一种高效节能碳铵生产系统

技术领域

本发明涉及一种高效节能碳铵生产系统，属于碳铵生产设备技术领域。

背景技术

现有碳铵生产设备如中国实用新型专利“授权公告号：CN220214871U；授权公告日：2023年12月22日；名称：一种面向碳减排和资源化利用的新型碳铵生产系统”和“授权公告号：CN220214872U；授权公告日：2023年12月22日；名称：一种碳酸氢铵生产用碳化反应器”所示，该碳铵生产系统中所使用的碳化反应装置采用气体分布盘对液体进行分层管理，一定程度上提高了原料反应的比例，但其依然存在两个缺陷：1、碳化反应装置内并未配设搅拌结构，其反应效率依然不够高；2、气体分布板和换热器的上表面会聚集铵盐结晶，单纯的靠碳化反应装置内的液体的缓慢流动以及二氧化碳气体由下向上的冲击，很难对这些铵盐结晶进行清除，附着的铵盐结晶一方面会对气体分布板造成堵塞，另一方也会降低换热器的性能，影响碳化反应装置的性能。

发明内容

本发明的目的是针对采用现有碳铵生产设备的上述技术缺陷，提供一种高效节能碳铵生产系统，该碳铵生产系统包括碳化反应装置、稠厚分离装置、尾气处理装置以及采用反应后的母液混合生产氨母液的混合装置，其碳化反应装置的碳化反应塔不仅对液体进行了分层，还可搅拌促进碳化反应以及避免铵盐结晶堆积在隔挡组件和换热器上，而尾气处理装置和混合装置则分别对尾气和母液进行了回收，该碳铵生产系统整体设计合理，具有原料反应彻底、碳化反应效率高、铵盐结晶不易堆积堵塞等优点，并有效对尾气和母液进行了回收利用，大大降低了碳铵生产成本。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高效节能碳铵生产系统，包括顺次配设的碳化反应装置和稠厚分离装置，碳化反应装置包括碳化反应塔，碳化反应塔包括外壳以及从上至下顺次安置在壳体内的若干个换热组件，换热组件由若干个列管换热器组成，相邻的两换热组件之间均设置有隔挡组件，隔挡组件包括以悬空的形式固定在外壳中部的锥形盖体以及同轴设置在锥形盖体外围的环形导向斜板，环形导向斜板内圈的边沿位于锥形盖体的上方，环形导向斜板外圈的边沿固定在外壳的侧壁上，环形导向斜板内圈的直径等于或小于锥形盖体外圈的直径，环形导向斜板的外圈比内圈的高度低，锥形盖体的中部设置通孔，通孔内可旋转的安置着由外壳顶部插入的竖转轴，竖转轴位于锥形盖体下侧的杆体上固定有风扇叶。

通过采用上述技术方案，提供一种高效节能碳铵生产系统。该碳铵生产系统中，碳化反应装置的碳化反应塔不仅对液体进行了分层，还可搅拌促进碳化反应以及避免铵盐结晶堆积在隔挡组件和换热器上，该碳铵生产系统整体设计合理，具有原料碳化反应彻底、碳化反应效率高、铵盐结晶不易堆积附着在隔挡组件和换热器上等优点。

本发明的进一步设置为：锥形盖体上侧竖转轴的杆体上设置有针对锥形盖体和环形导向斜板的上表面的刮擦结构。

本发明的进一步设置为：刮擦结构包括固定在竖转轴上的固定座以及固定在固定座上的锥形盖体刮擦条和环形导向斜板刮擦条，锥形盖体刮擦条的外端与固定端的连线与径向直线存在间隙，环形导向斜板刮擦条的外端与固定端的连线也与径向直线存在间隙，在竖直方向上，锥形盖体刮擦条与环形导向斜板刮擦条的倾斜方向相反。

本发明的进一步设置为：环形导向斜板刮擦条直接固定在固定座上，或者，固定在锥形盖体刮擦条上。

通过采用上述技术方案，在竖转轴上设置了针对锥形盖体和环形导向斜板上表面的刮擦结构，该刮擦结构不仅能对锥形盖体和环形导向斜板上表面进行刮擦，还能在刮擦过程中分别将锥形盖体和环形导向斜板上表面的铵盐结晶向各自的落料边沿推送。

