一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器的制作方法

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1.本发明涉及一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器。

背景技术：

2.喷淋式饱和器是一种生产硫铵的常用设备。喷淋式饱和器主要由上部的吸收室和下部的结晶室组成，两者间由降液管连通。该设备集吸收、分离和结晶于一体，具有设备集成度高、占地面积小、阻力低的特点。由于整体采用超低碳不锈钢制造，因此使用周期长，检修费用低，便于生产管理，可用于硫铵的连续、规模生产，特别适用于焦炉煤气中氨的脱除。
3.在生产过程中，喷淋式饱和器入口的焦炉煤气被上部吸收室内的环形通道均分成左右两股流向设备后部，途经外循环母液一次喷洒，重新在设备后汇合。此后，由上升通道继续流向设备顶部，并经满流母液二次喷洒后，沿水平切线方向进入内筒体。在内筒体中，焦炉煤气螺旋向下分离雾滴并经中央出口管离开饱和器进入捕雾器，再次分离细小雾滴后进入下一单元。喷淋式饱和器中部设有满流管，主要起到保持液面高度和液封煤气的作用。下部结晶室通过降液管与上部吸收室连通，室底晶体由结晶泵抽至结晶槽，经离心分离后由螺旋输送机送至振动式流化床干燥器，再由热空气风机干燥和冷空气风机冷却后，进入硫酸铵贮斗，最终完成称量、包装后作为硫铵产品外销。我国焦化企业自上世纪80年代末期从法国引进本工艺后，就一直作为焦炉煤气脱氨的主要工艺。
4.虽然喷淋式饱和器应用广泛，但在设备设计上仍存在一些实际问题。例如：喷淋式饱和器下部结晶室内的降液管容易被沉积的细小硫铵结晶堵塞。为避免这种情况发生，通常会选配大流量的外循环泵(大母液泵)对结晶室下部进行搅动，这会导致结晶室内流场湍动剧烈，很难形成明显的浓度梯度，不利于高质量、大颗粒硫铵晶体的形成。加大的外循环母液流量还增大了排液管径，不仅加剧破坏了结晶室内的流场分布，而且严重时还会造成母液短路，影响酸焦油排放，使硫铵中杂质增多，质量下降。此外，大量外循环母液还带来了较高的运行能耗。综上所述，采用传统饱和器工艺生产的硫铵产品通常杂质多、颗粒小且不均匀，质量较差。
5.为解决上述问题，专利号为cn206970552u的中国专利，公开了一种底部采用横向机械搅拌装置的喷淋式饱和器，由于设备内降液管未做优化，所以仍存在降液管堵塞的问题。专利号为cn2796809y的中国专利公开了一种底部采用液体搅拌的喷淋式饱和器，该设备在底部设有循环母液喷管，可利用喷射母液搅动结晶室底部结晶。但由于喷射过程无法控制，会对结晶室底部流场造成较大扰动，仍不利于大颗粒硫铵产品的生产。

