專利名稱：利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法及隧道式裂解爐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法及隧道式裂解爐裝置，屬于固相法氰脲酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氰尿酸CA (又名異氰脲酸或三聚氰酸)為環(huán)狀三酰亞胺，環(huán)上的N、C、0都可以起化學(xué)反應(yīng)，其產(chǎn)品可形成多種氰尿酸衍生物和作為耐高溫、阻燃與潤滑合成材料的原料。國內(nèi)生產(chǎn)廠家及用戶上百家，最大生產(chǎn)能力超萬噸，約50%產(chǎn)量(部分加工成氰尿酸衍生物)出口國外。近年來，氰尿酸及其衍生物的生產(chǎn)工藝、品種開發(fā)迅速發(fā)展，常見產(chǎn)品有:二氯異氰尿酸鈉(優(yōu)氯凈)、三氯異氰尿酸、噻克(THEIC)、呔嗶克(TGIC)、交聯(lián)劑(TAIC)、抗氧劑3114、阻燃劑MCA、油漆等，充分顯示它巨大市場潛力而受到人們重視。傳統(tǒng)的氰尿酸生產(chǎn)工藝是尿素?zé)崃呀?尿素?zé)峤夥?，即以尿素與裂解助劑為原料，經(jīng)燃煤煙道氣高溫脫氨、聚合而得粗品氰脲酸；粗品氰脲酸經(jīng)強酸精制、冷卻、固液分離、干燥而得成品。這種工藝尿素裂解能耗高(國內(nèi)氰脲酸行業(yè)固相法工藝其單位消耗燃煤
0.45噸)，粗品中氰尿酸含量低，含量55 65%，這就導(dǎo)致粗品精制酸耗高，蒸汽消耗大，成品純度低且不穩(wěn)定，整項工藝收得低(70 75%)缺陷。尿素轉(zhuǎn)化成氰脲酸的化學(xué)方程式:
6 (NH2)2CO — C3N6H6` (氰脲酸)+ 3C02 + 6ΝΗ3 目前，在冶金高爐、加熱爐、煉焦；玻璃、陶瓷爐窯以及熱電廠、鋼鐵廠、石油化工、焦化廠等工廠排放的溫度超200°C廢氣，大都直接排入大氣，不僅將廢氣熱源白白浪費，還造成熱輻射污染。另外,在硫酸企業(yè)生產(chǎn)的二氧化硫900°C氣體,工藝要求必須將多余的熱量移走，現(xiàn)有方法是采用余熱鍋爐將二氧化硫氣體降至450°C后進(jìn)轉(zhuǎn)化塔，二氧化硫氣體所釋放的大量熱能，只轉(zhuǎn)化成鍋爐蒸汽，熱能利用價值低。轉(zhuǎn)化塔出口的三氧化硫450°C中溫氣體，工藝要求需進(jìn)行降溫至100°C以下進(jìn)入稀硫酸吸收塔吸收成98%硫酸或煙酸，現(xiàn)大多數(shù)企業(yè)采用列管空氣降溫形式將三氧化硫氣體熱源外排而白白浪費掉，且造成熱輻射污染。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決傳統(tǒng)的固相法氰尿酸生產(chǎn)工藝存在尿素裂解能耗高，粗品中氰尿酸含量低，成品純度低且不穩(wěn)定，工藝收得低等缺陷，提出利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法及隧道式裂解爐裝置，將以上問題加以解決。本發(fā)明的技術(shù)方案在于:一種利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法，該方法是利用工業(yè)廢熱替代燃煤煙道氣作為尿素裂解時的熱源來生產(chǎn)氰脲酸粗品。具體地說就是:工業(yè)廢熱通過隧道式裂解爐裝置轉(zhuǎn)化為尿素裂解時的熱源。其中隧道式裂解爐裝置，包括具有外套層的中間套管，所述中間套管的進(jìn)料端設(shè)置有尿素及裂解助劑輸送裝置，以利輸入尿素及裂解助劑；所述中間套管的出料端設(shè)置有氰脲酸粗品輸出裝置；所述中間套管的中部連接有若干根氨氣排出管路；位于中間套管進(jìn)料端一側(cè)的外套層上連接有工業(yè)廢熱輸入管，位于中間套管出料端一側(cè)的外套層上連接有工業(yè)廢熱輸出管。這里需要說明的是:所述工業(yè)廢熱包括冶金高爐、加熱爐和煉焦產(chǎn)生的廢氣廢熱；包括玻璃、陶瓷爐窯產(chǎn)生的廢氣廢熱；包括熱電廠、鋼鐵廠、石油化工或焦化廠等工廠外排的廢氣廢熱；包括硫酸企業(yè)生產(chǎn)時的二氧化硫和三氧化硫高、中溫氣體所釋放化學(xué)能而形成廢氣廢熱。所述廢氣廢熱的溫度超過200°C。所述工業(yè)廢熱中的高、中溫氣體是指高溫氣體 45(T900°C，中溫氣體 20(T450°C。本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于:一種隧道式裂解爐裝置，包括具有外套層的中間套管，所述中間套管的進(jìn)料端設(shè)置有尿素及裂解助劑輸送裝置，以利輸入尿素及裂解助劑；所述中間套管的出料端設(shè)置有氰脲酸粗品輸出裝置；所述中間套管的中部連接有若干根氨氣排出管路；位于中間套管進(jìn)料端一側(cè)的外套層上連接有工業(yè)廢熱輸入管，位于中間套管出料端一側(cè)的外套層上連接有工業(yè)廢熱輸出管。所述中間套管橫截面為圓形環(huán)或矩形環(huán)。所述外套層由中間套管和外套管共同構(gòu)成，所述外套管的橫截面為圓形或矩形，所述外套管的外側(cè)設(shè)置有保溫層。利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法及隧道式裂解爐裝置也適用于部分化工產(chǎn)品可參照類式方式將工業(yè)廢熱轉(zhuǎn)化為吸收反應(yīng)的熱源并取得同樣效果。本發(fā)明的有益效果在于:本項發(fā)明是將超200°C以上各種氣體(氣體分布領(lǐng)域廣泛，容易獲得)加以利用，這些中、高溫氣體通過隧道式裂解爐裝置轉(zhuǎn)化為尿素裂解時的熱源，氰脲酸粗品裂解能耗為零(單項裂解能耗可節(jié)約0.45噸X 1400元/噸=630元，按現(xiàn)價燃煤1400元/噸計)，同時粗品氰脲酸含量高且穩(wěn)定，精制時酸耗低，蒸汽消耗小，生產(chǎn)效率高，這些都大大節(jié)約了氰脲酸產(chǎn)品生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品市場競爭力；因沒有使用燃煤煙道氣，整項工藝操作簡單，操作環(huán)境良好。本發(fā)明將工業(yè)廢熱“變廢為寶”加以利用，因其節(jié)能降耗、氰脲酸產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本 低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定純度高，具有良好的經(jīng)濟效益；同時該項工藝具有新穎性與創(chuàng)造性，充分體現(xiàn)環(huán)保理念；該工藝已在年產(chǎn)2000噸氰脲酸生產(chǎn)線上得到實際應(yīng)用，也開辟國內(nèi)生產(chǎn)氰尿酸產(chǎn)品新途徑、新方法。


圖1為隧道式裂解爐裝置的縱剖結(jié)構(gòu)示意圖。標(biāo)號說明:1 一中間套管 2 —外套管 3 —尿素及裂解助劑輸送裝置 4 一氰脲酸粗品輸出裝置5—氨氣排出管路 6—工業(yè)廢熱輸入管 7—工業(yè)廢熱輸出管
8一保溫層 9 一滑軌。
具體實施例方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。如圖1所示，一種隧道式裂解爐裝置，包括具有外套層的中間套管1，所述中間套管I橫截面為圓形環(huán)或矩形環(huán)等形狀。所述外套層由中間套管I和外套管2共同構(gòu)成，所述外套管2的橫截面為圓形或矩形。所述中間套管I的進(jìn)料端設(shè)置有尿素及裂解助劑輸送裝置3，以利輸入尿素及裂解助劑；所述中間套管I的出料端設(shè)置有氰脲酸粗品輸出裝置4 ；所述中間套管I的中部連接有若干根氨氣排出管路；位于中間套管I進(jìn)料端一側(cè)的外套層上連接有工業(yè)廢熱輸入管6，位于中間套管I出料端一側(cè)的外套層上連接有工業(yè)廢熱輸出管7。在本實施例中，所述的尿素及裂解助劑輸送裝置3和氰脲酸粗品輸出裝置4均為可在滑軌上滑動的層架，所述滑軌水平穿過中間套管1，且位于內(nèi)腔底部。必要的時候，可以在中間套管I的進(jìn)料端和出料端出設(shè)置有隔熱門。實例1 硫酸企業(yè)焚硫爐或沸騰爐生產(chǎn)的二氧化硫90(TC氣體從工業(yè)廢熱輸入管6通入，經(jīng)隧道式裂解爐裝置后二氧化硫氣體降至450°C，并從工業(yè)廢熱輸出管7排出，最后450°C二氧化硫氣體進(jìn)轉(zhuǎn)化塔。與此同時，尿素及裂解助劑從尿素及裂解助劑輸送裝置3輸入，裂解反應(yīng)的粗品氰脲酸從氰脲酸粗品輸出裝置4輸出，氰脲酸粗品含量75 85%。氨氣排出管路5中的氨氣采用引風(fēng)機集中收集方式，而后進(jìn)稀硫酸釜生成硫酸銨產(chǎn)品。實例2
