用于将气流引入设备中、特别是将钝化气流引入尿素装置中的气体扩散系统和方法制造方法及图纸

一种气体扩散系统(1)，用于将气流、特别是钝化气流供给到尿素装置的设备(2)、特别是分解器中，系统(1)沿轴线(A)延伸并具有气体供给导管(20)和扩散器组件(21)，所述气体供给导管(20)具有出口(23)，气体从所述出口(23)大体上平行于所述轴线(A)流动；所述扩散器组件(21)扩散供应自所述导管(20)的气体；所述扩散器组件(21)成形为拦截气流从所述出口(23)轴向流动，并使所述气流相对于所述轴线(A)大体上径向并绕所述轴线(A)均匀地转向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将气流、特别是钝化气流供给到尿素(即尿素生产)装置的设备、特别是分解器中的气体扩散系统和方法。更具体地，本专利技术涉及用于将钝化气流供给到尿素装置分解器、例如尿素装置的中压段的分解器中的气体扩散系统和方法。本专利技术还涉及装备有所述气体扩散系统和/或实施所述方法的尿素装置设备。
技术介绍
众所周知，工业上生产尿素是使用如下工艺：基于二氧化碳和氨在高温、高压下的反应而形成氨基甲酸铵，随后通过氨基甲酸铵的分解反应而形成尿素；然后使生成的尿素溶液逐渐浓缩以重新获得未转化的反应物；最后使尿素以颗粒或造粒的形式固化。在典型的用于生产尿素的装置中(尿素装置)，该过程中的各阶段都是在高压段、中压段和低压段下进行的，在高压段中还具有氨与二氧化碳在其中反应的合成反应器，其中各个段都具有用于使氨基甲酸铵分解成尿素的分解器。因为二氧化碳-氨的反应，主要是由于介入的氨基甲酸铵，会严重地腐蚀尿素装置部件零件的不锈钢，尿素装置部件零件通常由不锈钢制成，因此一些尿素生产工艺采用钝化氧。也就是，包含氧的气流沿着装置在预定的点处注入，以钝化装置的金属(通常是不锈钢)表面，以防止或减少腐蚀。例如，将钝化的含氧的气流供给到中压段分解器。图1示出了已知的尿素装置分解设备(分解器)2的底部的简化的示意图。基本上，分解器2沿竖直轴线A延伸，且包括绕轴线A延伸并容置顶腔(图1中未示出)和底腔6之间的管束5(仅部分示出)的外壳4。管束5支撑在底管板7和顶管板(未在图1中示出)上。底腔6位于管板7的下方并由容纳件或所谓的“保持件”8界定，“保持件”8位于管板7下方并沿轴线A延伸，在连接至壳体4的顶端10和底端9之间。保持件8大体上向上外扩，并特别包括底部捕获部分11，其在下方由底部的例如凹形的壁12封闭并具有绕轴线A的大体上圆柱形的侧壁13；以及漏斗状的、向上外扩的顶部扩散部分14，其具有绕轴线A的截头锥形的侧壁15。保持件8具有液相出口16(用于在保持件8底部的捕获部分11中收集的液相)，其靠近底壁12处并穿过侧壁13；以及气相入口17，其正好在捕获部分11中收集的液体的水平面之上并正好在扩散部分14的起点处之下穿过侧壁13。入口17从侧壁13伸入腔6中，并具有向上倾斜的开口自由端。入口17是钝化的气流供给到分解器2中的地方。尽管有钝化的气流，但是，显著的腐蚀仍然能观察到，尤其是在中压段分解器中。此外，已知的分解器，更具体地为在这些分解器中采用的气流入口，还存在与入口的设计相关的问题。更具体地，在设计上，已知的入口允许腐蚀的尿素/氨基甲酸酯混合物(从管束)向下渗透以进入并沉淀，因此潜在地使制造入口的材料恶化。因为入口的位置—通常正好在分解器的底部积累的液体的水平面之上，因而，例如由超额生产引起的液体水平面的增加可能会部分或完全地浸没入口，从而阻止了其适当的操作。并且由于已知的入口没有提供排水设施，因此内部的任何液体都无法移除。换句话说，已知的上述类型的分解器并非没有缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种设计为消除已知技术的上述缺点的气体扩散系统和方法。更具体地，本专利技术的目的是提供设计为消除或减少腐蚀现象的系统和方法。根据本专利技术，提供如大体上分别在所附权利要求1和35中所限定的、用于将气流、特别是钝化气流供给到尿素装置的设备、特别是分解器中的气体扩散系统和方法。本专利技术的另外的优选特征在从属权利要求中有所指示。申请人的研究得出以下结论：尽管使用钝化气体，在尿素装置的特定零件中、更具体地在钝化气体直接供给到的分解器中所遇到的腐蚀现象主要是由于气体差的和/或不均匀的分配，由此导致存在材料(例如，在分解器的情况下，管束和板的材料)未经处理的盲区。换句话说，申请人的研究显示钝化气体当前注入(到分解器中，但是也注入到尿素装置的其它零件中)的方式未能将气体均匀地分配到整个接触区域上，由此允许了腐蚀现象的发展。具体在分解器中，申请人的研究还显示了气相在气体入口上的管束内部的差的分配，由此减少了过程的化学反应效率。另一方面，使用新类型的气体扩散系统，本专利技术提供了均匀分配钝化气体。换句话说，本专利技术保证了钝化气流的均匀分配，以使所涉及的整个区域钝化，以及至竖直管的均匀供应，因此可以使用更便宜的材料以降低分解器的成本。