本實用新型涉及肥料制備的技術領域,尤其是涉及一種蒸發加熱設備及尿素生產設備。
背景技術:
縮二脲是檢驗尿素生產是否合格的重要指標,農民使用縮二脲超標的肥料,會造成燒苗,嚴重影響農作物的正常生長。縮二脲的形成主要是與尿液濃度、氨分壓、反應溫度及反應時間有關。往往尿液濃度增高、氨分壓減小、反應溫度增加、反應時間延長均能夠生成更多的縮二脲。
尿素生產的工藝流程為:來自合成氨脫碳系統放空出來的CO2經過壓縮機壓縮至15MPa進入脫氫反應系統,脫氫后的CO2進入合成與汽提工序。合成氨裝置合成系統輸送來的液氨經過高壓氨泵加壓到16MPa,然后進入合成與汽提工序與CO2反應生成尿素溶液,此時尿素溶液中尿素的濃度低,從合成與汽提工序出來的尿素溶液再進入循環工序,通過對尿液加熱,回收尿液中分解出來的NH3和CO2后,尿素溶液中尿素的濃度被濃縮至73.57%,最后尿素溶液進入蒸發和造粒工序生產出合格的尿素產品。
蒸發工序的詳細工藝流程:閃蒸槽的尿素溶液進入尿素貯槽中,尿素貯槽中的尿素溶液(尿素含量:73.57%)。通過尿素溶液泵(尿液泵)把尿液輸送到一段蒸發加熱器,向蒸發加熱器的殼側加入0.4MPa的低壓蒸汽,一段蒸發加熱器殼側溫度控制在125-130℃,尿素溶液然后進入一段蒸發分離器,在此被濃縮到95%,從一段蒸發分離器出來的尿液進入二段蒸發加熱器,向二段蒸發加熱器的殼側加入0.8MPa的低壓蒸汽,二段蒸發加熱器殼側溫度控制在135-140℃,尿素溶液然后進入二段蒸發分離器,在此尿素溶液被濃縮到99.7%,然后進入造粒塔進行造粒,合格的尿素成品從造粒塔底部出來進入成品倉庫進行包裝外賣。
上述尿素的蒸發加熱設備在低負荷下使用時,往往因為壓力較低,而且蒸發加熱器上的蒸發管的數量較多,使得氨分壓減小,蒸發管的長度較長,使得尿素生成縮二脲反應時間延長,易于生成縮二脲,造成縮二脲的含量超標,使用縮二脲超標的尿素嚴重影響農作物的正常生長。
技術實現要素:
本實用新型的目的在于提供一種蒸發加熱設備及尿素生產設備,以解決現有的尿素的蒸發加熱設備在低負荷工況下使用時,由于蒸發加熱器的蒸發管的數量及長度的關系,生成較多的縮二脲,以致生成的尿素縮二脲超標,影響農作物生長的技術問題。
本實用新型提供的一種蒸發加熱設備,所述蒸發加熱設備包括多個蒸發管,多個所述蒸發管用于使受到壓力的液體在蒸發管內流動;至少一個所述蒸發管上設置有開閉機構,所述開閉機構用于使其所在蒸發管處于開啟或閉合狀態。
進一步地,所述開閉機構為閥門;或者,所述開閉機構為可拆卸的堵頭。
進一步地,還包括蒸發箱,還包括蒸發箱,多個所述蒸發管設置在所述蒸發箱內;所述蒸發箱上設有輸入口和輸出口;所述液體沿著所述輸入口流入,沿著所述輸出口流出。
進一步地,所述輸入口設置在所述蒸發箱的一端,所述輸出口設置在所述蒸發箱的側壁。
進一步地,所述輸入口的數量為多個;所述輸入口處設置有第一閥門,所述第一閥門控制所述輸入口的開閉;和/或,所述輸出口的數量為多個;所述輸出口處設置有第二閥門,所述第二閥門控制所述輸出口的開閉。
進一步地,處于閉合狀態的多個所述蒸發管,圍繞所述蒸發箱的中心點對稱設置;或者,處于打開狀態的多個所述蒸發管,圍繞所述蒸發箱的中心點對稱設置。
進一步地,,所述蒸發箱內包括輸送液體的第一蒸發管和輸送介質的第二蒸發管;使用過程中,所述第一蒸發管能夠輸送第二蒸發管內的介質,所述第二蒸發管能夠輸送第一蒸發管內的液體。
進一步地,所述蒸發管為可伸縮式。
進一步地,所述蒸發箱包括第一蒸發箱和第二蒸發箱;所述第一蒸發箱和所述第二蒸發箱內分別設有多個所述蒸發管。
本實用新型還提供一種尿素生產設備,包括安裝架和蒸發加熱設備,所述蒸發加熱設備連接在安裝架上。
