一种三聚氰胺流化床结晶器制造技术

本发明专利技术属于化工领域，涉及一种流化床结晶器，尤其是三聚氰胺流化床结晶器，包括壳体(1)、位于壳体(1)底部的未结晶气进口(1a)、位于壳体(1)底部空间的气体分配器(2)、位于气体分配器(2)上方的冷却装置(3)、及位于壳体(1)顶部的结晶气出口(1c)；所述结晶器还设有位于壳体(1)外部的外部旋风分离器(5)。本发明专利技术的三聚氰胺流化床结晶器具有热能利用率高、电耗低、产品质量好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工领域，涉及一种结晶器，其是一种流化床结晶器，尤其是用于三聚氰胺结晶的流化床结晶器。
技术介绍
目前，三聚氰胺通常以尿素为原料生产，其生产方法可分为低压法和高压法两种。高压法三聚氰胺生产工艺属于液相反应，无催化剂。反应压力一般为7～20MPa，反应温度为360～420℃。高压法三聚氰胺生产工艺一般采用液氨、氨水或母液等作为液相淬冷剂进行淬冷，需精制后才能得到三聚氰胺产品。高压法的优点是尾气(氨和二氧化碳)压力高，可直接返回尿素装置，能有效降低原料损耗；其缺点是需引入液相淬冷剂进行淬冷再精制，工艺流程长，蒸汽消耗高(每吨产品需消耗蒸汽6～10吨)，且生产过程中有废水产生。低压法三聚氰胺生产工艺属于气相催化反应，一般以氧化铝、硅铝胶或硅胶作催化剂。反应压力一般为0.1～0.7MPa，反应温度为350～450℃。低压法三聚氰胺生产工艺一般采用气相淬冷工艺对反应产物进行后处理，即以氨和二氧化碳的混合气为淬冷剂完成产品的结晶与提纯。低压法的优点是工艺流程短，设备投资少，无废水产生；其缺点：一是尾气压力低，不能直接送往尿素装置利用。二是由于系统压力低，电耗高(每吨产品需耗电800～1500度)。三是由于系统压力低，设备外形尺寸大，不利于装置的大型化。现有的低压法气相淬冷工艺存在以下缺点：①热能利用率低。三聚氰胺通过冷气淬冷结晶，其热量经尿素洗涤系统产生0.1～0.3MPa蒸汽。由于蒸汽压力低，品位低，无法利用，一般采用空冷器冷却以移走热量，造成了大量热量的浪费(每吨三聚氰胺约产生4吨蒸汽)。②电耗高。低压法气相淬冷工艺需要大量冷气结晶，其冷气量约为载气量的4倍，冷气风机的运行功率超过载气压缩机的运行功率，每吨三聚氰胺冷气风机的电耗约为300度。低压法气相淬冷工艺需要大量液尿循环洗涤，每吨三聚氰胺液尿循环泵电耗约为50度。③尾气不能直接送往尿素装置利用。因低压法气相淬冷工艺系统压力低，尾气处理困难，只能用水吸收，不能直接送往尿素装置利用，其尾气处理成本高。④装置大型化困难。低压法气相淬冷工艺中，由于系统压力低，设备外形尺寸大，装置大型化困难。针对低压法气相淬冷工艺的缺陷，国内一些研发机构提出一种循环流化床结晶器技术(中国专利95104455.9)。该技术的特点是循环流化床采用主床加伴床的结构，并设置内旋风分离器及换热管束。利用换热管内液体的相变将大量的结晶热移走，以维持结晶温度在220℃左右。该循环流化床结晶器内的三聚氰胺在主床与伴床之间循环流动。由于三聚氰胺固体粉末的流动性差，内旋风分离器的下料管容易堵塞，造成装置无法运行。
技术实现思路
本专利技术目的之一在于提供一种可同时进行冷却结晶的流化床结晶器。本专利技术的另一个目的在于提供一种可长期安全且正常使用的流化床结晶器。本专利技术的另一个目的在于提供一种可提高热量回收效率的流化床结晶器。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供了一种流化床结晶器，其特征在于包括壳体、位于壳体底部的未结晶气进口、位于壳体底部空间的气体分配器、位于气体分配器上方的冷却装置、及位于壳体顶部的结晶气出口；所述结晶器还设有位于壳体外部的外部旋风分离器。所述的冷却装置上方还设置有挡气除尘器。挡气除尘器优选设有两层以上挡气除尘层，更优选三层以上挡气除尘层。该结晶器适合用于载气中的产品气相凝华结晶，在生产过程中，未结晶的气体(通常为载气+产品气，其组成(wt％)：氨40～50％，二氧化碳40～50％，三聚氰胺5～10％)通过底部的未结晶气进口进入壳体内，通过气体分配器分布至挡气除尘器下方的空间，在该空间中进行结晶。