本实用新型涉及肥料制备的技术领域,尤其是涉及一种蒸发加热设备及尿素生产设备。
背景技术:
缩二脲是检验尿素生产是否合格的重要指标,农民使用缩二脲超标的肥料,会造成烧苗,严重影响农作物的正常生长。缩二脲的形成主要是与尿液浓度、氨分压、反应温度及反应时间有关。往往尿液浓度增高、氨分压减小、反应温度增加、反应时间延长均能够生成更多的缩二脲。
尿素生产的工艺流程为:来自合成氨脱碳系统放空出来的CO2经过压缩机压缩至15MPa进入脱氢反应系统,脱氢后的CO2进入合成与汽提工序。合成氨装置合成系统输送来的液氨经过高压氨泵加压到16MPa,然后进入合成与汽提工序与CO2反应生成尿素溶液,此时尿素溶液中尿素的浓度低,从合成与汽提工序出来的尿素溶液再进入循环工序,通过对尿液加热,回收尿液中分解出来的NH3和CO2后,尿素溶液中尿素的浓度被浓缩至73.57%,最后尿素溶液进入蒸发和造粒工序生产出合格的尿素产品。
蒸发工序的详细工艺流程:闪蒸槽的尿素溶液进入尿素贮槽中,尿素贮槽中的尿素溶液(尿素含量:73.57%)。通过尿素溶液泵(尿液泵)把尿液输送到一段蒸发加热器,向蒸发加热器的壳侧加入0.4MPa的低压蒸汽,一段蒸发加热器壳侧温度控制在125-130℃,尿素溶液然后进入一段蒸发分离器,在此被浓缩到95%,从一段蒸发分离器出来的尿液进入二段蒸发加热器,向二段蒸发加热器的壳侧加入0.8MPa的低压蒸汽,二段蒸发加热器壳侧温度控制在135-140℃,尿素溶液然后进入二段蒸发分离器,在此尿素溶液被浓缩到99.7%,然后进入造粒塔进行造粒,合格的尿素成品从造粒塔底部出来进入成品仓库进行包装外卖。
上述尿素的蒸发加热设备在低负荷下使用时,往往因为压力较低,而且蒸发加热器上的蒸发管的数量较多,使得氨分压减小,蒸发管的长度较长,使得尿素生成缩二脲反应时间延长,易于生成缩二脲,造成缩二脲的含量超标,使用缩二脲超标的尿素严重影响农作物的正常生长。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种蒸发加热设备及尿素生产设备,以解决现有的尿素的蒸发加热设备在低负荷工况下使用时,由于蒸发加热器的蒸发管的数量及长度的关系,生成较多的缩二脲,以致生成的尿素缩二脲超标,影响农作物生长的技术问题。
本实用新型提供的一种蒸发加热设备,所述蒸发加热设备包括多个蒸发管,多个所述蒸发管用于使受到压力的液体在蒸发管内流动;至少一个所述蒸发管上设置有开闭机构,所述开闭机构用于使其所在蒸发管处于开启或闭合状态。
进一步地,所述开闭机构为阀门;或者,所述开闭机构为可拆卸的堵头。
进一步地,还包括蒸发箱,还包括蒸发箱,多个所述蒸发管设置在所述蒸发箱内;所述蒸发箱上设有输入口和输出口;所述液体沿着所述输入口流入,沿着所述输出口流出。
进一步地,所述输入口设置在所述蒸发箱的一端,所述输出口设置在所述蒸发箱的侧壁。
进一步地,所述输入口的数量为多个;所述输入口处设置有第一阀门,所述第一阀门控制所述输入口的开闭;和/或,所述输出口的数量为多个;所述输出口处设置有第二阀门,所述第二阀门控制所述输出口的开闭。
进一步地,处于闭合状态的多个所述蒸发管,围绕所述蒸发箱的中心点对称设置;或者,处于打开状态的多个所述蒸发管,围绕所述蒸发箱的中心点对称设置。
进一步地,,所述蒸发箱内包括输送液体的第一蒸发管和输送介质的第二蒸发管;使用过程中,所述第一蒸发管能够输送第二蒸发管内的介质,所述第二蒸发管能够输送第一蒸发管内的液体。
进一步地,所述蒸发管为可伸缩式。
进一步地,所述蒸发箱包括第一蒸发箱和第二蒸发箱;所述第一蒸发箱和所述第二蒸发箱内分别设有多个所述蒸发管。