本實用新型提供的蒸發加熱設備,包括多個蒸發管,蒸發管用于使受到壓力的液體在蒸發管內流動;至少一個蒸發管上設置有開閉機構,開閉機構用于使其所在蒸發管處于開啟或閉合狀態。通過設置開閉機構,使蒸發加熱設備在低壓負荷下,可通過控制開閉機構的閉合,實現蒸發管的部分閉合,使蒸發管的換熱面積減小,從而增加蒸發管內的液體的流速,縮短尿素溶液在蒸發管內的停留時間,減少縮二脲的產生。
本實用新型還提供一種尿素生產設備,包括上述的蒸發加熱設備。通過設置開閉機構,使蒸發加熱設備在低壓負荷下,可通過控制開閉機構的開閉,實現蒸發管的部分閉合,使蒸發管的換熱面積減小,增加蒸發管內液體的流速,縮短尿素溶液在蒸發管內的停留時間,減少縮二脲的產生。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案,下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型實施例一提供的蒸發加熱設備的蒸發管的結構示意圖;
圖2為本實用新型提供的設置有多個輸入口的蒸發加熱設備的結構示意圖;
圖3為本實用新型實施例一提供的蒸發加熱設備的蒸發管的一級蒸發管的開閉機構的分布圖;
圖4為本實用新型實施例一提供的蒸發加熱設備的蒸發管的二級蒸發管的開閉機構的分布圖。
圖標:10-蒸發管;11-開閉機構;110-上堵頭;111-下堵頭;12-蒸發箱;120-輸入口;121-輸出口。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
在本實用新型的描述中,需要說明的是,術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。此外,術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本實用新型的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
本實用新型提供了一種蒸發加熱設備,并給出其實施方式。圖1為本實用新型實施例一提供的蒸發加熱設備的蒸發管的結構示意圖。在蒸發加熱設備的實施方式中,如圖1所示,蒸發加熱設備,包括多個蒸發管10,多個蒸發管10用于使受到壓力的液體在蒸發管10內流動;至少一個蒸發管10上設置有開閉機構11,開閉機構11用于使其所在蒸發管10處于開啟或閉合狀態。通過設置開閉機構11,使蒸發加熱設備在低壓負荷下,可通過控制開閉機構11的閉合,實現蒸發管10的部分閉合,使蒸發管10的換熱面積減小,增加每個蒸發管10內的液體,所述液體可以為尿素溶液,可以縮短尿素溶液在蒸發管10內的停留時間,減少縮二脲的產生。
具體地,開閉機構11為可拆卸的堵頭。堵頭的可拆卸設置保證蒸發管10的閉合的便利性,堵頭長時間的對某幾個蒸發管10進行封閉,這幾個蒸發管10處于閉合狀態,其余蒸發管10處于正常工作狀態,長時間如此,會造成正常工作的蒸發管10的腐蝕,從而導致蒸發管10出現部分腐蝕部分正常的現象,造成蒸發加熱設備的損壞,不利于蒸發加熱設備的正常運行。同樣,堵頭設置為可拆卸的連接方式,使得可隨意調整封堵的蒸發管10的數量及位置,實現蒸發加熱設備的各個蒸發管10的運用,使得可以同時進行多個蒸發管10的替換。
進一步地,堵頭可分為上堵頭110及下堵頭111;堵頭可只使用下堵頭111,設置在蒸發管10的輸入口120處;也可使得上堵頭110與下堵頭111一起使用,分別設置在蒸發管10的輸入口120與輸出口121處,保證液體無法進入到蒸發管10內即可。
具體地,堵頭與蒸發管10的連接方式為螺紋連接。螺紋連接保證可拆卸,方便替換,并且連接穩固。也可為卡接、插接等,只要可保證堵頭與蒸發管10可拆卸即可。
進一步地,堵頭與蒸發管10的連接處設置有密封圈,密封圈既起到密封作用,也可避免因堵頭與蒸發管10配合過于緊密,造成的零件的損壞。
