第一反應室設有第一三聚氰胺尾氣輸送管，第一三聚氰胺尾氣輸送管垂直于反應器中心線方向，第一反應室的入口端沿軸向設有第一硝酸輸送管，在第一硝酸輸送管中設有擴徑器；第一反應室與第二反應室內部連接處為楔形，第二反應室由內筒和外筒套接而成，外筒的外徑與第一反應室外徑相同，內筒和外筒形成環形腔室，外筒上設置的第二三聚氰胺尾氣輸送管通入環形腔室，外筒上與第二三聚氰胺尾氣輸送管平行設有第二硝酸輸送管，環形腔室的尾部與內筒相通，二者通過斜孔連接；第二反應室連接文丘里管，文丘里管內為補充反應室，文丘里管與第二反應室連接段內徑相同。
2.根據權利要求1所述的利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液的加壓管式反應器，其特征在于:所述內筒和外筒之間設有至少三個定位模塊。
3.根據權利要求1所述的利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液的加壓管式反應器，其特征在于:所述擴徑器焊接在第一硝酸輸送管中并與其保持同心。
【專利摘要】本實用新型涉及一種利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液的加壓管式反應器，制造材料采用耐高溫、耐腐蝕和沖刷的材質，包括加壓管式反應室，至少有兩條硝酸輸送管線和兩條三聚氰胺尾氣輸送管線，固定在加壓管式反應室上游的硝酸輸送管線在管線軸心方向上設有擴徑器，文丘里管固定連通在加壓管式反應室的下游。本實用新型提供的一種利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液的加壓管式反應器，能夠經濟高效地利用三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液，尤其適用于壓力大于0.3MPa，溫度在130～250℃的三聚氰胺尾氣生產硝酸銨溶液。
【IPC分類】C01C1-18
【公開號】CN204588716
【申請號】CN201520250200
【發明人】武晉強, 李永鵬, 鄒煜
【申請人】太原海力豐科技發展有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月23日