本实用新型还提供一种尿素生产设备,包括安装架和蒸发加热设备,所述蒸发加热设备连接在安装架上。
本实用新型提供的蒸发加热设备,包括多个蒸发管,蒸发管用于使受到压力的液体在蒸发管内流动;至少一个蒸发管上设置有开闭机构,开闭机构用于使其所在蒸发管处于开启或闭合状态。通过设置开闭机构,使蒸发加热设备在低压负荷下,可通过控制开闭机构的闭合,实现蒸发管的部分闭合,使蒸发管的换热面积减小,从而增加蒸发管内的液体的流速,缩短尿素溶液在蒸发管内的停留时间,减少缩二脲的产生。
本实用新型还提供一种尿素生产设备,包括上述的蒸发加热设备。通过设置开闭机构,使蒸发加热设备在低压负荷下,可通过控制开闭机构的开闭,实现蒸发管的部分闭合,使蒸发管的换热面积减小,增加蒸发管内液体的流速,缩短尿素溶液在蒸发管内的停留时间,减少缩二脲的产生。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的蒸发加热设备的蒸发管的结构示意图;
图2为本实用新型提供的设置有多个输入口的蒸发加热设备的结构示意图;
图3为本实用新型实施例一提供的蒸发加热设备的蒸发管的一级蒸发管的开闭机构的分布图;
图4为本实用新型实施例一提供的蒸发加热设备的蒸发管的二级蒸发管的开闭机构的分布图。
图标:10-蒸发管;11-开闭机构;110-上堵头;111-下堵头;12-蒸发箱;120-输入口;121-输出口。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型提供了一种蒸发加热设备,并给出其实施方式。图1为本实用新型实施例一提供的蒸发加热设备的蒸发管的结构示意图。在蒸发加热设备的实施方式中,如图1所示,蒸发加热设备,包括多个蒸发管10,多个蒸发管10用于使受到压力的液体在蒸发管10内流动;至少一个蒸发管10上设置有开闭机构11,开闭机构11用于使其所在蒸发管10处于开启或闭合状态。通过设置开闭机构11,使蒸发加热设备在低压负荷下,可通过控制开闭机构11的闭合,实现蒸发管10的部分闭合,使蒸发管10的换热面积减小,增加每个蒸发管10内的液体,所述液体可以为尿素溶液,可以缩短尿素溶液在蒸发管10内的停留时间,减少缩二脲的产生。
具体地,开闭机构11为可拆卸的堵头。堵头的可拆卸设置保证蒸发管10的闭合的便利性,堵头长时间的对某几个蒸发管10进行封闭,这几个蒸发管10处于闭合状态,其余蒸发管10处于正常工作状态,长时间如此,会造成正常工作的蒸发管10的腐蚀,从而导致蒸发管10出现部分腐蚀部分正常的现象,造成蒸发加热设备的损坏,不利于蒸发加热设备的正常运行。同样,堵头设置为可拆卸的连接方式,使得可随意调整封堵的蒸发管10的数量及位置,实现蒸发加热设备的各个蒸发管10的运用,使得可以同时进行多个蒸发管10的替换。
进一步地,堵头可分为上堵头110及下堵头111;堵头可只使用下堵头111,设置在蒸发管10的输入口120处;也可使得上堵头110与下堵头111一起使用,分别设置在蒸发管10的输入口120与输出口121处,保证液体无法进入到蒸发管10内即可。
具体地,堵头与蒸发管10的连接方式为螺纹连接。螺纹连接保证可拆卸,方便替换,并且连接稳固。也可为卡接、插接等,只要可保证堵头与蒸发管10可拆卸即可。
进一步地,堵头与蒸发管10的连接处设置有密封圈,密封圈既起到密封作用,也可避免因堵头与蒸发管10配合过于紧密,造成的零件的损坏。