技术实现要素：

6.本发明提供了一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器，对原有喷淋式饱和器设备进行了改进和升级。优化了原喷淋式饱和器结晶室内降液管结构，在降液管内增设循环套筒，筒内设强制母液流动装置。
7.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
8.一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器，包括吸收室、结晶室，所述吸收室与结晶室上下连接，所述吸收室底部设有降液管伸入结晶室内；所述降液管内设有循环套筒，所述循环套管为上下开放的筒状，循环套筒的底部长于降液管，并伸入到结晶区，循环套筒的底部设有强制引流装置。
9.所述循环套筒的中心轴与喷淋式饱和器的中心轴重合，位于结晶室中央，起到引导母液流动方向的作用。
10.所述的强制引流装置为射流装置。
11.所述的强制引流装置为搅拌装置。
12.强制引流装置位于循环套筒中央，强制为循环套筒内的母液提供流动动力。
13.所述的循环套筒为圆筒型，以便于母液流过。其材质与喷淋式饱和器本体材质相同，采用超低碳不锈钢制造，包括但不限于s31603和s31683等，需满足良好的耐酸性和耐磨性。循环套筒采用焊接紧固件连接的方式固定。
14.吸收室包括外筒体、内筒体，内筒体与外筒体之间有环形通道，内筒体内设有中央出口管，中央出口管下端为煤气入口，上端为煤气出口，中央出口管侧壁上部有煤气入口；环形通道内设有母液喷洒箱，母液喷洒箱上设有母液喷头，母液喷头的喷洒方向与煤气流动方向逆流，煤气进入内筒体的一侧通道上方设有满流母液入口。
15.一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器的生产工艺，包括如下工艺：吸收室的母液由降液管流入结晶室，强制引流装置将母液由循环套筒底部沿轴向垂直流向顶部，当母液到达循环套筒顶部后，又会沿循环套筒和降液管间的环形空间向底部折返，再次到达底部后，继续沿降液管和结晶室内壁间的环形空间重新向顶部流动，直至从循环母液出口流出喷淋式饱和器。
16.强制流动装置使母液在循环套筒中的流速为0.5～1.5m/s，使结晶室内母液以0.5～1.5m/s的流速沿循环套筒、降液管和结晶室内壁间的空间流动。
17.生产的硫铵产品颗粒度为400～3000μm。
18.喷淋式饱和器由超低碳不锈钢制造，主要结构包括上部的吸收室和下部带有强制母液流动的结晶室。
19.上部吸收室和下部结晶室由上端为锥形的降液管相连，吸收了煤气中氨的母液由降液管进入结晶室。
20.降液管上端与吸收室外壁有一定夹角，所形成的锥形区域便于生成的晶体流入下部的结晶室中。
21.结晶室上部沿圆周均布多个外循环母液出口，以避免流场短路、偏流和扰动等问题。
22.在实际生产过程中，由于循环套筒的引流作用，可使母液由循环套筒底部沿轴向垂直流向顶部，当母液到达顶部后，又会沿循环套筒和降液管间的环形空间向底部折返，再次到达底部后，继续沿降液管和结晶室内壁间的环形空间重新向顶部流动，直至从循环母液出口流出喷淋式饱和器，这种流动方式既不会造成流场结构紊乱，保证了结晶室内母液的有序流动，又利于形成明显的浓度梯度，更易得到大颗粒的硫铵晶体。由于循环套筒和降液管的阻隔作用，还避免了外循环母液对结晶室内流场的短路，提高了酸焦油的排出效率，提升了硫铵产品的质量。
23.强制流动装置既避免了降液管堵塞，又降低了外循环母液流量和运行能耗。沿结晶室上部圆周区域均布有数个外循环母液出口，在外循环母液流量不变的情况下，增加出口数量可使每个出口流量减小，进一步解决了单一母液出口造成的流场短路、偏流和扰动等问题。以上这些因素都为生产高质量、大颗粒硫铵产品创造了充分条件。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.本发明通过增设循环套筒，有序优化了结晶室内流场，在避免流场紊乱和短路的同时，消除了原设备底部的高饱和区，更利于控制晶体的生成、成长和酸焦油的排出，得到的晶体质量高、粒径大且分布均匀。通过增设强制流动装置，有效避免了结晶室降液管堵塞，可将外循环母液量降至原工艺的30～80％，更利于节省操作费用。利用本发明的喷淋式饱和器，可得到纯度优良且圆柱状、大颗粒(尺寸范围400～3000μm)的硫铵产品，具有非常好的经济效益。
附图说明
26.图1是本发明的一种采用搅拌装置的生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器的结构示意图；
27.图中：1.吸收室 2.结晶室 3.煤气入口 4.环形通道 5.母液喷洒箱 6.内筒体7.中央出口管 8.煤气出口 9.降液管 10.循环套筒 11.搅拌装置 12.循环母液出口13.循环母液入口 14.母液喷头 15.满流管 16.满流母液入口 17.焦油出口 18.结晶出口 19.离心机母液入口 20.水入口 21.人孔。
28.图2是本发明的一种采用射流装置的生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器的结构示意图；
29.图中：1.吸收室 2.结晶室 3.煤气入口 4.环形通道 5.母液喷洒箱 6.内筒体7.中央出口管 8.煤气出口 9.降液管 10.循环套筒 11.射流装置 12.循环母液出口13.循环母液入口 14.母液喷头 15.满流管 16.满流母液入口 17.焦油出口 18.结晶出口 19.离心机母液入口 20.水入口 21.人孔。
具体实施方式
30.下面结合具体实施方式对本发明的内容作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和常用技术手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
31.实施例1：
32.如图1所示，一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器，包括吸收室1、结晶室2，吸收室1与结晶室2上下连接，吸收室1底部设有降液管9伸入结晶室2内；降液管9内设有循环套筒10，循环套管10为上下开放的筒状，循环套筒10的底部长于降液管9，并伸入到结晶区，循环套筒10的底部设有强制引流装置。
33.循环套筒10的中心轴与喷淋式饱和器的中心轴重合。
34.强制引流装置为搅拌装置11。
35.循环套筒10为圆筒型。
36.工艺过程如下：
