[实用新型]一种尿素合成塔

说明书

本实用新型公开了一种尿素合成塔，包括塔身，所述塔身内部从下至上依次设有旋流板、隔板、中心管混合腔和塔盘；所述中心管的进口端贯穿隔板与塔身内下部空间连通，其出口端与混合腔连通，所述中心管的周围设有若干换热管；所述换热管的进口端与混合腔连通，其出口端位于隔板上方，所述换热管为弯管。

技术领域

本实用新型涉及一种尿素生产设备，特别是一种尿素合成塔。

背景技术

尿素的合成反应分两步进行：（1）氨与二氧化碳作用生成氨基甲氨酸（简称甲铵），该反应为强放热反应；（2）甲铵脱水生成尿素，该反应为温和的吸热反应。我国的小尿素合成装置，大都采用的是水溶液全循环法，合成塔二氧化碳转化率一般为65%左右，由于符合的调整和生产能力的不断增大，物料在合成塔内停留时间逐渐下降，因此转化率下降。未反应物也相应增加，吸收负荷也相应增加，影响整个系统的稳定运行和蒸汽消耗上升。如何增加物料在塔内的停留时间，从而增加转化率，是尿素合成的关键问题。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种尿素合成塔，其结构可以有效的增加物料的接触时间，提高转化率。本实用新型采用的技术方案如下：

一种尿素合成塔，包括塔身，所述塔身内部从下至上依次设有旋流板、隔板、中心管、混合腔和塔盘；所述中心管的进口端贯穿隔板与塔身内下部空间连通，其出口端与混合腔连通，所述中心管的周围设有若干换热管；所述换热管的进口端与混合腔连通，其出口端位于隔板上方，所述换热管为弯管。

上述结构中，物料从尿素合成塔底部的进料口进入塔内，经过旋流板和隔板，进入中心管，再进入混合腔进行进一步的混合，最后通过换热管出口端排出，在这个过程中尿素合成反应的第一步反应初步完成。从换热管出口端排出的物料在换热管的余热下进行第二步的反应，最终生成尿素从尿素合成塔的顶部的出料口排出。换热管为弯管可以增加物料在尿素合成塔中的停留时间，使物料之间充分接触，提高转化率，同时弯管可以增加换热管的的散热面积，加速散热，为尿素合成的第二步反应提供热量。

进一步的，所述换热管为蛇形弯管。

采用上述结构可以进一步增加物料在尿素合成塔里的停留时间，使合成反应进行完全。

进一步的，所述换热管均匀布置在中心管周围，所述换热管的出口端指向或远离中心管。

上述结构中，换热管的出口端既可以指向中心管，也可以远离中心管，换热管出口端的指向不一样，可以使物料往不同方向分散，使液相物料和气相物料充分接触混合反应。换热管的出口端的指向不一样，可以是换热管的长度不一样，也可以是换热管的弯曲程度不一样。

进一步的，所述隔板和混合腔之间设有多孔板；所述多孔板固定连接在塔身内侧壁上；所述中心管贯穿多孔板。

上述结构中，多孔板固定设置在塔身内壁，其上均匀设有多个通孔，可以起均布物料的的作用。同时，中心管贯穿多孔板，多孔板可以对中心管固定作用。

进一步的，所述隔板和混合腔之间的塔身内壁上设有若干滞流板；所述滞流板的一端固定连接在塔身内壁上，另一端为自由状态，所述滞流板与换热管之间存在间隙。

上述结构中，隔板和混合腔之间的塔身内壁上设有若干滞流板，可以有效的减缓物料的流动速度，使物料充分接触反应，提高转化率。

进一步的，所述塔盘固定连接在塔身内侧壁上，所述塔盘的外缘对称设有两个缺口，所述塔盘上均匀设有若干气孔，所述塔盘下表面设有若干条形凸起。

在尿素合成反应过程中，液相物料中会产生大量二氧化碳气泡。形成的气泡会将二氧化碳和液相物料隔开，不能相互接触发生反应。在塔盘上设有条形凸起可以使二氧化碳更多的扩散到液相物料中与之发生反应。物料从下往上流动，高速流动的物料与塔盘的底部发生撞击，将条形凸起设在塔盘底部，可以更加高效的破碎液相物料中的二氧化碳气泡。