[发明专利]尿素水解反应器

说明书

技术领域

本发明涉及尿素水解机械设备技术领域，特别是涉及一种结构设计新颖、尿素水解充分、气体干燥效果好的尿素水解反应器。

背景技术

目前，影响尿素水解的因素包括温度、溶液中水的初始浓度、尿素的含量、溶液中氨气、二氧化碳的含量及催化剂等。在较高的反应温度下，如能保证足够长的反应时间，并及时取走水解生成的氨气和二氧化碳，溶液中的尿素基本可以完全水解。目前经常利用尿素水解的方法制氨，尿素制氨工艺包括尿素水解和尿素热解。尿素水解和尿素热解工艺由于温度压力条件不同，有着不同的化学过程。水解技术比热解技术具有一定的优越性, 尤其是在油耗方面具有较大优势。但是现有的尿素水解反应器在助剂添加、气体收集和加热器等设计上，仍存在一些不足，功能单一，因此需要加以改进。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种尿素水解反应器，其具有独特的加热器和气体收集器设计，能够根据具体水解需求，灵活选择反应器的大小，有利于节约能源，且气体收集的气液分离效果好，尿素水解更加充分，水解效率高，适于推广应用。

为实现上述技术方案，本发明采用了如下技术方案：

一种尿素水解反应器，其特征在于：包括主反应容器、主加热器、辅加热器和气体收集器，所述主反应容器设有用于将主反应容器分隔成主加热室和辅加热室的内部隔板，主加热室和辅加热室分别设有尿素进液口和排液口，主加热室和辅加热室的底部不相通、顶部相通；所述主加热器和辅加热器分别用于给主加热室和辅加热室加热；所述气体收集器连通主加热室和辅加热室的内部，用于收集尿素溶液在加热过程中产生的气体。

作为优选，所述主加热器和辅加热器均设有加热管、蒸汽进口、蒸汽出口、助剂输入弯管，助剂输入弯管用于向主加热室或辅加热室内添加反应助剂；所述助剂输入弯管的外部同轴设有蒸汽管路，蒸汽管路用于对助剂输入弯管内的助剂进行加热，蒸汽管路设有助剂预热用蒸汽进口和助剂预热用蒸汽出口。

作为优选，所述加热管均采用U型加热管。

作为优选，所述气体收集器包括气体接管、丝网除沫器和喷淋组件，气体接管的底端连通主反应容器，丝网除沫器安装于气体接管内部，喷淋组件包括连接管、三通管、除雾接管和除雾喷头，连接管的两端连接气体接管的顶端和三通管的开口一，三通管的开口二和开口三分别作为气体输出口和喷淋接管输入口，除雾喷头安装于除雾接管的底部。

作为优选，所述连接管和三通管的侧壁为设有内部空腔的双层结构，内部空腔设有气体干燥用蒸汽进口和气体干燥用蒸汽出口。

作为优选，所述主反应容器的侧壁上设有若干观察窗。

本发明的尿素水解反应器使用时，采用尿素溶液泵将水解前的具有预设温度值的尿素溶液加压后送入尿素水解反应器进行分解，通过主加热器或辅加热器将饱和蒸汽通过加热管加加热相应的主加热室或辅加热室, 蒸汽与尿素溶液之间不混合,气液两相平衡体系的压力约为1.4~2.1 MPa, 温度约150℃，加热器。助剂输入弯管设有蒸汽加热设计，能够对助剂进行预热并蒸发掉部分水分，提高水解的反应速率。从水解主反应器出来的低温饱和蒸汽, 可用来预加热进入水解反应器前的尿素溶液。水解器反应器顶部的气体收集器收集生成的氨气、二氧化碳和水蒸气混合气体，并通过蒸汽间接加热的方法，输出干燥的氨气和二氧化碳混合气体。喷淋组件的设计能够有效防止污垢堵塞丝网除沫器，使用气体收集更加畅通，使尿素水解更加充分。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下技术效果：本发明具有独特的加热器和气体收集器设计，能够根据具体水解需求，灵活选择反应器的大小，有利于节约能源，且气体收集的气液分离效果好，尿素水解更加充分，水解效率高，适于推广应用。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中主加热器的结构示意图；

图3是图2中A-A方向的结构示意图；

图4是图1中主加热器的结构示意图；

图5是图4中B-B方向的结构示意图；

图6是图1中气体收集器的结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，公开的所有方法和过程中的步骤，除了互相排斥的特征和步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。