一种换热式加压中和器制造技术

本实用新型专利技术提供一种换热式加压中和器，包括汽包和中和器，中和器包括分离段、反应段和中和器封头，分离段顶部设置有中和蒸汽出口；反应段包括连接段和外筒，所述外筒两端封闭，外筒内设置有若干两端开口的换热管，外筒上部通过汽水管连通汽包的蒸汽入口与外筒内部，外筒下部通过炉水管连接有汽包的炉水出口与外筒内部；外筒内置有开口端朝下的反应器内筒，反应器内筒两端延伸出所述外筒，反应器内筒的开口端连通中和器封头，反应器内筒上部设置有沿反应器内筒外壁切线设置有导流筒；反应器内筒下部还设置有若干个反应物料加入口。该中和反应器能够适用于不同硝酸浓度、可以采用纯气氨或含氨气体、能够充分回收利用中和反应热的中和器。中和器。中和器。

【技术实现步骤摘要】
一种换热式加压中和器


[0001]本技术涉及一种用于酸碱中和的反应器，特别适用于有大量放热反应，需要进行废热回收的反应器，如氨(包括含氨气体)与硝酸进行中和反应的反应器。

技术介绍

[0002]在硝酸铵生产中，中和器为最主要的反应器。硝酸与氨的中和反应过程中伴有大量的废热。而高浓度的硝酸铵熔融液在185℃以上时会分解并放出热量。因此，以前国内生产硝酸铵的装置均是在常压下操作，其操作温度在140℃以下。在常压进行中和反应，付产的蒸汽压力太低(通常≤0.05MPa)，不能利用；后续蒸发能耗却很高。为了利用中和废热，国内陆续引进了管式反应器及自主开发了内循环式加压中和器，两种中和器均采用加压下进行氨酸中和，中和压力0.35MPa，从而提高了中和反应的温度。管式反应器利用浓度达～60％的硝酸与气氨进行快速反应，反应温度急剧升高至195℃，并快速进入分离器进行闪蒸汽分离，溶液闪蒸后降温至185℃，浓度提高到95％左右。内循环式加压中和器通过气氨与56～58％的稀硝酸反应，通过提高中和压力使中和液分离出的蒸汽压力达到0.35MPa，这一蒸汽压力其饱和冷凝温度为148℃，正好适用于硝酸铵溶液在
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0.07MPa真空下的蒸发利用，从而利用中和蒸汽可以将硝酸铵溶液蒸发至95％的浓度。两种加压中和方式均部分利用了中和反应热，不用外供蒸汽就可以硝酸铵溶液浓度达到95％。但两种方式均存在一定缺陷，管式反应器只适用于较高硝酸浓度(接近60％)和纯气氨条件下使用，内循环式加压中和器对硝酸的浓度有所降低(55～58％)，但仍只能使用纯气氨，同时两种方式的中和废热都不能完全利用(即有部分0.35MPa的中和废蒸汽需要用循环水冷凝成水)，而且两种加压中和反应对稀硝酸的浓度有要求，低于55％时反应热不足以蒸发稀硝酸带入反应的水分，但稀硝酸尝试过高≥60％时，由于反应热过多可能造成反应产物温升过高进入分解区。此外加压中和蒸汽中因含有惰性气体(加压中和需在氨过量条件下进行)，因此对后续的一段蒸发器操作有较大的影响。最后，两种加压中和的操作温度均较高，管式反应器中和温度在195℃，内循环式反应器中和温度也在180℃左右，具有较大的危险性，对自动控制的要求很高。