在所述壳体内部，气体分配器间隔一定距离的上方，设置有用于阻隔固体颗粒的挡气除尘器，该挡气除尘器可以是开孔板(例如具有多个圆形、方形或其他形状的孔)、或者网状、筛状的部件，优选具有两层或以上的呈相互上下分布的开孔板、或者网状、筛状的部件。当结晶气体连同固体颗粒经过该挡气除尘器时，气体可继续扩散至挡气除尘器上方的空间，而三聚氰胺固体颗粒受到较大的阻力从而大部分被阻挡在挡气除尘器下方的空间，从而，挡气除尘器下方直至气体分配器上方的空间为结晶器中的固体颗粒密相区，三聚氰胺得到充分的利用，结晶冷却以较高的速率进行，而挡气除尘器的上方空间形成另一个固体颗粒稀相区，以便于气体进一步最终与三聚氰胺的有效分离。通过该挡气除尘器的设置，可以破除结晶器内的大气泡，同时将气体中夹带的大量三聚氰胺分离下来，使进入结晶器壳体外部旋风分离器的气体中三聚氰胺浓度大大降低，减轻了旋风分离器的负荷，提高了旋风分离器的分离效果。作为一种优选的实施方案，所述的挡气除尘器为由多个爪状交叉结构构成的筛状部件。爪状交叉结构形成了一定的上下重叠区，以及一定的镂空区域，由此形成了成上下空间分布(三维分布)的筛状结构。挡气除尘器具有两层以上，每层挡气除尘器的爪状结构呈垂直交错分布。需要特别指出的是，该挡气除尘器的设置是非常有利的，尤其是在三聚氰胺的结晶工艺中。在三聚氰胺的结晶工艺中，载气+三聚氰胺气体从底部通过气体分配器进入密相区，该密相区由气体分配器和挡气除尘器两者之间限定而成，由此形成的密相区中含有的固体比例高，从而可以形成高的传热系数，高的传热系数对于三聚氰胺的结晶来说是非常重要的，这是因为，传热系数高，可以降低传热温差，提高水侧的汽化温度，从而产生高品位的蒸汽。密相区的下部空间需要是空的，而上部空间则设有冷却装置。空出来的空间实际上作为结晶区，因为实验中发现，剧烈的结晶反应在该下部空间发生，只有将该部分空间空置，才能防止结晶颗粒粘结到管壁上，保证结晶器的顺利运行。所述壳体底部还设有固体颗粒出口，以便在设备检修时将固体颗粒排出设备。所述壳体壁上还设有投料入口，以便在结晶反应开始前投入三聚氰胺固体颗粒，以有利于进一步导入的三聚氰胺粉末的流化及结晶过程。为了特别适合于三聚氰胺的结晶，本专利技术在壳体外部设置了外部旋风分离器例如外挂式旋风分离器。事实上，本专利技术设备的整体结构借鉴了专利号201410255842.1的中国专利中记载的甲烷化流化床反应器。在三聚氰胺的结晶领域，从来没有人采用过、也从来没有人想象过采用气-气式反应流化装置用作气-固式结晶装置，这是因为三聚氰胺的粘性很大，固体颗粒流动性差，冷却结晶容易结壁，采用流化床结晶器结晶的工程化难度大。而本专利技术通过巧妙的应用发现，流化床反应装置的原理可以用于三聚氰胺的结晶，其可使得三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流化床结晶器，其特征在于包括壳体(1)、位于壳体(1)底部的未结晶气进口(1a)、位于壳体(1)底部空间的气体分配器(2)、位于气体分配器(2)上方的冷却装置(3)、及位于壳体(1)顶部的结晶气出口(1c)；所述结晶器还设有位于壳体(1)外部的外部旋风分离器(5)。

【技术特征摘要】
1.一种流化床结晶器，其特征在于包括壳体(1)、位于壳体(1)底部的未结晶气进口(1a)、
位于壳体(1)底部空间的气体分配器(2)、位于气体分配器(2)上方的冷却装置(3)、
及位于壳体(1)顶部的结晶气出口(1c)；所述结晶器还设有位于壳体(1)外部的外部
旋风分离器(5)。
2.如权利要求1所述的结晶器，其特征在于所述的冷却装置(3)上方还设置有挡气除尘器
(4)。
3.如权利要求1所述的结晶器，其特征在于，于所述气体分配器(2)上方位置的壳体(1)
设有一分离固体入口(1b)；所述的外部旋风分离器(5)的接入端与所述结晶气出口(1c)
相连，外部分离器(5)的输出端与设于分离固体入口(1b)相连。
4.如权利要求1所述的结晶器，其特征在于所述的冷却装置(3)下方、气体分配器(2)上
方设有一空置空间；优选地，所述冷却装置(3)为换热装置；优选地，所述换热装置具
有多组并联的换热管。
5.如权利要求4所述的设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹明大，
申请(专利权)人：尹明大，
类型：发明
国别省市：广东;44