37.待脱氨煤气从喷淋式饱和器上部的煤气入口3进入吸收室1内的环形通道4中，环形通道4上方设有充满外循环母液的环形母液喷洒箱5，当焦炉煤气在环形通道4中流动时，可利用母液喷洒箱5下方设置的若干母液喷头14对煤气进行喷洒。当煤气再次汇合并经满流母液入口16二次喷洒后，继续向上流动进入内筒体6。此后，煤气沿内筒体6和中央出口管7间的环隙通道螺旋向下运动。最后，依次从中央出口管7下部和煤气出口8流出喷淋式饱和器。吸收完煤气中氨的母液通过降液管9流入设备下部的结晶室2中。结晶室2中心设有圆柱形的循环套筒10，筒内装有搅拌装置11。结晶室2内母液在搅拌动力的作用下，以0.5～1.5m/s的流速沿循环套筒10、降液管9和结晶室2内壁间的空间流动，然后从结晶室2上部多个均布的循环母液出口12抽出，与母液加热器消除细晶的母液汇合后，从循环母液入口13进入母液喷洒箱5中循环喷淋煤气。喷淋式饱和器中部设有满流管15、焦油出口17和离心机母液入口19，结晶室2底部设有结晶出口18。为定期冲洗设备，设有若干水入口20。为定期检修设备，还设有若干人孔21。
38.生产的硫铵产品颗粒度为400～3000μm。
39.实施例2：
40.如图2所示，一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器，包括吸收室1、结晶室2，吸收室1与结晶室2上下连接，吸收室1底部设有降液管9伸入结晶室2内；降液管9内设有循环套筒10，循环套管10为上下开放的筒状，循环套筒10的底部长于降液管9，并伸入到结晶区，循环套筒10的底部设有强制引流装置。
41.循环套筒10的中心轴与喷淋式饱和器的中心轴重合。
42.强制引流装置为射流装置11。
43.循环套筒10为圆筒型。
44.工艺过程如下：
45.待脱氨煤气从喷淋式饱和器上部的煤气入口3进入吸收室1内的环形通道4中，环形通道4上方设有充满外循环母液的环形喷洒箱5，当焦炉煤气在环形通道4中流动时，可利用环形喷洒箱5下方设置的若干母液喷头14对煤气进行喷洒。当煤气再次汇合并经满流母液入口16二次喷洒后，继续向上流动进入内筒体6。此后，煤气沿内筒体6和中央出口管7间的环隙通道螺旋向下运动。最后，依次从中央出口管7下部的煤气入口和煤气出口8流出喷淋式饱和器。吸收完煤气中氨的母液通过降液管9流入设备下部的结晶室2中。结晶室2中心设有圆柱形的循环套筒10，筒内装有射流装置11。结晶室2内母液在喷射母液的作用下，以0.5～1.5m/s的流速沿循环套筒10、降液管9和结晶室2内壁间的空间流动，然后从结晶室2上部多个均布的循环母液出口12抽出，与母液加热器消除细晶的母液汇合后，从循环母液入口13进入母液喷洒箱5中循环喷淋煤气。喷淋式饱和器中部设有满流管15、焦油出口17和离心机母液入口19，结晶室2底部设有结晶出口18。为定期冲洗设备，设有若干水入口20。为定期检修设备，还设有若干人孔21。
46.生产的硫铵产品颗粒度为400～3000μm。
47.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器，包括吸收室、结晶室，所述吸收室与结晶室上下连接，所述吸收室底部设有降液管伸入结晶室内；其特征在于，所述降液管内设有循环套筒，所述循环套管为上下开放的筒状，循环套筒的底部长于降液管，并伸入到结晶区，循环套筒的底部设有强制引流装置。2.根据权利要求1所述的一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器，其特征在于，所述循环套筒的中心轴与喷淋式饱和器的中心轴重合。3.根据权利要求1所述的一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器，其特征在于，所述的强制引流装置为射流装置。4.根据权利要求1所述的一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器，其特征在于，所述的强制引流装置为搅拌装置。5.根据权利要求1所述的一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器，其特征在于，所述的循环套筒为圆筒型。6.根据权利要求1所述的一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器，其特征在于，所述结晶室上部沿圆周均布多个循环母液出口。7.根据权利要求1所述的一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器，其特征在于，所述吸收室包括外筒体、内筒体，内筒体与外筒体之间有环形通道，内筒体内设有中央出口管，中央出口管下端为煤气入口，上端为煤气出口，中央出口管侧壁上部有煤气入口；环形通道内设有母液喷洒箱，母液喷洒箱上设有母液喷头，母液喷头的喷洒方向与煤气流动方向逆流，煤气进入内筒体的一侧通道上方设有满流母液入口。8.一种如权利要求1-7其中任意一项所述的生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器的生产工艺，其特征在于，包括如下工艺：吸收室的母液由降液管流入结晶室，强制引流装置将母液由循环套筒底部沿轴向垂直流向顶部，当母液到达循环套筒顶部后，又会沿循环套筒和降液管间的环形空间向底部折返，再次到达底部后，继续沿降液管和结晶室内壁间的环形空间重新向顶部流动，直至从循环母液出口流出喷淋式饱和器。9.根据权利要求8所述的一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器的生产工艺，其特征在于，母液在循环套筒中的流速为0.5～1.5m/s。10.根据权利要求8所述的一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器的生产工艺，其特征生产的硫铵产品颗粒度为400～3000μm。

技术总结

本发明涉及一种生产大颗粒硫铵的喷淋式饱和器，包括吸收室、结晶室，所述吸收室与结晶室上下连接，所述吸收室底部设有降液管伸入结晶室内；所述降液管内设有循环套筒，所述循环套管为上下开放的筒状，循环套筒的底部长于降液管，并伸入到结晶区，循环套筒的底部设有强制引流装置。本发明通过增设循环套筒，有序优化了结晶室内流场，在避免流场紊乱和短路的同时，消除了原设备底部的高饱和区，更利于控制晶体的生成、成长和酸焦油的排出，得到的晶体质量高、粒径大且分布均匀。通过增设强制流动装置，有效避免了结晶室降液管堵塞，可将外循环母液量降至原工艺的30～80％，更利于节省操作费用。作费用。作费用。