另外地,开闭机构11也可为阀门。每个蒸发管10上均可设置有阀门,根据生产需要可以调节各个蒸发管10的关闭情况,无需进行特殊的设置。另外地,为了提高蒸发加热设备的使用便捷性,蒸发加热设备还包括检测机构,检测机构用于检测每个蒸发管10的液体的流速及腐蚀状况,还包括有显示屏,通过显示屏可以查看每个蒸发管10的流速及腐蚀状况,通过显示每个蒸发管10的流速及腐蚀状况决定该蒸发管10上阀门的开闭。
进一步地,蒸发管10的阀门的控制可设置成数控控制,通过查看显示屏,决定蒸发管10的阀门的开闭;并且蒸发管10阀门的关闭可以通过编程设置,达到直接触碰开关按钮,实现相对应的蒸发管10阀门的关闭与开启。
具体地,蒸发加热设备还包括蒸发箱12,多个蒸发管10设置在蒸发箱12内,蒸发箱12上设置有输入口120和输出口121;液体沿着输入口120流入,沿着输出口121流出。
进一步地,输入口120可设置在蒸发箱12的底盖上,输出口121可设置在蒸发箱12的上盖上,通过设置统一的上盖的输出口121及底盖的输入口120保证液体流出的完全性,不至于因某个蒸发管10的泄露而使液体流出蒸发加热设备。另外地,输入口120与输出口121也可设置在蒸发箱12的侧壁上,此时蒸发管10的作用长度小,通过减小液体与蒸发管10接触的长度,减小液体在蒸发管10内停留的时间,从而减小尿素溶液在蒸发管10内的反应时间,降低缩二脲的生成量。另外地,输入口120设置在蒸发箱12的侧壁,输出口121设置在蒸发箱12的顶端,也可起到同样的效果。
具体地,输出口121的数量为多个,输出口121处设置有阀门,阀门控制输出口121的开闭。图2为本实用新型提供的设置有多个输入口的蒸发加热设备的结构示意图。和/或,输入口120的数量为多个,输入口120处设置有阀门,阀门控制输入口120的开闭。以设置多个输出口121为例,高压负荷时,进入蒸发加热设备的尿素溶液的多,所需的换热面积多,尿素溶液进入每个蒸发管10的流量适中,生成的缩二脲的含量适中,此时,从蒸发箱12最顶端的输出口121处输出即可;低压负荷时,进入蒸发加热设备的尿素溶液少,所需的换热面积小,进入单个蒸发管10内的流量较小,易于生成缩二脲,低压负荷时,进入蒸发加热设备的尿素溶液少,所需的换热面积小,进入单个蒸发管10内的流量较小,易于生成缩二脲,通过减小液体与蒸发管10接触的长度,减小液体在蒸发管10内停留的时间,从而减小尿素溶液在蒸发管10内的反应时间,降低缩二脲的生成量;输入口120和输出口121可设置成相对应的多个,根据工况选择合适的输入口120与输出口121。例如:输入口120与输出口121分别设置为相对应的三个,低压负荷运行时,打开第一个输入口和第一个输出口,关闭另外两个输入口120和输出口121;常压负荷运行时,打开第二个输入口和第二个输出口,关闭另外两个输入口120和输出口121;高压负荷运行时,打开第三个输入口和第三个输出口,关闭另外两个输入口120和输出口121。
具体地,处于闭合状态的蒸发管10,围绕蒸发箱12的中心点对称设置;或者,处于打开状态的蒸发管10,围绕蒸发箱12的中心点对称设置。开闭机构11处于闭合状态的蒸发管10围绕蒸发箱12的中心点对称设置,保证液体流通时,流入蒸发箱12内的液体,对蒸发箱12的每一部分的作用力是相同的,不会产生蒸发箱12的某个部位液体流量多某个部位液体流量小的现象,也不会引起蒸发箱12偏移,以至于引起液体偏流现象,造成多个蒸发管10的外侧遭受腐蚀,致使蒸发加热设备的损坏。
蒸发管10为可伸缩式。高压负荷时,进入蒸发加热设备的尿素溶液的多,所需的换热面积多,尿素溶液进入每个蒸发管10的流量适中,生成的缩二脲的含量适中,此时,只需使蒸发管10处于伸长状态即可;低压负荷时,进入蒸发加热设备的尿素溶液少,所需的换热面积小,进入单个蒸发管10内的流量较小,易于生成缩二脲,通过减小单个蒸发管10的长度,减小尿素溶液在蒸发管10内的反应时间,降低缩二脲的生成;通过设置缩短的蒸发管10,使得此时蒸发管10处于收缩状态,保证缩二脲的生成率低。通过设置可伸缩的蒸发管10,使得蒸发管10在高压、低压或其他负荷工况下,均可以正常工作,满足各种不同工况下的需求。