另外地,開閉機構11也可為閥門。每個蒸發管10上均可設置有閥門,根據生產需要可以調節各個蒸發管10的關閉情況,無需進行特殊的設置。另外地,為了提高蒸發加熱設備的使用便捷性,蒸發加熱設備還包括檢測機構,檢測機構用于檢測每個蒸發管10的液體的流速及腐蝕狀況,還包括有顯示屏,通過顯示屏可以查看每個蒸發管10的流速及腐蝕狀況,通過顯示每個蒸發管10的流速及腐蝕狀況決定該蒸發管10上閥門的開閉。
進一步地,蒸發管10的閥門的控制可設置成數控控制,通過查看顯示屏,決定蒸發管10的閥門的開閉;并且蒸發管10閥門的關閉可以通過編程設置,達到直接觸碰開關按鈕,實現相對應的蒸發管10閥門的關閉與開啟。
具體地,蒸發加熱設備還包括蒸發箱12,多個蒸發管10設置在蒸發箱12內,蒸發箱12上設置有輸入口120和輸出口121;液體沿著輸入口120流入,沿著輸出口121流出。
進一步地,輸入口120可設置在蒸發箱12的底蓋上,輸出口121可設置在蒸發箱12的上蓋上,通過設置統一的上蓋的輸出口121及底蓋的輸入口120保證液體流出的完全性,不至于因某個蒸發管10的泄露而使液體流出蒸發加熱設備。另外地,輸入口120與輸出口121也可設置在蒸發箱12的側壁上,此時蒸發管10的作用長度小,通過減小液體與蒸發管10接觸的長度,減小液體在蒸發管10內停留的時間,從而減小尿素溶液在蒸發管10內的反應時間,降低縮二脲的生成量。另外地,輸入口120設置在蒸發箱12的側壁,輸出口121設置在蒸發箱12的頂端,也可起到同樣的效果。
具體地,輸出口121的數量為多個,輸出口121處設置有閥門,閥門控制輸出口121的開閉。圖2為本實用新型提供的設置有多個輸入口的蒸發加熱設備的結構示意圖。和/或,輸入口120的數量為多個,輸入口120處設置有閥門,閥門控制輸入口120的開閉。以設置多個輸出口121為例,高壓負荷時,進入蒸發加熱設備的尿素溶液的多,所需的換熱面積多,尿素溶液進入每個蒸發管10的流量適中,生成的縮二脲的含量適中,此時,從蒸發箱12最頂端的輸出口121處輸出即可;低壓負荷時,進入蒸發加熱設備的尿素溶液少,所需的換熱面積小,進入單個蒸發管10內的流量較小,易于生成縮二脲,低壓負荷時,進入蒸發加熱設備的尿素溶液少,所需的換熱面積小,進入單個蒸發管10內的流量較小,易于生成縮二脲,通過減小液體與蒸發管10接觸的長度,減小液體在蒸發管10內停留的時間,從而減小尿素溶液在蒸發管10內的反應時間,降低縮二脲的生成量;輸入口120和輸出口121可設置成相對應的多個,根據工況選擇合適的輸入口120與輸出口121。例如:輸入口120與輸出口121分別設置為相對應的三個,低壓負荷運行時,打開第一個輸入口和第一個輸出口,關閉另外兩個輸入口120和輸出口121;常壓負荷運行時,打開第二個輸入口和第二個輸出口,關閉另外兩個輸入口120和輸出口121;高壓負荷運行時,打開第三個輸入口和第三個輸出口,關閉另外兩個輸入口120和輸出口121。
具體地,處于閉合狀態的蒸發管10,圍繞蒸發箱12的中心點對稱設置;或者,處于打開狀態的蒸發管10,圍繞蒸發箱12的中心點對稱設置。開閉機構11處于閉合狀態的蒸發管10圍繞蒸發箱12的中心點對稱設置,保證液體流通時,流入蒸發箱12內的液體,對蒸發箱12的每一部分的作用力是相同的,不會產生蒸發箱12的某個部位液體流量多某個部位液體流量小的現象,也不會引起蒸發箱12偏移,以至于引起液體偏流現象,造成多個蒸發管10的外側遭受腐蝕,致使蒸發加熱設備的損壞。