本发明的进一步设置为：环形导向斜板上设置有第一径向卸料口，锥形盖体上设置有第二径向卸料口，第一径向卸料口与第二径向卸料口在竖向方向上错开布置。

通过采用上述技术方案，在环形导向斜板和锥形盖体上设置了相互错开的径向卸料口，可在保证良好的对液体进行分层的前提下，可更进一步方便刮擦结构的刮擦落料。

本发明的进一步设置为：环形导向斜板的主板体与锥形盖体的板体相互平行，环形导向斜板与外壳的内壁采用弧形板圆滑过渡。

本发明的进一步设置为：锥形盖体采用斜横连杆实现与外壳的固定。

通过采用上述技术方案，对环形导向斜板与锥形盖体的位置连接关系进行了限定。

本发明的进一步设置为：碳化反应装置中还包括预反应塔，预反应塔与碳化反应塔的结构原理完全相同，预反应塔侧壁底部的进气口与碳化反应塔顶部的排气口接通，预反应塔侧壁底部的出液口与碳化反应塔侧壁顶部的进液口接通，预反应塔的进液口与氨母液进管接通。

通过采用上述技术方案，为碳化反应塔增设了预反应塔，预反应塔可有效加速反应效率。

本发明的进一步设置为：预反应塔顶部的出气口与尾气处理装置接通，尾气处理装置的尾气排出管分别与尾气循环管和尾气排空管接通，尾气循环管和尾气排空管分别配设有电磁阀，尾气循环管的另一端与二氧化碳原料气进气管接通，二氧化碳原料气进气管的出气端通过压缩机与碳化反应塔侧壁底部的进气口接通。

通过采用上述技术方案，对尾气处理装置的位置连接关系进行了限定。

本发明的进一步设置为：稠厚分离装置的进料口与碳化反应塔侧壁底部的出料口接通，稠厚分离装置分离出的母液排进混合装置，混合装置将母液与氨气混合制成氨母液，所示混合装置内的氨母液经输送泵与氨母液进管接通。

通过采用上述技术方案，对混合装置具体的位置连接关系进行了限定。

本发明主要的有益效果是：

1、本发明碳铵生产系统中，碳化反应装置的碳化反应塔不仅对液体进行了分层，还可搅拌促进碳化反应以及避免铵盐结晶堆积在隔挡组件和换热器上，该碳铵生产系统整体设计合理，具有原料碳化反应彻底、碳化反应效率高、铵盐结晶不易堆积附着在隔挡组件和换热器上等优点；

2、本发明碳铵生产系统中，碳化反应装置的碳化反应塔在竖转轴上设置了针对锥形盖体和环形导向斜板上表面的刮擦结构，该刮擦结构不仅能对锥形盖体和环形导向斜板上表面进行刮擦，还能在刮擦过程中分别将锥形盖体和环形导向斜板上表面的铵盐结晶向各自的落料边沿推送；

3、本发明碳铵生产系统中，碳化反应装置的碳化反应塔在环形导向斜板和锥形盖体上设置了相互错开的径向卸料口，可在保证良好的对液体进行分层的前提下，可更进一步方便刮擦结构的刮擦落料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明生产系统原理的示意图；

图2是本发明中碳化反应塔内部的结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是图2中C-C剖面的结构示意图；

图5是图2中B处的放大图；

图6是图2中D-D剖面的结构示意图。

图中，1、压缩机；2、碳化反应塔；3、预反应塔；4、稠厚分离装置；5、尾气处理装置；6、混合装置；7、泵；8、氨母液进管；9、尾气循环管；10、尾气排空管；11、二氧化碳原料气进气管；21、外壳；22、进液口；23、驱动电机；24、出气口；25、竖转轴；26、列管换热器；27、环形导向斜板；271、第一径向卸料口；28、锥形盖体；281、第二径向卸料口；29、风扇叶；30、固定座；31、锥形盖体刮擦条；321、环形导向斜板直刮擦条；322、环形导向斜板弯刮擦条；33、进气口；34、出液口。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1至图4所示，一种高效节能碳铵生产系统，包括顺次配设的碳化反应装置和稠厚分离装置4，碳化反应装置包括碳化反应塔2和预反应塔3，预反应塔3与碳化反应塔2的结构原理完全相同，预反应塔3侧壁底部的进气口与碳化反应塔2顶部的排气口接通，预反应塔3侧壁底部的出液口与碳化反应塔2侧壁顶部的进液口接通，预反应塔3的进液口与氨母液进管8接通。预反应塔3顶部的出气口与尾气处理装置5接通，尾气处理装置5的尾气排出管分别与尾气循环管9和尾气排空管10接通，尾气循环管9和尾气排空管10分别配设有电磁阀，尾气循环管9的另一端与二氧化碳原料气进气管11接通，二氧化碳原料气进气管11的出气端通过压缩机1与碳化反应塔2侧壁底部的进气口接通。稠厚分离装置4的进料口与碳化反应塔2侧壁底部的出料口接通，稠厚分离装置4分离出的母液排进混合装置6，混合装置6将母液与氨气混合制成氨母液，所示混合装置6内的氨母液经输送泵与氨母液进管8接通。

