一种连续生产三聚氰酸的系统 |
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| 申请号 | CN202322324185.9 | 申请日 | 2023-08-28 | 公开(公告)号 | CN220715815U | 公开(公告)日 | 2024-04-05 |
| 申请人 | 国家能源聊城发电有限公司; 国能(山东)能源环境有限公司; | 发明人 | 孟衍; 刘泽阳; 刘真; | ||||
| 摘要 | 本实用新型涉及一种连续生产三聚氰酸的系统，该系统包括：回转式反应器，所述回转式反应器包括物料入口和物料出口； 破碎 球，设置在破碎球储存装置内部，用于与尿素进入所述回转式反应器进行反应；震动筛分器，设置在所述回转式反应器的物料出口下方，用于将所述 热解 产物中的热解产物和破碎球分离开；储料仓，设置在所述震动筛分器的下方，用于储存经所述震动筛分器分离得到的热解产物。采用本实用新型的系统，设备整体占地小，投资低；不仅能够提升经济效应，还能够实现连续性的全自动化生产三聚氰酸。并且，得到的三聚氰酸产品在破碎球的破碎作用下，无需进行破碎处理，能够简化工艺。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种连续生产三聚氰酸的系统，其特征在于，该系统包括： |
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| 说明书全文 | 一种连续生产三聚氰酸的系统技术领域[0001] 本实用新型涉及三聚氰酸制备技术领域，具体地，涉及一种连续生产三聚氰酸的系统。 背景技术[0002] 三聚氰酸又称为异氰脲酸或氰尿酸，是一种三嗪类有机化合物。目前三聚氰酸常规生产工艺为隧道窑尿素热解工艺，尿素用瓷盆装在小车内，排队推入隧道窑中，经过长达48‑72h的反应时间，小车从隧道窑出口推出，得到三聚氰酸含量70％左右的混合物。该工艺反应时间长，生产所需的隧道窑长度在50米以上，占地面积大、投资成本高。 实用新型内容 [0003] 本实用新型的目的是提供一种连续生产三聚氰酸的系统，以解决现有技术中存在的反应时间长，隧道窑占地面积大和投资成本高的问题。 [0004] 为了实现上述目的，本实用新型提供一种连续生产三聚氰酸的系统，该系统包括： [0005] 回转式反应器，所述回转式反应器包括物料入口和物料出口，以使反应物经物料入口进入回转式反应器进行热解处理，并使得到的包含破碎球和热解产物的混合物料由物料出口排出； [0006] 进料装置，包括尿素储存装置和破碎球储存装置，所述尿素储存装置的出口和破碎球储存装置的出口分别与所述回转式反应器的物料入口连通； [0007] 破碎球，设置在所述破碎球储存装置内部，用于与尿素进入所述回转式反应器进行反应； [0008] 震动筛分器，设置在所述回转式反应器的物料出口下方，用于将所述热解产物中的热解产物和破碎球分离开； [0009] 储料仓，设置在所述震动筛分器的下方，用于储存经所述震动筛分器分离得到的热解产物。 [0010] 可选地，所述回转式反应器的窑体为等直径的圆柱形筒体，所述圆柱形筒体的长度为8～12m、直径为2～4m、厚度为8mm以上。 [0012] 可选地，在所述回转式反应器的窑体内壁上沿着其周向设有多个抄板且所述抄板的板面垂直于窑体轴向；多个抄板沿所述窑体的轴线方向设置多组，用于提升破碎球的翻滚效果。 [0013] 可选地，所述抄板沿着所述窑体径向方向的长度为5～10cm、沿所述窑体轴向方向的长度为30～50cm。 [0016] 可选地，该系统还包括引风机和氨气处理装置；所述回转式反应器包括高温烟气入口和气相产物出口；所述回转式反应器的高温烟气入口与高温烟气源连通，所述回转式反应器的气相产物出口与所述引风机的入口连通；所述引风机的出口与所述氨气处理装置的入口连通。 [0017] 可选地，所述震动筛分器中的筛网设置方向与水平方向的夹角β为10～15°；所述震动筛分器中筛网的孔径为5mm以下。 [0018] 可选地，该系统还包括酸洗装置，所述储料仓的出口与所述酸洗装置的出口连通，以使热解产物能够进入所述酸洗装置中进行酸洗处理，得到三聚氰酸产品。 [0019] 通过上述技术方案，使尿素和破碎球进入回转式反应器进行热解处理，以生产三聚氰酸。本实用新型使用回转式反应器代替现有技术中的隧道窑，设备整体占地小，投资低；不仅能够提升经济效应，还能够实现连续性的全自动化生产三聚氰酸，还能够提升。同时，使用破碎球和尿素同时加入的方式，利用钢球的重力势能和滚动时的冲击力击破粘壁的尿素，能够避免尿素粘壁的问题，并且，得到的三聚氰酸产品在破碎球的破碎作用下，无需进行破碎处理，能够简化工艺。 [0022] 图1是本实用新型一种连续生产三聚氰酸的系统的示意图。 [0023] 附图标记说明 [0024] 1、物料入口；2、回转式反应器；3、震动筛分器；4、储料仓；5、引风机。 具体实施方式[0025] 以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。 [0026] 在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置在正常使用状态下的上和下，例如参考图1的图面方向；“内、外”是指相对于装置轮廓而言的。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。 [0027] 如图1所示，本实用新型第一方面提供一种连续生产三聚氰酸的方法，该方法包括：使尿素和破碎球经物料入口1进入回转式反应器2进行热解处理，得到包含破碎球和热解产物的混合物料和气相产物；使所述混合物料经物料出口进入震动筛分器3进行震动分离，并使得到的热解产物进入储料仓4。 [0028] 通过上述技术方案，使尿素和破碎球进入回转式反应器进行热解处理，以生产三聚氰酸。本实用新型使用回转式反应器代替现有技术中的隧道窑，设备整体占地小，投资低；不仅能够提升经济效应，还能够实现连续性的全自动化生产三聚氰酸，还能够提升。同时，使用破碎球和尿素同时加入的方式，利用破碎球的重力势能和滚动时的冲击力击破粘壁的尿素，能够避免尿素粘壁的问题，并且，得到的热解产物在破碎球的破碎作用下，无需进行破碎处理，能够简化工艺。 [0029] 本实用新型采用上述方法进行连续生产三聚氰酸的系统包括： [0030] 回转式反应器2，所述回转式反应器2包括物料入口1和物料出口，以使反应物经物料入口1进入回转式反应器2进行热解处理，并使得到的包含破碎球和热解产物的混合物料由物料出口排出； [0031] 进料装置，包括尿素储存装置和破碎球储存装置，所述尿素储存装置的出口和破碎球储存装置的出口分别与所述回转式反应器2的物料入口1连通； [0032] 破碎球，设置在所述破碎球储存装置内部，用于与尿素进入所述回转式反应器2进行反应； [0033] 震动筛分器3，设置在所述回转式反应器2的物料出口下方，用于将所述热解产物中的热解产物和破碎球分离开； [0034] 储料仓4，设置在所述震动筛分器3的下方，用于储存经所述震动筛分器3分离得到的热解产物。 [0035] 本实用新型所使用的回转式反应器2为本领域常规选择，本申请不做特殊要求，例如，本实用新型所使用的回转式反应器2包括窑体、滚圈、托轮及托轮轴、挡轮和传动装置。 [0036] 其中，为了窑体为等直径的圆柱形筒体，所述圆柱形筒体的厚度为8mm以上。圆柱形筒体的长度和直径可以根据实际生产量灵活的选择，具体的，相对于1t/h的所述三聚氰酸产品，所述圆柱形筒体的长度为8～12m、直径为2～4m。另外，为了使窑体腔室内部的反应物料能够在重力的作用下向出口移动，需要使窑体倾斜一定角度，具体的，所述回转式反应器2的窑体轴向与水平方向的夹角α为2～3°。 [0037] 其中，滚圈并不直接套在窑体上，而是通过底座垫板安装在窑体上，其作用是加固窑体，同时可以将筒体的重量传给托轮，一般有5到8个滚圈。 [0039] 其中，挡轮为一限制装置，限制窑体在托轮上的位置。 [0040] 其中，传动装置用于带动回转窑体转动。 [0041] 其中，为了提升回转式反应器2的搅拌效果和热解反应的性能，可以在圆柱形筒体的内壁上沿着其周向设置多个抄板且所述抄板的板面垂直于窑体轴向；多个抄板沿所述窑体的轴线方向设置多组。所述抄板的形状可以为本领域常规选择，优选为“1字形抄板。另外，多个抄板的尺寸可以相同，也可以不同，优选为相同的尺寸。具体的，所述抄板沿着所述窑体径向方向的长度为5～10cm、沿所述窑体轴向方向的长度为30～50cm、厚度为0.4～0.6cm。在该实施方式中，有助于钢球的翻滚，提高破碎效率，提高破粘效果。 [0042] 在该实施方式中，采用上述装置进行热解处理，能够提升尿素热解处理的效果，并且能够降低设备占地和投资。其中，所述热解处理的条件包括：反应温度为250～290℃，优选为260～270℃；反应时间为40～60min，优选为40～50min；所述尿素和所述破碎球进料的重量比为(3～5)：1，优选为3.5：1；所述回转式反应器2转速为15～20转/min，优选为15转/min。 [0043] 其中，该系统还包括引风机5和氨气处理装置；所述回转式反应器2包括高温烟气入口和气相产物出口；所述回转式反应器2的高温烟气入口与高温烟气源连通，所述回转式反应器2的气相产物出口与所述引风机5的入口连通；所述引风机5的出口与所述氨气处理装置的入口连通。 [0044] 其中，高温烟气入口可以设置在靠近物料入口1处，也可以设置在靠近物料出口处，优选的，所述高温烟气入口设置在靠近物料出口处，以使高温烟气能够逆着物料移动方向流动，能够提升热解处理的反应效果。 [0045] 在该实施方式中，本实用新型的方法还包括，使高温烟气经高温烟气入口进入回转式反应器2中参与热解处理，使所述热解处理产生的气相产物随着高温烟气经引风机进入氨气处理装置进行氨气处理，得到氨气产品。其中，氨气处理装置和氨气处理的方法均为本领域常规选择，本申请不做特殊要求；得到的氨气产品的纯度为20～35体积％。 [0046] 本实用新型所使用的尿素储存装置和破碎球储存装置为本领域常规选择，本申请不做特殊要求，只需保证尿素和破碎球一同经物料入口1进入回转式反应器2即可。 [0047] 本实用新型所使用的破碎球为钢球，所述钢球直径为10～30mm。为了避免钢球不被尿素或者在反应过程中产生的产物腐蚀，需要对钢球的材质进行限定，具体的，所述钢球的材质选自316L不锈钢、309S不锈钢、310S不锈钢、904L不锈钢、316Ti不锈钢、317L不锈钢、317H不锈钢和304H不锈钢中的一种或几种，优选为316L不锈钢。 [0048] 在该实施方式中，在尿素热解处理过程中使用钢球，钢球和尿素同时加入时，利用钢球的重力势能和滚动时的冲击力击破粘壁的尿素，能够解决尿素粘壁的问题；并且，钢球兼还具有破碎的作用，得到的三聚氰酸产品能够无需破碎即可进入酸洗工艺，省掉了一道工艺环节，进而能够节约成本；另外，钢球还可以循环使用。 [0049] 本实用新型所使用的震动筛分器3包括筛网和震动装置。 [0050] 其中，筛网的孔径可以根据钢球的尺寸选择，仅需使筛网的孔径小于钢球的直径即可，具体的，所述震动筛分器3的孔径为5mm以下。 [0051] 其中，为了进一步提升钢球与三聚氰酸产品的分离效果，可以使筛网倾斜一定角度，具体的，所述震动筛分器3中的筛网设置方向与水平方向的夹角β为10～15°。 [0052] 其中，所述震动装置为本领域常规装置，本申请不做特殊要求。 [0053] 在上述实施方式中，包含破碎球和热解产物的混合物料由物料出口输送至震动筛分器3的筛网上，筛网经震动装置产生的震动，使混合物料中的热解产物与钢球分离开。其中，分离得到的热解产物进入储料仓4，分离得到的钢球在重力的作用下沿着筛网移动至钢球回收装置。另外，使所述钢球回收装置内回收的钢球返回至破碎球储存装置。 [0054] 本实用新型的系统还包括酸洗装置，所述储料仓4的出口与所述酸洗装置的出口连通，以使热解产物能够进入所述酸洗装置中进行酸洗处理，得到三聚氰酸产品。在该实施方式中，进入储料仓4中的热解产物中三聚氰酸的含量为70～75wt％。经过酸洗处理后得到的三聚氰酸产品的纯度为98～99.5wt％。 [0055] 一种实施方式中，如图1所示，连续生产三聚氰酸的方法包括： [0056] 使钢球和尿素经物料入口1一同加入至回转式反应器2中进行热解处理，得到包含破碎球和热解产物的混合物料和气相产物；所述热解处理的条件包括：反应温度为250～290℃，反应时间为40～60min，所述尿素和所述破碎球进料的重量比为(3～5)：1，所述回转式反应器2转速为15～20转/min。 [0057] 包含破碎球和热解产物的混合物料由物料出口输送至震动筛分器3的筛网上，筛网经震动装置产生的震动，使混合物料中的热解产物与钢球分离开。其中，分离得到的热解产物进入储料仓4，分离得到的钢球在重力的作用下沿着筛网移动至钢球回收装置。另外，使所述钢球回收装置内回收的钢球返回至破碎球储存装置。 [0058] 使高温烟气经高温烟气入口进入回转式反应器2中参与热解处理，使所述热解处理产生的气相产物随着高温烟气经引风机进入氨气处理装置进行氨气处理，得到氨气产品。 [0059] 使热解产物由储料仓4的出口进入酸洗装置进行酸洗处理，得到三聚氰酸产品。 [0060] 下面通过实施例来进一步说明本实用新型，但是本实用新型并不因此而受到任何限制。 [0061] 实施例1 [0062] 连续生产三聚氰酸的系统如图1所示，该系统包括回转式反应器2、震动筛分器3和储料仓4组成；回转式反应器2的窑体的参数：长度为10m、直径3m、壁厚为8mm；回转式反应器2的窑体内壁上设有多个“1字形”抄板，抄板的高度为10cm、长度30cm、为厚度0.4cm；破碎球为材质是316L不锈钢的钢球，钢球的直径为2.5cm；回转式反应器2的窑体轴向与水平方向的夹角α为2°。震动筛分器3的筛网的孔径为5mm且震动筛分器3中的筛网设置方向与水平方向的夹角β为10°。 [0063] 连续生产三聚氰酸的方法包括： [0064] 使钢球和尿素经物料入口1一同加入至回转式反应器2中进行热解处理，得到包含破碎球和热解产物的混合物料和气相产物；所述热解处理的条件包括：反应温度为260℃，反应时间为60min，所述尿素和所述破碎球进料的重量比为3.5：1，所述回转式反应器2转速为15转/min。 [0065] 包含破碎球和热解产物的混合物料由物料出口输送至震动筛分器3的筛网上，筛网经震动装置产生的震动，使混合物料中的热解产物与钢球分离开。其中，分离得到的热解产物进入储料仓4，分离得到的钢球在重力的作用下沿着筛网移动至钢球回收装置。另外，使所述钢球回收装置内回收的钢球返回至破碎球储存装置。所述热解产物的纯度为73.68wt％，所述三聚氰酸产品的纯度为98.5wt％。 [0066] 使高温烟气经高温烟气入口进入回转式反应器2中参与热解处理，使所述热解处理产生的气相产物随着高温烟气经引风机进入氨气处理装置进行氨气处理，得到氨气产品。氨气产品的纯度为25.78体积％。 [0067] 使热解产物由储料仓4的出口进入酸洗装置进行酸洗处理，得到三聚氰酸产品。 [0068] 对比例1 [0069] 三聚氰酸常规生产工艺为隧道窑尿素热解工艺，尿素用瓷盆装在小车内，排队推入隧道窑中，经过长达48‑72h的反应时间，小车从隧道窑出口推出，得到三聚氰酸含量70％左右的混合物。生产所需的隧道窑长度在50米以上。 [0070] 根据实施例1和对比例1的数据进行比较可知，采用本实用新型的系统，设备整体占地小，投资低；不仅能够提升经济效应，还能够实现连续性的全自动化生产三聚氰酸。并且，得到的三聚氰酸产品在破碎球的破碎作用下，无需进行破碎处理，能够简化工艺。 [0071] 以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。 [0072] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。 [0073] 此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。 |
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