技术实现思路

[0003]本技术解决的技术问题是：提供一种适用于不同硝酸浓度、可以采用纯气氨或含氨气体、能够充分回收利用中和反应热的中和器。
[0004]本技术采用的技术方案如下：
[0005]一种换热式加压中和器，包括汽包和中和器，所述中和器包括分离段、反应段和中和器封头，所述分离段顶部设置有中和蒸汽出口；所述反应段包括连接段和外筒，所述外筒内设置有若干两端开口的换热管，所述外筒上部通过汽水管连通汽包的蒸汽入口，所述外筒下部通过炉水管连接有汽包的炉水出口；所述外筒内置有开口端朝下的反应器内筒，所述反应器内筒两端延伸出所述外筒，所述反应器内筒的开口端连通中和器封头，反应器内筒上部设置有沿反应器内筒外壁切线设置有导流筒；所述反应器内筒下部还设置有若干个
反应物料加入口。
[0006]优选的，所述中和器封头底部设置有冷却液加入口。
[0007]优选的，所述中和器内均匀分布有若干热电偶接口。
[0008]优选的，若干所述反应物料加入口包括硝酸加入口和气氨加入口。
[0009]优选的，所述硝酸加入口为向下开口的喷头，所述气氨加入口为向上开口的喷头。
[0010]优选的，所述换热管为波纹式换热管。
[0011]优选的，所述炉水管均匀地分布在所述外筒下部，所述汽水管均匀的分布在外筒的上部。
[0012]优选的，所述分离段上部设置有气相取样口，所述反应段的连接段上设置有液相取样口。
[0013]优选的，所述分离段内分布有若干整流板。
[0014]优选的，所述分离段顶部设置有中和器安全阀接口。
[0015]本技术的中和反应热的中和器，主要是氨和酸进行中和反应，适应于不同的硝酸浓度，并能有效地利用中和废热用于产生清洁的干净蒸汽(0.35～0.5MPa)，这部分蒸汽完全适用于硝酸铵溶液的一段蒸发及其它工况使用，从而提高中和热的利用率。同时硝酸的浓度可以在≥55％基础上，提高到65％以上，氨则选择多样，可以是纯气氨，也可以是含氨气体。
[0016]为保证换热段产生的蒸汽能用于稀硝铵的蒸发，蒸汽温度须为147.92～158.84℃,其对应的饱和蒸汽压力为0.35～0.5MPa。考虑到换热器高温和低温介质须具有适当的温差(本案例中可以控制在10～20℃)，因此中和器内溶液应温度控制在170～185℃，其对应的硝酸铵溶液沸点操作压力约为0.20～0.35MPa。换热式中和器物料流程分为两部分，一部分是中和产生稀硝酸铵并在中和器内循环，另一部分为炉水在汽包
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中和器换热段
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汽包间循环。
[0017]中和反应放热，除了可以部分用于加热中和反应产生的使稀硝酸铵溶液，并使由稀硝酸带入的水分变成蒸汽(中和污蒸汽)外，多余的热量经循环硝酸铵带出，并在换热器内换热用于产生用于产生0.35～0.5MPa的干净饱和蒸汽(蒸汽温度147.92～158.84℃)。这部分干净蒸汽用于稀硝酸铵溶液的一段蒸发，可以将硝酸溶液浓度升高到≥95％，并有部分蒸汽可以用于其它用途如硝酸铵溶液保温、液氨蒸发等。
附图说明
[0018]图1是本技术的结构示意图；
[0019]图2是图1中I
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I'的剖视图。
[0020]其中，附图标记对应的名称为：
[0021]1‑
气氨加入口，2
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硝酸加入口，3
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冷却液加入口，4
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热电偶接口，5
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连接段，6
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外筒，7
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液体采取口，8
‑
液相取样口，9
‑
换热管，10
‑
反应器内筒，11
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气相取样口，12
‑
液位计接口，13
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中和蒸汽出口，14
‑
中和器安全阀接口，15
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水蒸汽出口，16
‑
炉水进口，17
‑
压力变送器接口，18
‑
汽包安全阀接口，19
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放空阀接口，20
‑
汽包液位计接口，21
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排尽口，22
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汽水管，23
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炉水管，24
‑
中和器封头，25
‑
法兰。
具体实施方式
[0022]下面结合附图说明和实施例对本技术作进一步说明，本技术的方式包括但不仅限于以下实施例。
[0023]实施例1
[0024]针对现有的管式反应器只适用于较高硝酸浓度和纯气氨条件下使用，以及内循环式加压中和器对硝酸的浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换热式加压中和器，其特征在于，包括汽包和中和器，所述中和器包括分离段、反应段和中和器封头，所述分离段顶部设置有中和蒸汽出口；所述反应段包括连接段和外筒，所述外筒两端封闭，所述外筒内设置有若干两端开口的换热管，所述外筒上部通过汽水管连通汽包的蒸汽入口与外筒内部，所述外筒下部通过炉水管连接有汽包的炉水出口与外筒内部；所述外筒内置有开口端朝下的反应器内筒，所述反应器内筒两端延伸出所述外筒，所述反应器内筒的开口端连通中和器封头，反应器内筒上部设置有沿反应器内筒外壁切线设置有导流筒；所述反应器内筒下部还设置有若干个反应物料加入口。2.根据权利要求1所述的一种换热式加压中和器，其特征在于，所述中和器封头底部设置有冷却液加入口。3.根据权利要求1所述的一种换热式加压中和器，其特征在于，所述中和器内均匀分布有若干热电偶接口。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明权，郭志刚，
申请(专利权)人：四川金象赛瑞化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：