硫酸企業(yè)生產(chǎn)時，從轉(zhuǎn)化塔出口的三氧化硫450°C中溫氣體從工業(yè)廢熱輸入管6通入，經(jīng)隧道式裂解爐裝置后三氧化硫氣體溫度降至200°C ，并從工業(yè)廢熱輸出管7排出，按工藝要求經(jīng)列管空氣降溫形式降溫至100°C以下進(jìn)入稀硫酸吸收塔吸收成98%硫酸或煙酸。與此同時，尿素及裂解助劑從尿素及裂解助劑輸送裝置3輸入，裂解反應(yīng)的粗品氰脲酸從氰脲酸粗品輸出裝置4輸出，粗品氰脲酸含量65 80%。氨氣排出管路5中的氨氣采用引風(fēng)機集中收集方式，而后進(jìn)稀硫Ife圣生成硫Ife按廣品。工業(yè)廢熱作為固相法氰脲酸生產(chǎn)過程裂解熱源的工藝及裝置，也適用于部分化工產(chǎn)品可參照類式方式將工業(yè)廢熱轉(zhuǎn)化為吸收反應(yīng)的熱源并取得同樣效果?？梢岳斫獾氖牵瑢Ρ绢I(lǐng)域技術(shù)人員來說，對本發(fā)明的技術(shù)方案及發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的技術(shù)要求保護范圍。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法，其特征在于:利用工業(yè)廢熱替代燃煤煙道氣作為尿素裂解時的熱源來生產(chǎn)氰脲酸粗品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法，其特征在于:所述工業(yè)廢熱通過隧道式裂解爐裝置轉(zhuǎn)化為尿素裂解時的熱源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法，其特征在于:所述工業(yè)廢熱包括冶金高爐、加熱爐和煉焦產(chǎn)生的廢氣廢熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法，其特征在于:所述工業(yè)廢熱包括玻璃、陶瓷爐窯產(chǎn)生的廢氣廢熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法，其特征在于:所述工業(yè)廢熱包括工廠外排的廢氣廢熱，所述工廠為熱電廠、鋼鐵廠、石油化工或焦化廠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法，其特征在于:所述工業(yè)廢熱包括硫酸企業(yè)生產(chǎn)時的二氧化硫和三氧化硫高、中溫氣體所釋放化學(xué)能而形成廢氣廢熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-6中任一項所述的利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法，其特征在于:所述廢氣廢熱的溫度超過200°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法，其特征在于:所述工業(yè)廢熱中的高、中溫氣體是指高溫氣體45(T900°C，中溫氣體20(T450°C。
9.一種隧道式裂解爐裝置，包括具有外套層的中間套管，其特征在于，所述中間套管的進(jìn)料端設(shè)置有尿素及裂解助劑輸送裝置，以利輸入尿素及裂解助劑；所述中間套管的出料端設(shè)置有氰脲酸粗品輸出裝置；所述中間套管的中部連接有若干根氨氣排出管路；位于中間套管進(jìn)料端一側(cè)的外套層上連接有工業(yè)廢熱輸入管，位于中間套管出料端一側(cè)的外套層上連接有工業(yè)廢熱輸出管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道式裂解爐裝置，其特征在于，所述中間套管橫截面為圓形環(huán)或矩形環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用工業(yè)廢熱生產(chǎn)氰尿酸的方法及隧道式裂解爐裝置，屬于固相法氰脲酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。其主要利用冶金高爐、加熱爐、煉焦；玻璃、陶瓷爐窯以及熱電廠、鋼鐵廠、石油化工、焦化廠等工廠外排的廢氣廢熱；或硫酸企業(yè)生產(chǎn)時的二氧化硫和三氧化硫中間產(chǎn)品氣體，這些高、中溫氣體通過隧道式裂解爐裝置釋放化學(xué)能而形成工業(yè)廢熱，工業(yè)廢熱轉(zhuǎn)化為尿素裂解時的熱源以替代燃煤煙道氣熱源來生產(chǎn)氰脲酸粗品，粗品氰脲酸含量高且穩(wěn)定。本項發(fā)明生產(chǎn)固相法氰脲酸時，將工業(yè)廢熱“變廢為寶”加以利用，其產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、純度高；該項工藝操作簡單，操作環(huán)境良好，具有良好的經(jīng)濟與社會效益。
文檔編號F27B9/00GK103086990SQ20131003519
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者陳世豪, 陳鼎東, 黃兵, 鄒福旺, 吳元金, 黃繩煬 申請人:福建省邵武市榕豐化工有限公司