碳化反应塔2包括外壳21以及从上至下顺次安置在壳体21内的若干个换热组件，换热组件由若干个列管换热器26组成，相邻的两换热组件之间均设置有隔挡组件，隔挡组件包括以悬空的形式固定在外壳21中部的锥形盖体28以及同轴设置在锥形盖体28外围的环形导向斜板27，锥形盖体28采用斜横连杆实现与外壳21的固定，环形导向斜板27内圈的边沿位于锥形盖体28的上方，环形导向斜板27外圈的边沿固定在外壳21的侧壁上，环形导向斜板27内圈的直径等于或小于锥形盖体28外圈的直径，环形导向斜板27的外圈比内圈的高度低，锥形盖体28的中部设置通孔，通孔内可旋转的安置着由外壳21顶部插入的竖转轴25，竖转轴25位于锥形盖体28下侧的杆体上固定有风扇叶29。环形导向斜板27的主板体与锥形盖体28的板体相互平行，环形导向斜板27与外壳21的内壁采用弧形板圆滑过渡。

锥形盖体28上侧竖转轴25的杆体上设置有针对锥形盖体28和环形导向斜板27的上表面的刮擦结构。刮擦结构包括固定在竖转轴25上的固定座30以及固定在固定座30上的锥形盖体刮擦条31和固定在锥形盖体刮擦条31上的环形导向斜板直刮擦条321，锥形盖体刮擦条31的外端与固定端的连线与径向直线存在间隙，环形导向斜板刮直擦条321的外端与固定端的连线也与径向直线存在间隙，在竖直方向上，锥形盖体刮擦条31与环形导向斜板刮擦条的倾斜方向相反。环形导向斜板27上设置有第一径向卸料口271，锥形盖体28上设置有第二径向卸料口281，第一径向卸料口271与第二径向卸料口281在竖向方向上错开布置。

实施例二：

如图5和图6，实施例二与实施例一的区别在于，刮擦结构包括固定在竖转轴25上的固定座30以及固定在固定座30上的锥形盖体刮擦条31和环形导向斜板弯刮擦条322。

碳铵生产系统的使用原理：

二氧化碳原料气经压缩机1压缩后送入碳化反应塔2内进行碳化反应，碳化反应塔2内未充分反应的二氧化碳气体经出气口进入预反应塔3内与氨母液进行预反应，预反应塔3的排出尾气经尾气处理5的处理后，直接经尾气排空管10排向大气，或者经尾气循环管9排向二氧化碳原料气进气管11，再经压缩机1进入碳化反应塔2内；预反应塔3反应后的液体经泵7排进碳化反应塔2内，碳化反应塔2内反应后的液体经泵7排进稠厚分离装置4进行碳铵产品与母液的分离，稠厚分离装置4分离出的母液进入混合装置6内与氨混合，制成氨母液，氨母液再通过泵7输送到氨母液进管8，再由氨母液进管8进入预反应塔3进行预反应。

碳化反应塔的使用原理：

二氧化碳原料气经碳化反应塔2侧壁底部的进气口33进入，氨母液经碳化反应塔2侧壁顶部的进液口22进入，反应后的液体经碳化反应塔2侧壁底部的出液口34排出，反应后的气体经碳化反应塔2顶部的排气口24排出；氨母液进入碳化反应塔2内部后，逐步下移，二氧化碳原料气进入碳化反应塔2内部后，逐步上移，上移的过程中，锥形盖体28会对部分气体进行截留，此时，用电机23带动竖转轴25旋转，可带动风扇叶29将截留的部分气体再充进液体中进行反应，风扇叶29的搅拌和推送不仅可加速液体与二氧化碳气体的混合，还可对液体进行搅动，能一定程度避免铵盐结晶附着在换热器上，另一方面，旋转的竖转轴25还会带动刮擦结构对锥形盖体28和环形导向斜板27的上表面进行刮擦，由于刮擦结构的推送物料的侧壁与径向直线存在夹角，刮擦结构在旋转的过程中可将铵盐结晶向落料边沿推送，再结合锥形盖体28和环形导向斜板27上径向卸料口的配设，可顺畅实现铵盐结晶的顺畅落料。