本专利技术还通过避免分解器内部的腐蚀混合物向下渗入，通过避免收集在分解器底部的混合物的水平面的增加，并至少通过允许渗透到气体扩散系统的任何液体排出的方式，避免了分解器内部的腐蚀混合物渗透和/或留在内部，以及避免了使气体扩散系统的材料恶化。本专利技术还具有以下附加的优点：使扩散器组件更紧凑，使得即使在现有装置上也能简单运输和简单安装；简单制造、简单组装扩散器组件；模块化系统设计，以适应不同的构造；非常简单、高效率的机械支撑，能够抵抗静态和动态的载荷条件，尤其是热梯度和气体注入引起的动力。自排泄功能，以避免液体沉淀并硬化而阻塞钝化气体出口孔；设计为确保气体分配至工艺需求的出口孔布置，以及所涉及的整个区域(板和管束)的良好的整体钝化；减小的钝化气体速度矢量；可选择的气体出口孔尺寸，以避免硬化的堆积液体阻塞出口孔。附图说明本专利技术的多个非限制的实施例将参考附图通过示例的方式描述，其中:图1示出了尿素装置设备、特别是装配有已知设计的气相入口的尿素装置中压段分解器的底部的局部示意性纵截面图；图2示出了根据本专利技术的第一实施例的气体扩散装置的示意性、局部纵截面的侧视图，其中气体扩散装置并入尿素装置设备，特别是尿素装置的中压段分解器的底部；图3和图4示出了图2的气体扩散装置的各个零部件的立体视图；图5示出了根据本专利技术的第二实施例的气体扩散装置的示意性、局部纵截面的侧视图；图6示出了图5的气体扩散装置的细节的侧视图；图7示出了图6的细节图的俯视平面图，为了清楚，多个零件移除；图8示出了图6的细节图的立体的分解图，为了清楚，多个零件移除；图9示出了根据本专利技术的第三实施例的气体扩散装置的示意性、局部纵截面的侧视图；图10示出了图9的气体扩散装置的零部件的底部的平面图，为了清楚，多个零件移除；图11示出了图10的部件的立体的局部分解图，为了清楚，多个零件移除；图12示出了根据本专利技术的第四实施例的图11的零部件的变型的立体图；图13和图14示出了图12的部件的各自的细节的立体图。具体实施方式图2中的序号1总体上指示尿素装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体扩散系统(1)，用于将气流、特别是钝化气流供给到尿素装置的设备(2)、特别是分解器中，所述系统沿轴线(A)延伸并包括气体供给导管(20)和扩散器组件(21)，所述气体供给导管(20)具有出口(23)，气体从所述出口(23)大体上平行于所述轴线(A)流动；所述扩散器组件(21)扩散供应自所述导管(20)的气体；所述扩散器组件(21)成形为拦截气流从所述出口(23)轴向流动，并使所述气流相对于所述轴线(A)大体上径向并绕所述轴线(A)均匀地转向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.05 IT MI2013A0011391.一种气体扩散系统(1)，用于将气流、特别是钝化气流供给到尿素装置的设备(2)、特
别是分解器中，所述系统沿轴线(A)延伸并包括气体供给导管(20)和扩散器组件(21)，所述
气体供给导管(20)具有出口(23)，气体从所述出口(23)大体上平行于所述轴线(A)流动；所
述扩散器组件(21)扩散供应自所述导管(20)的气体；所述扩散器组件(21)成形为拦截气流
从所述出口(23)轴向流动，并使所述气流相对于所述轴线(A)大体上径向并绕所述轴线(A)
均匀地转向。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述扩散器组件(21)具有绕轴线(A)布置的多个气
体出口开口(28)。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述扩散器组件(21)具有在离所述轴线(A)不同距
离处的气体出口开口(28)。
4.根据权利要求2或3所述的系统，其中所述气体出口开口(28)为沿主方向纵向伸长的
槽的形式。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中扩散器组件(21)包括中心扩散器
(26)，其位于所述导管(20)的出口(23)之上，沿所述轴线(A)与所述出口(23)对准，并具有
绕所述轴线(A)均匀间隔的径向气体出口开口(28)。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述中心扩散器(26)横向于所述轴线(A)定位，以
从上方阻塞所述出口(23)并截断沿轴线(A)从所述出口(23)离开的气流的通路。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其中所述中心扩散器(26)包括圆顶状的护罩(29)，
所述护罩(29)具有围边缘(32)，所述围边缘(32)与所述出口(23)轴向间隔开并相对于所述
出口(23)径向向外。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的系统，其中所述扩散器组件(21)包括中心扩散器
