一种尿素稀尿溶液处理装置及方法与流程

本发明属于尿素生产领域，尤其涉及一种尿素稀尿溶液处理装置及方法。

背景技术：

尿素生产装置中，来自尿素合成塔的nh3、co2、nh4coonh2、co(nh2)2、h2o五元系气液混合物，在未反应物分解回收系统完成了绝大部分的未反应物分离回收后的物料称之为尿液，其组分为：ur：68wt％、h2o：29wt％、nh3：1.5wt％、co2：0.5wt％进入尿液槽。尿液槽中的尿液由尿液泵加压送入蒸发系统完成尿液中水分的分离把尿液提浓到99.7wt％送入造粒机造粒。来自尿液泵的尿液在蒸发系统中采用减压加热的方法分离出尿液中的水分，蒸发出来的水份以水蒸汽的形式分离进入蒸发表面冷凝器，冷凝成含ur：1-1.5wt％、h2o：98％的稀尿溶液收集到稀尿溶液槽中。

由于稀尿溶液从稀尿溶液槽排出时的温度是40度，分解所需温度为150度到200度，进入的稀尿溶液在水解器需要被加热后再分解，导致分解速度较慢；且加热方式为将外来2.5mpa的中压加热蒸汽直接加入水解器底部液体中，这样导致加热蒸汽产生的蒸汽冷凝液与水解液混在一起无法回收利用，浪费了蒸汽冷凝液，同时也增加了水解液排放量，加重了企业生产成本和环保压力。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的缺陷，为此，本发明的之一提供一种尿素稀尿溶液处理装置。本发明可循环利用热源，节约热源，促进尿素稀尿溶液快速分解的优点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种尿素稀尿溶液处理装置，包括对稀尿溶液进行分解的水解器，水解器的进液口与加热机构连接，加热机构用于加热进入水解器中的稀尿溶液，水解器的出液口与蒸发机构连接，蒸发机构将水解器分解得后的一部分液相加热成蒸汽后再次输送至水解器中对水解器进行加热；水解器的出液口还通过加热机构与解析塔连接。

优选的，加热机构包括一次加热单元和二次加热单元，一次加热单元管程的出液口与二次加热单元管程的进液口连接；水解器管程的出液口通过一次加热单元的壳程与解析塔连接，且一次加热单元的热源由水解器分解后的液相提供。

优选的，一次加热单元为水解换热器，水解换热器的管程与装有稀尿溶液的稀尿液槽连接。

优选的，二次加热单元为水解加热器，二次加热单元加热来自一次加热单元的稀尿溶液并输送至水解器中分解，二次加热单元的壳程与蒸汽锅炉连接。

优选的，蒸发机构为蒸汽发生器，蒸汽发生器的壳程与蒸汽锅炉连接。

本发明目的之二，提供一种尿素稀尿溶液处理装置的方法，包括以下步骤：

s1、将稀尿液槽内的稀尿溶液一次输送至水解换热器和水解加热器中加热；

s2、将步骤s1中加热后的稀尿溶液输送至水解器中分解，分解得到的气相进入解析塔；

s3、分解得到的液相一部分进入蒸汽发生器的管程内再加热成蒸汽进入水解器中对水解器进行加热；分解得到的另一部分液相进入一次加热单元的管程内对进入水解器中的稀尿溶液进行加热后输送至解析塔。

优选的，水解加热器的热源和蒸汽发生器的热源均由蒸汽锅炉提供，且从蒸汽锅炉进入水解加热器的蒸汽和进入蒸汽发生器壳程的蒸汽均回流至蒸汽锅炉中。

优选的，水解器的顶部和底部沿液体流动方向依次间隔设有若干分隔板。

优选的，分隔板将水解器的内部分隔成若干相互连通的分解室，蒸汽发生器管程的出液口依次与若干分解室连通。

本发明的优点在于：

1、本发明通过对进入水解器中的稀尿溶液进行逐步加热到分解温度，使得稀尿溶液可在水解器中得以分解，且可继续利用分解后的液相的温度对稀尿溶液进行加热，有效利用了热能，节约成本。

2、本发明可以实现水解器外来加热蒸汽不直接加入水解器液体中，外来加热蒸汽冷凝液不与水解液混合，可以直接回收到尿素装置蒸汽冷凝液系统中循环利用，降低了企业生产成本和减轻企业环保压力。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中标注符号的含义如下：

1-水解器、2-加热机构、21-一次加热单元、22-二次加热单元、3-稀尿液槽、4-蒸发机构、5-解析塔、6-蒸汽锅炉。

具体实施方式

如图1所示，一种尿素稀尿溶液处理装置及方法，包括对稀尿溶液进行分解的水解器1，水解器1的进液口与加热机构2连接，加热机构2用于加热进入水解器1中的稀尿溶液，水解器1的出液口与蒸发机构4连接，蒸发机构4将水解器1分解得后的一部分液相加热成蒸汽后再次输送至水解器1中对水解器1进行加热；水解器1的出液口还通过加热机构2与解析塔5连接。

加热机构2包括一次加热单元21和二次加热单元22，一次加热单元21管程的出液口与二次加热单元22管程的进液口连接；水解器1管程的出液口通过一次加热单元21的壳程与解析塔5连接，且一次加热单元21的热源由水解器1分解后的液相提供。

一次加热单元21为水解换热器，水解换热器的管程与装有稀尿溶液的稀尿液槽3连接。

二次加热单元22为水解加热器，二次加热单元22加热来自一次加热单元21的稀尿溶液并输送至水解器1中分解，二次加热单元22的壳程与蒸汽锅炉6连接。

蒸发机构4为蒸汽发生器，蒸汽发生器的壳程与蒸汽锅炉6连接。

一种尿素稀尿溶液处理装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、将稀尿液槽3内的稀尿溶液一次输送至水解换热器和水解加热器中加热；

s2、将步骤s1中加热后的稀尿溶液输送至水解器1中分解，分解得到的气相进入解析塔5；

s3、分解得到的液相一部分进入蒸汽发生器的管程内再加热成蒸汽进入水解器1中对水解器1进行加热；分解得到的另一部分液相进入一次加热单元21的管程内对进入水解器1中的稀尿溶液进行加热后输送至解析塔5。

水解加热器的热源和蒸汽发生器的热源均由蒸汽锅炉提供，且从蒸汽锅炉进入水解加热器的蒸汽和进入蒸汽发生器壳程的蒸汽均回流至蒸汽锅炉中。

水解器1的顶部和底部沿液体流动方向依次间隔设有若干分隔板。

分隔板将水解器1的内部分隔成若干相互连通的分解室，所述蒸汽发生器管程的出液口依次与若干分解室连通。

工作原理如下：

稀尿液槽3中的稀尿溶液，通过水解泵进口管进入水泵，温度为40度左右，经水泵加压后通过水泵出口管进入水解换热器壳程，在水解换热器内与来自水解器1的出液进行换热，利用热能后进入水解加热器；在水解加热器换热列管内被来自蒸汽锅炉6的3.8mpa中压蒸汽加热，通过水解器1的进液端进入水解器1内；在水解器1内，稀尿溶液从水解器1的进液端逐个通过由水解器1分隔板分隔成的分解室，最终从水解器1出液端排出水解器1，液体在水解器1内流动路径呈“s”形状。

水解器1内水解液从水解器1出液端通过出液管一部分进入水解换热器利用热能加热来自稀尿液槽3的稀尿溶液后进入解析塔5；水解器1出液端排出的另一部分水解液进入蒸发机构4的换热列管内，在蒸发机构4换热列管壳侧加入来自蒸汽锅炉6的3.8mpa的蒸汽，将蒸发机构4的换热列管内的水解液加热产生2.5mpa的中压蒸汽，分别进入水解器1的各个分解室内加热水解器1内稀尿溶液到水解器1内压力下的沸点温度，促使稀尿溶液中尿素分解为nh3和co2。

水解器1分解的游离态的nh3和co2以气态闪蒸出来进入解析塔5，再由出气管进入尿素装置低压系统回收利用；水解器1排入到解析塔5中的液相，通过解析塔出液管作为处理合格的生产废水排出。

实施例1

以下以年产30万吨尿素装置为例，水解器处理稀尿溶液量：25t/h，水解器消耗中压蒸汽约2t/h，本发明与改进前相比较取得的技术效果参见下表：

1.经济效益核算：

水解器每小时处理稀尿溶液25吨，对应消耗中压蒸汽2t/h，每吨中压蒸汽产生冷凝液按10元计算，全年有效生产时间按300天计算。

2.全年排放蒸汽冷凝液价值：

2t/h×24h/d×300d/y×10元/t＝14.4万元/年

3.全年排放含nh3约5ppm的蒸汽冷凝液：

2t/h×24h/d×300d/y＝14400m³/y

排放的含nh3约5ppm的蒸汽冷凝液的长期积累对自然生态环境也是一种潜在的压力，因此本发明存在显著的进步。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。