[发明专利]一种尿素汽提塔出液能量梯次利用设备及尿素气提液涡轮泵

说明书

技术领域

本发明设计化工流体输送设备领域，涉及尿素汽提塔出液能量梯次利用设备及尿素气提液涡轮泵。

背景技术

国内绝大部分尿素生产工艺采用CO₂汽提工艺，该工艺中汽提塔提出液的出液压力高达14.6MPa，而一般精馏塔承压小于0.4MPa，这就要求对提出液进行减压，当减压至0.3MPa左右后方可进入精馏塔后进行蒸发循环；现有技术中，减压过程一般是通过高压调节阀及节流管进行减压；压差势能未能得到利用，白白浪费掉了。对一般小规模如300kt/a尿素装置而言，因年产量较低，能量回收（液力透平）在经济上不具可行性；但是对大规模如55万吨尿素装置而言，汽提塔提出液流量高达80m³/h，此时就有较大的回收利用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种尿素汽提塔出液能量梯次利用设备及尿素气提液涡轮泵，能将尿素生产过程中的提出液的液压力进行减压，同时能将其所产生的压差势能利用起来的设备。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种尿素汽提塔出液能量梯次利用设备包括气提塔、精馏塔、联接管道、调节阀门、泵、联轴器、电机；

所述气提塔与所述精馏塔通过联接管道连接，在联接管道上设置泵，泵通过联轴器与电机机械连接；

在所述气提塔与所述泵之间的联接管道上设置调节阀门。

优选的，泵为二台或多台并联的涡轮泵，每台所述的涡轮泵分别与气提塔连通，相邻的涡轮泵之间通过气液分离器连通。

一种运用于尿素汽提塔出液能量梯次利用设备的尿素气提液涡轮泵包括泵体，泵体内设二个腔室，二个腔室之间设有平衡腔，二个腔室内分别设有一级轮叶和二级轮叶，主轴依次穿过二个腔室，且分别与一级轮叶和二级轮叶连接，在一级轮叶和二级轮叶之间平衡腔里设有平衡盘，平衡盘安装在主轴上；

所述二个腔室通过连接管连接，连接管上设有气液分离器；

进气口与设有一级涡轮的腔室连通，出气口与设有二级涡轮的腔室连通；

所述的主轴包括内轴、及套在内轴上的外管，内轴与外管之间通过弹性部件连接，一级轮叶、二级轮叶、平衡盘设在外管上，轴承座支撑内轴，内轴一端与联轴器连接、另一端与止推轴承连接。

进一步讲，泵体外还设有平衡气出口，所述平衡腔通过通道与平衡气出口相连通。

进一步讲，在外管两端与泵体相接处安装有干气密封装置。

进一步讲，泵体为轴向剖分泵。

进一步讲，在所述平衡盘靠近一级轮叶的端面上设有第一节流环，在平衡盘靠近二级轮叶的端面上设有第二节流环，且第二节流环的直径大于第一节流环的直径；

在平衡空腔的两侧的泵体上分别设有与第一节流环和第二节流环相对应的第一凸起和第二凸起；

在平衡盘两侧的泵体内分别设有第一提出液体输送通道和第二提出液体输送通道，且一级空腔通过第一提出液体输送通道与平衡空腔相连通，二级空腔通过第二提出液体输送通道与平衡空腔相连通。

进一步讲，第一提出液体输送通道和第二提出液体输送通道为泵体与主轴外管构成的径向间隙，且在该径向间隙中设置有迷宫式非接触式密封结构。

进一步讲，提液涡轮泵还包括保温装置，所述保温装置包括设在泵体内的第一蒸汽通道和第二蒸汽通道，且第一蒸汽通道和第二蒸汽通道分别位于透平装置的两侧；在第一蒸汽通道上安装有第一蒸汽进口和第一蒸汽出口，在第二蒸汽通道上安装有第二蒸汽进口和第二蒸汽出口。

采用本发明的技术效果为：利用液力透平原理，尿素气的高压势依次经过二个腔室内的轮叶后，轮叶将尿素气的高压势能转换成机械能推动主轴旋转，以达到减压和利用尿素提液压差势能的技术效果，达到能力回收利用的目的。在每个腔室内的轮叶在能量消耗过程中，会将尿素提液进行一次降温，进而会产生过多的液体，其中管道中设置的分离器将会对其气体和液体进行一次初步的分离，使其符合进入下一级腔室的技术要求，并且在从泵体出口流出的气提液不会掺杂过多的液体成分。