[发明专利]一种高温高压尿素水解机构及其工作方法

权利要求书

1.一种高温高压尿素水解机构，其特征在于：由尿素溶液注入管、调节阀、除盐水注入管、水解反应器、换热装置、气液分离器、水解气体输出管、气相减压排放管、气相减压阀、液相减压排放管、液相减压阀和安全阀组成，所述尿素溶液注入管、除盐水注入管全部位于水解反应器的一侧，所述尿素溶液注入管、除盐水注入管均与水解反应器为固定连接，所述调节阀位于尿素溶液注入管的中部，所述调节阀与尿素溶液注入管为固定连接，所述水解反应器上还设有第一液位计和第二液位计，所述第一液位计、第二液位计水平平行位于水解反应器的同一侧，所述第一液位计、第二液位计均与水解反应器为固定连接，所述换热装置位于水解反应器的一侧，所述换热装置与水解反应器为固定连接，所述换热装置上还设有蒸汽注入管和冷凝水输出管，所述蒸汽注入管位于换热装置的一侧，所述蒸汽注入管与换热装置为固定连接，所述冷凝水输出管位于换热装置的一侧，所述冷凝水输出管与换热装置为固定连接，所述气液分离器位于水解反应器的上部，所述气液分离器与水解反应器为固定连接，所述水解气体输出管位于气液分离器的下一级，所述水解气体输出管的一端与气液分离器为固定连接，所述气相减压排放管位于水解气体输出管的一侧，所述气相减压排放管与水解气体输出管为固定连接，所述气相减压阀位于气相减压排放管的中部，所述气相减压阀与气相减压排放管为固定连接，所述液相减压排放管位于水解反应器的底部位置处，所述液相减压排放管与水解反应器为固定连接，所述液相减压阀位于液相减压排放管的中部，所述液相减压阀与液相减压排放管为固定连接，所述安全阀位于水解气体输出管的中部，所述安全阀与水解气体输出管为固定连接。

2.根据权利要求1所述一种高温高压尿素水解机构，其特征在于：所述除盐水注入管、蒸汽注入管、冷凝水输出管均为带有旋拧式球形阀门的不锈钢管道。

3.根据权利要求1所述一种高温高压尿素水解机构，其特征在于：所述第一液位计为导波雷达液位计。

4.根据权利要求1所述一种高温高压尿素水解机构，其特征在于：所述第二液位计为高频雷达液位计。

5.根据权利要求1所述一种高温高压尿素水解机构，其特征在于：所述换热装置为U型管换热器。

6.根据权利要求1所述一种高温高压尿素水解机构，其特征在于：所述气相减压阀、液相减压阀均为旋拧式球形泄压阀。

7.根据权利要求1-6所述一种高温高压尿素水解机构的工作方法：

整套设的工作压力的区间为0.3MPa～0.6MPa，工作温度的区间为130℃～160℃；

步骤一、除盐水注入：先注入除盐水至水解反应器中，容积为正常液位容积的50％，随着除盐水的注入，在水解反应的时候，可以降低设备里的压力，防止设备超压；

步骤二、尿素溶液注入：再注入50％尿素溶液至正常液位，水解反应器中初始启动的溶液不得超过30％尿素浓度，在尿素溶液注入管上装有的调节阀用于控制水解反应器中的液位，在水解反应器的同一侧位置处装有第一液位计和第二液位计，该第一液位计和第二液位计呈水平平行分布状态，分别具备不同的物理监测功能，当其中一个液位计无法正常运转时，而另一个液位计还能继续使用，从而保证液位监测的准确性；

步骤三、蒸汽注入换热反应：当加热程序启动时，50％尿素溶液与50％除盐水混合后的溶液在水解反应器中进行反应，尿素溶液首先被加热至刚好低于尿素反应温度，接着，继续加入热蒸汽，当热蒸汽进入水解反应器中后，进而给尿素混合溶液进行反应，使得水解反应器内部的反应进程变为正向水解，当水解反应器内部温度降低时，就会产生副反应，影响水解反应的效果和质量，而蒸汽则是沿着冷凝水输出管输出，50％尿素溶液与50％除盐水混合后的溶液经过水解后生成二氧化碳、水蒸气和氨气；

步骤四、气液分离：通过水解反应器装有的气液分离器实现气体与液体的分离，让液体部分回落在水解反应器的内部，而水解后生成的二氧化碳、水蒸气和氨气的混合气体则沿着气液分离器顶端的水解气体输出管输送出去；

安全措施：在对水解后生成的二氧化碳、水蒸气和氨气的混合气体进行输出的时候，由于气体温度较高，在设备和管路中会有气压产生，并且如果蒸汽通入量过大时，会造成水解反应器超压，这时，则需要先利用水解气体输出管一侧装有的气相减压排放管来进行气相减压，通过打开气相减压排放管上装有的气相减压阀，来对经过气液分离器输出的混合气体进行一部分释放，来缓解系统的压力；如果水解反应器压力进一步上升，则打开水解反应器上装有的液相减压排放管上的液相减压阀，来对水解反应器中所产生的液体进行释放，进而实现液相减压，最后打开安全阀，进行安全放散。