进一步地,蒸发管10可设置成多个蒸发段,每个蒸发段之间可拆卸连接。通过拆卸某个蒸发段达到缩小蒸发管10的长度的目的,实现蒸发管10的不同工况下的使用;另外地,当某个蒸发段腐蚀或损坏不能继续使用时,通过拆卸该段或替换该段,实现蒸发加热设备的继续使用,使蒸发加热设备的使用时间延长。
进一步地,每个蒸发段均可以设置成可伸缩式的,通过设置成可伸缩式的,蒸发管10的长度缩短时,可减小液体与蒸发管10的接触长度,减小液体在蒸发管10内的停留时间,从而减小液体的反应时间,使缩二脲的生成率降低。
具体地,蒸发管10为方形管。蒸发管10设置成方形管可保证液体流通的便捷性,顺畅性,液体在蒸发管10内部直流而下,方便流通。
进一步地,蒸发管10也可设置成圆形管,圆形管的圆弧的设置,可方便液体的流通,防止液体在某处的堆积及堵塞。同样地,也可设置成其他形状,例如,正多边形,只要可保证液体的流通即可。
具体地,蒸发箱12包括第一蒸发箱及第二蒸发箱;第一蒸发箱与第二蒸发箱连接,例如所述第一蒸发箱和第二蒸发箱为并列设置,或者,所述第一蒸发箱和第二蒸发箱沿同一中心线竖直设置,第一蒸发箱的输出口121和第二蒸发箱的输入口120之间连接有输送管,以将第一蒸发箱的液体输送到第二蒸发箱内。蒸发管10的作用是蒸发溶液,第一蒸发箱及第二蒸发箱的设置,保证溶液的溶质含量更多,得到溶质含量多的尿素。另外,所述蒸发箱12还可设置为多个,只要确保所得到的溶液的溶质含量达到所需要的百分比即可。
进一步地,图3为本实用新型实施例一提供的蒸发加热设备的蒸发管的一级蒸发管的开闭机构的分布图;图4为本实用新型实施例一提供的蒸发加热设备的蒸发管的二级蒸发管的开闭机构的分布图。一级蒸发管及二级蒸发管的数量不同,开闭机构11的数量也不同。以一级蒸发管封堵96根,二级蒸发管封堵46根为例,具体分布情况如图3、图4。
具体地,蒸发箱12内包括输送液体的第一蒸发管和输送介质的第二蒸发管;使用过程中,第一蒸发管能够输送第二蒸发管内的介质,第二蒸发管能够输送第一蒸发管内的液体。当蒸发加热设备的某个或某几个第一蒸发管由于时间使用长、液体腐蚀等因素造成损坏或无法使用,可将液体通入到第一蒸发管内,介质通入到第二蒸发管内,保证蒸发加热设备的再次使用,不会因某个或某几个蒸发管10的损坏而需替换整个蒸发加热设备。
综上所述,本实用新型提供的蒸发加热设备,包括多个蒸发管10,蒸发管10用于使受到压力的液体在蒸发管10内流动;至少一个蒸发管10上设置有开闭机构11,开闭机构11用于使其所在蒸发管10处于开启或闭合状态。通过设置开闭机构11,使蒸发加热设备在低压负荷下,可通过控制开闭机构11的闭合,实现蒸发管10的部分闭合,使蒸发管10的换热面积减小,增加单个蒸发管10内液体的流速,缩短尿素溶液在蒸发管10内的停留时间,减少缩二脲的生产。
本实用新型还提供了一种尿素生产设备,包括安装架和安装于安装架上的上述的蒸发加热设备。通过设置开闭机构11,使蒸发加热设备在低压负荷下,可通过控制开闭机构11的闭合,实现蒸发管10的部分闭合,使蒸发管10的换热面积减小,增加单个蒸发管10内液体的流速,所述液体可以为尿素溶液,缩短尿素溶液在蒸发管10内的停留时间,减少缩二脲的产生。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。