[实用新型]一种氨碱、联碱行业氯化铵直接热分解设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种氯化铵的分解设备，尤其涉及一种氨碱、联碱行业氯化铵直接热分解的设备。

背景技术

氯化铵是一种速效氮素化学肥料，含氮量为24%～25%，属生理酸性肥料，它适用于小麦、水稻、玉米、油菜等作物，尤其对棉麻类作物有增强纤维韧性和拉力并提高品质之功效。但是，由于氯化铵的性质决定如果施用不对路，往往会给土壤和农作物带来一些不良影响，一般都使用硝酸铵。由于联碱行业大量副产氯化铵，与尿素形成激烈竞争，导致氯化铵低于成本销售的局面。

2014年底，我国氨碱产能1413万t，每生产1t氨碱要排放10m³废液，其中固体含量约3%，每年至少排放废液14130万t，废渣423.9万t，既污染环境，又浪费了资源。2014年底，我国联碱产能1589万t，副产氯化铵1618.98万t，产能严重过剩，出现低于成本销售的激烈无序竞争局面。

近几十年来，世界一些国家先后对氯化铵间接分解进行过研究工作，有的进行了工业性试验，取得了一定的成果；如：氧化镁法、氧化锰法、氧化铁法、硫酸氢钠熔融物法、高温络合物法、熔融盐电解法、氯化铅法。目前，NH₄C1分解技术在世界上还没有大规模工业化应用，只有少量专利和文献对分解NH₄C1的工艺提出了一些设想并进行了初步探索，其直接分解设备市场鲜有涉及。

发明内容

为解决上述技术问题，实用新型采取了如下技术方案：

一种氨碱、联碱行业氯化铵直接热分解设备，包括供料系统、热分解系统、分离系统，供料系统包括空气真空预热炉，下部通过叶轮给料机A连接料仓，热空气入口在真空预热器下部，料仓下连接叶轮给料机B，叶轮给料机B通过连接管连接环形给料筒，环形给料筒外侧设有真空泵C，环形给料筒下部连接叶轮给料机C，叶轮给料机C通过给料管与分解炉连接，空气真空预热炉、料仓及环形给料筒均安装真空阀；热分解系统为分解炉，分离器与分解炉之间装有过滤器；分离系统为倾斜30-70°的分离器，分离器内部设有分子筛，分离器外侧安装真空阀，两端装球阀连接氨气及氯化氢收集系统，过滤器为高温平板过滤器，分子筛为JMT-1型沸石分子筛。

上述环形给料筒是3个，环形给料筒的曲度与分解炉的曲度相同，

供料系统为2个，对称分布在分解炉两侧，给料管与分解炉的夹角为45°。

上述分离器筒体为三层结构，由外侧的防护层、中间的加热层和导热层组成；分解炉筒体为三层结构，由外侧的防护层、中间的加热层和导热层组成。

空气真空预热炉下部叶轮给料机A为5个，呈X形布置；料仓下部叶轮给料机B为3个，呈正三角形布置，通过连接管与3个环形给料管对应连接；环形给料筒下部叶轮给料机C为3个，呈扇形布置。

氯化铵加热至180℃时开始分解，337.8℃时可以完全分解为氨气和氯化氢气体。氯化铵热分解是可行的，只是分解后的氨气和氯化氢分离问题解决不了，遇冷后又重新化合生成颗粒极小的氯化铵而呈现为白色浓烟，不易下沉，也极不易再溶解于水，所以导致氯化铵热分解没能产业化。本发明是利用自己发明的一种特殊的倾斜30-70°分离器在温度保持350℃，利用氨气和氯化氢两种气体密度不同，且在分解温度时粘度不同进行分离。在标准状况时，氨的密度为0.771g/L（25℃）；氯化氢的密度为1.447g/L（25℃）。在加热时两种气体的密度同时变小，但氯化氢的密度仍然远远大于氨气密度；且在338℃时，氨的粘度为0.015mpa·s,氯化氢为0.021mpa·s。根据相同摩尔数的气体摩尔体积基本相同的原理，中部形成湍流区，依据两种气体的密度和粘度不同，逐渐产生分层，这就使得两种气体逃逸方向有所不同，氨气从上部排出，氯化氢从底部排出，成功地将两种气体进行有效分离，从而实现了氯化铵直接热分解。利用JMT-1型沸石分子筛成功地限定了中部形成湍流区的下边界，使氯化氢下沉通过，氨气不能下沉通过。

本实用新型利用空气预热真空炉，首先去除氯化铵中的水分，然后抽成真空使反应物变得纯净，没有副反应发生，再在真空环境下进行热分解，生成的氨气和氯化氢可以直接利用。

本实用新型空气预热真空炉底部给料机A为5个，呈X形布置，；料仓下部叶轮给料机B为3个，呈正三角形布置，通过连接管与3个环形给料管对应连接；环形给料筒下部叶轮给料机C为3个，呈扇形布置。