蒸發管10為可伸縮式。高壓負荷時,進入蒸發加熱設備的尿素溶液的多,所需的換熱面積多,尿素溶液進入每個蒸發管10的流量適中,生成的縮二脲的含量適中,此時,只需使蒸發管10處于伸長狀態即可;低壓負荷時,進入蒸發加熱設備的尿素溶液少,所需的換熱面積小,進入單個蒸發管10內的流量較小,易于生成縮二脲,通過減小單個蒸發管10的長度,減小尿素溶液在蒸發管10內的反應時間,降低縮二脲的生成;通過設置縮短的蒸發管10,使得此時蒸發管10處于收縮狀態,保證縮二脲的生成率低。通過設置可伸縮的蒸發管10,使得蒸發管10在高壓、低壓或其他負荷工況下,均可以正常工作,滿足各種不同工況下的需求。
進一步地,蒸發管10可設置成多個蒸發段,每個蒸發段之間可拆卸連接。通過拆卸某個蒸發段達到縮小蒸發管10的長度的目的,實現蒸發管10的不同工況下的使用;另外地,當某個蒸發段腐蝕或損壞不能繼續使用時,通過拆卸該段或替換該段,實現蒸發加熱設備的繼續使用,使蒸發加熱設備的使用時間延長。
進一步地,每個蒸發段均可以設置成可伸縮式的,通過設置成可伸縮式的,蒸發管10的長度縮短時,可減小液體與蒸發管10的接觸長度,減小液體在蒸發管10內的停留時間,從而減小液體的反應時間,使縮二脲的生成率降低。
具體地,蒸發管10為方形管。蒸發管10設置成方形管可保證液體流通的便捷性,順暢性,液體在蒸發管10內部直流而下,方便流通。
進一步地,蒸發管10也可設置成圓形管,圓形管的圓弧的設置,可方便液體的流通,防止液體在某處的堆積及堵塞。同樣地,也可設置成其他形狀,例如,正多邊形,只要可保證液體的流通即可。
具體地,蒸發箱12包括第一蒸發箱及第二蒸發箱;第一蒸發箱與第二蒸發箱連接,例如所述第一蒸發箱和第二蒸發箱為并列設置,或者,所述第一蒸發箱和第二蒸發箱沿同一中心線豎直設置,第一蒸發箱的輸出口121和第二蒸發箱的輸入口120之間連接有輸送管,以將第一蒸發箱的液體輸送到第二蒸發箱內。蒸發管10的作用是蒸發溶液,第一蒸發箱及第二蒸發箱的設置,保證溶液的溶質含量更多,得到溶質含量多的尿素。另外,所述蒸發箱12還可設置為多個,只要確保所得到的溶液的溶質含量達到所需要的百分比即可。
進一步地,圖3為本實用新型實施例一提供的蒸發加熱設備的蒸發管的一級蒸發管的開閉機構的分布圖;圖4為本實用新型實施例一提供的蒸發加熱設備的蒸發管的二級蒸發管的開閉機構的分布圖。一級蒸發管及二級蒸發管的數量不同,開閉機構11的數量也不同。以一級蒸發管封堵96根,二級蒸發管封堵46根為例,具體分布情況如圖3、圖4。
具體地,蒸發箱12內包括輸送液體的第一蒸發管和輸送介質的第二蒸發管;使用過程中,第一蒸發管能夠輸送第二蒸發管內的介質,第二蒸發管能夠輸送第一蒸發管內的液體。當蒸發加熱設備的某個或某幾個第一蒸發管由于時間使用長、液體腐蝕等因素造成損壞或無法使用,可將液體通入到第一蒸發管內,介質通入到第二蒸發管內,保證蒸發加熱設備的再次使用,不會因某個或某幾個蒸發管10的損壞而需替換整個蒸發加熱設備。
綜上所述,本實用新型提供的蒸發加熱設備,包括多個蒸發管10,蒸發管10用于使受到壓力的液體在蒸發管10內流動;至少一個蒸發管10上設置有開閉機構11,開閉機構11用于使其所在蒸發管10處于開啟或閉合狀態。通過設置開閉機構11,使蒸發加熱設備在低壓負荷下,可通過控制開閉機構11的閉合,實現蒸發管10的部分閉合,使蒸發管10的換熱面積減小,增加單個蒸發管10內液體的流速,縮短尿素溶液在蒸發管10內的停留時間,減少縮二脲的生產。
本實用新型還提供了一種尿素生產設備,包括安裝架和安裝于安裝架上的上述的蒸發加熱設備。通過設置開閉機構11,使蒸發加熱設備在低壓負荷下,可通過控制開閉機構11的閉合,實現蒸發管10的部分閉合,使蒸發管10的換熱面積減小,增加單個蒸發管10內液體的流速,所述液體可以為尿素溶液,縮短尿素溶液在蒸發管10內的停留時間,減少縮二脲的產生。
最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。