(26)和围挡板(27)，中心扩散器(26)和围挡板(27)沿所述轴线(A)轴向间隔开并相对于彼
此径向偏离。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述挡板(27)包括环形构件(36)，所述环形构件
(36)绕所述轴线(A)定位并具有多个围通口(37)，所述多个围通口(37)彼此成角度地间隔
开并绕所述轴线(A)均匀地分配。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述环形构件(36)具有径向内围边缘(38)和径向
外围边缘(39)，所述径向外围边缘(39)具有成角度地间隔开并限定围开口(37)的围槽。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其中所述环形构件(36)从径向外围边缘(39)向所
述径向内围边缘(38)向上渐缩。
12.根据权利要求5-11中任一项所述的系统，其中所述中心扩散器(26)与分配器(52；
71)相关联，所述分配器(52；71)连接至所述导管(20)，以接收来自所述导管(20)的出口
(23)的气流，并成形为将即将到来的气流的至少部分径向分配至所述中心扩散器(26)。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述分配器为沿所述轴线(A)延伸或平行于所述
轴线(A)延伸的轴向分配器(52)，所述轴向分配器(52)沿所述轴线(A)接收来自所述导管
(20)的气流。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述轴向分配器(52)包括管状构件(53)，所述管
状构件(53)沿轴线(A)延伸并具有多个纵向缝(54)，多个纵向缝(54)穿过所述管状构件
(53)的侧壁(55)形成并彼此平行且平行于所述轴线(A)。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述缝(54)绕轴线(A)成角度地间隔并均匀地分
配，且平行于所述轴线(A)伸长。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的系统，其中所述中心扩散器(26)沿所述轴线
(A)围绕所述分配器(52)。
17.根据权利要求12-16中任一项所述的系统，其中所述中心扩散器(26)包括中空本体
(56)，所述中空本体(56)具有内座(57)，所述内座(57)由围绕所述分配器(52)的壁(58)界
定；所述分配器(52)容置在所述内座(57)中。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述中心扩散器(26)具有多个径向气体出口开
口(28)，所述径向气体出口开口(28)穿过所述壁(58)形成并由相应的竖直伸长的槽限定。
19.根据权利要求17或18所述的系统，其中所述中心扩散器(26)具有第一组槽(63)，其
位于所述本体(56)的在所述本体(56)的水平中心线平面之上的顶部圆顶状部分(61)上，并
绕所述轴线(A)均匀地间隔；以及第二组槽(64)，其位于所述本体(56)的在所述本体(56)的
水平中心线平面之下的底部圆顶状部分(62)上，并绕轴线A均匀地间隔。
20.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述扩散器组件(21)包括径向扩散
器(70)，所述径向扩散器(70)相对于所述轴线(A)径向延伸。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述径向扩散器(70)包括绕轴线(A)均匀间隔的
多个臂(75)，其从分配器(71)径向伸出，并具有相应的多个面向下的底部气体出口开口
(28)，所述开口(28)由相应的槽(79)限定，所述槽沿每个臂(75)轴向间隔开，并位于所述臂
(75)的相应的底部分(80)上。
22.根据权利要求21所述的系统，其中每个臂(75)上的所述槽(79)横向于所述臂(75)
伸长。
23.根据权利要求20-22中任一项所述的系统，其中所述径向扩散器(70)与沿所述轴线
(A)延伸的径向分配器(71)相关联，所述径向分配器(71)接收来自所述导管(20)的出口
(23)的气流并将其径向分配至所述径向扩散器(70)。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述径向分配器(71)位于所述导管(20)的出口
(23)处，并具有轴向入口(73)以及多个径向出口(74...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·米诺拉，
申请(专利权)人：塞彭公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT